Techniques d'amélioration des performances de compression dans le cadre du codage vidéo distribué

par Abdalbassir Abou El Ailah (Abou-Elailah)

Thèse de doctorat en Signal et Images

Sous la direction de Frédéric Dufaux et de Marco Cagnazzo.

Le président du jury était Touradj Ebrahimi.

Le jury était composé de Farah Joumana, Eric Nassor, Béatrice Pesquet-Popescu.

Les rapporteurs étaient Lina Karam, Fernando Pereira.


  • Résumé

    Le codage vidéo distribué (DVC) est une technique récemment proposée dans le cadre du codage vidéo, et qui convient surtout à une nouvelle classe d'applications telles que la surveillance vidéo sans fil, les réseaux de capteurs multimédia, et les téléphones mobiles. En DVC, une information adjacente (SI) est estimée au décodeur en se basant sur les trames décodées disponibles, et utilisée pour le décodage et la reconstruction des autres trames. Dans cette thèse, nous proposons de nouvelles techniques qui permettent d'améliorer la qualité de la SI. Tout d'abord, le raffinement itératif de la SI est réalisé après le décodage de chaque sous-bande DCT. Ensuite, une nouvelle méthode de génération de la SI est proposée, qui utilise l'estimation des vecteurs de mouvement dans les deux sens et le raffinement Quad-tree. Ensuite, de nouvelles approches sont proposées afin de combiner les estimations globale et locale en utilisant les différences entre les blocs correspondants et la technique SVM. En plus, des algorithmes sont proposés pour améliorer la fusion au cours du décodage. En outre, les objets segmentés des trames de référence sont utilisés dans la fusion, en utilisant les courbes élastiques et la compensation de mouvement basée-objets. De nombreuses simulations ont été effectuées pour tester les performances des techniques proposés et qui montrent des gains importants par rapport au codeur classique DISCOVER. Par ailleurs, les performances de DVC obtenues en appliquant les algorithmes proposés surpassent celles de H.264/AVC Intra et H.264/AVC No motion pour les séquences testées. En plus, l'écart vis-à-vis de H.264/AVC Inter (IB...IB) est considérablement réduit.

  • Titre traduit

    Techniques for improving the performance of distributed video coding


  • Résumé

    Distributed Video Coding (DVC) is a recently proposed paradigm in video communication, which fits well emerging applications such as wireless video surveillance, multimedia sensor networks, wireless PC camera, and mobile cameras phones. These applications require a low complexity encoding, while possibly affording a high complexity decoding. In DVC, a Side Information (SI) is estimated at the decoder, using the available decoded frames, and used for the decoding and reconstruction of other frames. In this PhD thesis, we propose new techniques in order to improve the quality of the SI. First, successive refinement of the SI is performed after each decoded DCT band. Then, a new scheme for SI generation based on backward, forward motion estimations, and Quad-tree refinement is proposed. Furthermore, new methods for combining global and local motion estimations are proposed, to further improve the SI, using the differences between the corresponding blocks and Support Vector Machine (SVM). In addition, algorithms are proposed to refine the fusion during the decoding process. Furthermore, the foreground objects are used in the combination of the global and local motion estimations, using elastic curves and foreground objects motion compensation. Extensive experiments have been conducted showing that important gains are obtained by the proposed techniques compared to the classical DISCOVER codec. In addition, the performance of DVC applying the proposed algorithms outperforms now the performance of H.264/AVC Intra and H.264/AVC No motion for tested sequences. Besides that, the gap with H.264/AVC in an Inter IB…IB configuration is significantly reduced.


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