Codage conjoint source-canal pour l'optimisation d'un système de codage distribué de sources vidéo transmises sur un lien sans fil

par Charles Yaacoub

Thèse de doctorat en Signal et images

Sous la direction de Béatrice Pesquet-Popescu et de Joumana Farah Francis.

Soutenue en 2009

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous réalisons en premier lieu une étude comparative qui montre les avantages des turbo-codes non-binaires par rapport aux binaires, dans les domaines du codage canal et de la compression des sources distribuées, et nous implémentons un système de codage distribué vidéo basé sur les turbo-codes quadri-binaires. Nous dérivons ensuite la limite théorique de compression dans le cas du codage source ainsi que dans le cas du codage conjoint source-canal. Cette limite est ensuite utilisée dans le cadre d’une technique d’optimisation inter-couches qui vise à éviter l’usage excessif du canal de retour. Notre système se base alors sur le niveau de mouvement des séquences vidéo et sur l’état du canal de transmission pour déterminer le débit de transmission nécessaire à chaque utilisateur. En se basant sur les résultats obtenus, nous proposons une technique de codage conjoint qui permet d’estimer le débit de transmission de chaque utilisateur ainsi que d’optimiser le choix du paramètre de quantification. Ainsi, nous obtenons un système de codage vidéo distribué avec quantification variable et allocation dynamique du débit. Nous étudions aussi l’influence du codage H. 264 des trames clés sur les performances globales du système. Nous développons ensuite des algorithmes qui permettent de faire varier dynamiquement la taille du GOP en se basant sur les calculs entropiques pour déterminer le débit de compression ainsi que le type de codage de chaque trame, sans le besoin d’un canal de retour. Finalement, nous proposons une nouvelle technique qui vise à optimiser la génération de l’information adjacente au décodeur en utilisant des algorithmes génétiques.

  • Titre traduit

    Joint source-channel coding for the optimization of the distributed coding of video sources transmitted over wireless channels


  • Résumé

    In this thesis, we first develop a comparative study between binary and non binary turbo-codes used for channel coding as well as for the compression of distributed sources, and we implement a distributed video coding system based on quadri-binary turbo-codes. We then derive the theoretical compression bounds for the case of source coding as well as for joint source-channel coding. These calculations are then used in a cross-layer approach that aims at reducing the excessive use of the feedback channel. Therefore, our system determines the transmission rate for each user taking into account the amount of motion in the captured video scene as well as the state of the transmission channel. We propose afterwards a coding technique that estimates the transmission rate for each user while optimizing the value of the quantization parameter. As a result, we obtain a distributed video coding system with adaptive quantization and dynamic rate allocation. The influence of H. 264 Intra-coding of key frames on the system's performance is also considered. Based on our theoretical study, we then develop novel algorithms that dynamically adapt the GOP size and determine the coding mode for each frame, without the need for a feedback channel. Finally, a frame fusion approach that aims at improving the side information is proposed, based on genetic algorithms.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XV-167 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 58 réf. bibliogr. Résumé en français et en anglais

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Télécom ParisTech. Bibliothèque scientifique et technique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 7.1 YAAC
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