Estimation de mouvement pour le codage de sequences d'images

Motion estimation for image sequences coding

• Auteur / Autrice : LAID ABDELLAH
• Direction : Claude Labit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La consideration des sequences d'images numeriques introduit un champ specifique d'investigation en analyse d'image, a savoir l'extraction d'information de mouvement et plus generalement d'information spatio-temporelle. Ce type d'etude a emerge au travers d'applications variees telles que la compression des donnees, la meteorologie, le suivi de cible, la robotique et le biomedical. Les techniques alors employees possedent leurs caracteristiques propres, liees aux contraintes et criteres de l'application consideree. Pour le codage, la qualite visuelle de l'image intensite reconstruite est primordiale mais les limitations hardware imposent de ne considerer que les deplacements translationnels. Ceci reste un compromis difficile a realiser pour les applications a tres bas debit et il est besoin de concevoir des methodes d'avant-garde efficaces, robustes et capables de prendre en compte un large eventail de mouvement. Dans cette approche algorithmique, nous cherchons a definir un ensemble de methodes qui ne soit pas foncierement dependant d'une application ou d'un type de scene particulier (tout en restant quand meme principalement lie au codage) et qui traite aussi bien les aspects d'estimation du mouvement que de segmentation. La formulation proposee dans cette etude possede un caractere methodologique general et pourra facilement etre adaptee a des problemes concrets d'estimation spatio-temporelle. Le principe general qui a oriente et guide cette etude est fonde sur la recherche d'une utilisation optimale de descripteurs globaux du mouvement en vue de l'extraction de l'information redondante existant entre deux images successives d'une sequences d'images. Ceci nous a conduit a implemente les quatre phases suivantes: 1) un module de segmentation spatiale base sur une ebauche 2d1/2 des images et partitionne les images en objets appartenant a la meme couche de profondeur. 2) une phase de segmentation spatio-temporelle permettant l'obtention de partitions reliees dans le temps. Le schema de segmentation est initialise par un masque spatio-temporel, et repose sur approche statistique par modelisation markovienne. Il n'implique pas de connaissance a priori sur le nombre de regions et n'impose aucune hypothese restrictive sur la nature du mouvement 3d. 3) mise au point et implantation d'une nouvelle methode d'estimation globale (ou par region) du mouvement. La representation du mouvement utilise principalement les termes translationnels, rotationnels, de divergence, hyperboliques et quadratiques. 4) adaptation des modeles de mouvement aux differentes regions de l'image en utilisant des criteres de selection adaptative. L'etude est orientee objet ; elle combine segmentation spatiale et detection du mouvement ; elle prend en compte le mouvement du capteur et elle est basee sur un modele polynomial de parametres. L'identification des parametres du mouvement est faite par l'algorithme de la region de confiance. Les applications visees sont le codage des sequences d'images et l'interpretation du mouvement pour la navigation routiere