Reduced complexity post-processing of block-based coded video sequences

Méthodes à compléxite réduite pour amélioration de la qualité des séquences vidéo codées par blocks

• Auteur / Autrice : Salim Chebbo
• Direction : Béatrice Pesquet-Popescu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal et images
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, Télécom ParisTech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Streaming (télécommunications)

Compression vidéo

Traitement d'images -- Techniques numériques

Résumé

L'objectif de cette thèse est de concevoir des solutions temps réel afin de réduire les artefacts d'une compression vidéo. Dans ce travail on s'est limité aux trois dégradations les plus répandues et les plus gênantes. Il s'agit de l'effet de bloc, le ringing, et le bruit de papillotement temporel. Un algorithme de post-traitement pour réduire l'effet de bloc est d'abord présenté. Cet algorithme est principalement basé sur un filtrage bidimensionnel adaptatif. En tenant compte de l'activité spatiale des pixels ainsi que l'étape de quantification, la dégradation locale de l'image est évaluée pour sélectionner le mode de filtrage le plus approprié. L’effet de bloc est ensuite réduit par l'application des filtres bidimensionnels et non séparables choisis en fonction du mode de filtrage. La réduction du ringing est réalisée au moyen d'un filtrage médian pondéré. L'originalité de cette solution réside dans l'attribution adaptative de poids pour chaque pixel dans une fenêtre de filtrage, fournissant ainsi une réduction efficace du ringing tout en conservant les détails les plus fins de l'image. En ce qui concerne le traitement des défauts temporels, une mesure objective de la qualité temporelle des séquences vidéo est proposée. Ensuite, un filtre temporel est proposé pour stabiliser les régions de fond des images, en utilisant un filtre temporel bidirectionnel. Finalement, la complexité d'implémentation des solutions proposées a été étudiée afin de prouver l'applicabilité de ces solutions pour des applications temps réel.

The objective of this thesis is to propose real time solutions in order to reduce the video compression impairments namely the blocking, the ringing and the temporal flickering. The proposed deblocking filter is mainly based on an adaptive conditional two-dimensional filter, derived from the combination in horizontal and vertical directions of a simple two-mode conditional 1-d filter. Appropriate filters are selected using the local degradation of the image, which is assessed by examining he quantization step as well as the computed spatial pixel activities. The ringing artifact reduction algorithm uses a simple classification method to differentiate at and edge blocks, which are then filtered using a particular weighted median filter. Regarding the temporal impairments, we proposed a new measure to assess the level of these impairments and accordingly estimate the temporal quality of the decoded sequences. The preliminary study of the temporal compression artifacts demonstrated that the level of the temporal fluctuation between consecutive frames is affected by the compression ratio and the group of pictures structure, notably the presence (and period) of intra coded frames in the video sequence. It was also shown that the deringing process reduces the visibility of the mosquito noise, however a temporal filtering remains necessary to reduce the background areas fluctuation. For this reason, we proposed to temporally filter these areas and skip the temporal filtering of moving objects. Finally, the implementation complexity of the proposed solutions was investigated in order to prove the applicability of these solutions for real time applications.