Estimation de mouvement : algorithmes et architectures

par Yazid Nemouchi

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Yves Mathieu.

Soutenue en 1996

à Paris, ENST .

mots clés

Résumé

L'estimation de mouvement est une fonction clé dans un schéma de compression d'images tel que mpeg1 ou mpeg2. C'est une technique de codage prédictif qui permet de réduire de manière significative la quantité d'information binaire représentant une image, et ce en éliminant la redondance temporelle entre images adjacentes. Une étude très approfondie de l'estimation de mouvement, tant d'un point de vue algorithmique qu'architectural, a permis de mettre en évidence les algorithmes par appariement de blocs, et tout particulièrement l'algorithme par recherche exhaustive, comme étant les plus appropries à des applications du type tv numerique vu le très bon compromis cout/performance qui les caractérise. Les méthodes dites différentielles sont, quant à elles, plus adaptées a des applications faisant intervenir des petits déplacements. La performance des techniques par appariement de blocs peut être fortement augmentée si elles sont combinées au principe de multi résolution. Cela permet d'atteindre des excursions de recherche de l'ordre de la taille de l'image. L'étude architecturale nous a permis d'identifier un élément critique, constituant un vrai goulot d'étranglement lorsqu'il s'agit d'implanter un algorithme d'estimation de mouvement à haute performance. Il s'agit du débit d'entrées/sorties entre le circuit d'estimation de mouvement et la mémoire d'images associée. Nous proposons une nouvelle approche d'implantation qui réduit ce débit de manière très significative. L'approche basée sur les données de référence (rdoa) peut être vue comme la duale de l'approche classique nommée approche basée sur les données courantes (abdc). Dans abdr, et contrairement a abdc, l'image de référence est régulièrement parcourue, alors que les blocs de l'image courante sont lus de manière aléatoire.

Titre traduit

Motion estimation : algorithms and architectures

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