Amélioration de l'expérience utilisateur en navigation libre via la synthèse d'image

Improving user experience in free-navigation via image synthesis

• Auteur / Autrice : Nour Hobloss
• Direction : Lu Zhang, Marco Cagnazzo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 02/12/2021
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : MATHSTIC
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : William Puech
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Dufaux, Anissa Mokraoui‎

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conception centrée sur l'utilisateur

Infographie

Mots clés libres

Synthèse de vue

Navigation libre

Expérience utilisateur

Dataset

Transition vidéo

View synthesis

Free navigation

Quality of experience

Dataset

Video transition

Résumé

Dans l'acquisition de la vidéo multi-vue le centre d'attention peut être contrôlé par les téléspectateurs plutôt que par un réalisateur, ce qui implique que chaque téléspectateur peut observer un point de vue unique. Par conséquent, ceci exige de placer des caméras autour de la scène à capturer, ce qui pourrait être très coûteux. La génération de caméras virtuelles pour remplacer une partie des caméras réelles de la scène réduit le coût de la configuration de la vidéo multi-vues. Cette thèse se concentre sur la génération de transitions vidéo virtuelles dans les scènes capturées par vidéo multi-vues pour se déplacer virtuellement d'un point de vue réel à un autre dans la même scène. Moins nous utilisons de caméras réelles, moins il y a de dépenses nécessaires dans la vidéo multi-vues ; cependant, plus la baseline est importante. Les méthodes de synthèse de vue ont attiré notre attention, comme une approche de notre problème. Cependant, dans la littérature, ces méthodes souffrent toujours d'artefacts visuels dans l'image rendue finale en raison des occultations dans la nouvelle vue virtuelle cible. Dans un premier temps, nous proposons une approche hybride de la synthèse de vues dans laquelle nous déformons d'abord les vues de référence en corrigeant les occultations. Nous fusionnons les vues pré-traitées via une architecture de convolution simple. Le warping des vues de référence réduit la distance entre les vues de référence, ainsi que la taille des filtres convolutionnels et donc de réduire la complexité du réseau. Ensuite, nous présentons une approche hybride, où nous fusionnons les vues pré-warpées via un encodeur-décodeur résiduel avec un encodeur siamois afin de maintenir le nombre des paramètres bas. Nous proposons également un algorithme d'inpainting des trous pour combler les désoccultations dans les vues warpées. En plus, nous nous concentrons sur la qualité de l'expérience de l'utilisateur pour la transition vidéo et la base de données. D'abord, nous réalisons un dataset créatif pour la qualité d'expérience de la transition vidéo. Ensuite, nous proposons un optimiseur de synthèse de vues multiples algoritmic-learning-based. Le travail vise à évaluer subjectivement les approches de synthèse de vues proposées sur 8 différentes séquences vidéo en réalisant une série de tests subjectifs.

In multi-view capture, the focus of attention can be controlled by the viewers rather than by a director, which implies that each viewer can observe a unique point of view. Therefore, this requires placing cameras around the scene to be captured, which could be very expensive. Generating virtual cameras to replace part of the real cameras in the scene reduces the cost of setting up multi-view video. This thesis focuses on generating virtual video transitions in scenes captured by multi-view video to virtually move from one real viewpoint to another in the same scene. The fewer real cameras we use, the less expensive is required in the multi-view video; however, the larger the baseline is. View synthesis methods have attracted our attention as an approach to our problem. However, in the literature, these methods still suffer from visual artifacts in the final rendered image due to occlusions in the new target virtual view. As a first step, we propose a hybrid approach to view synthesis. We first warp the reference views by correcting the occlusions. We merge the pre-processed views via a simple convolution architecture. Warping the reference views reduces the distance between the reference views and the size of the convolutional filters and thus reduces the complexity of the network. Next, we present a hybrid approach. We merge the pre-warped views via a residual encoder-decoder with a Siamese encoder to keep the parameters low. We also propose a hole inpainting algorithm to fill in disocclusions in warped views. In addition, we focus on the quality of user experience for the video transition and the database. First, we perform a creative dataset for the quality of experience of the video transition. Second, we propose an algorithmic-learning-based multiple view synthesis optimizer. The work aims to subjectively evaluate the proposed view synthesis approaches on 8 different video sequences by performing a series of subjective tests.