Amélioration des transmissions video MPEG-2 sur lignes ADSL basée sur une optimisation conjointe source-canal de la qualité video

Improvement of MPEG-2 video transmission over ADSL based on a joint source/channel optimizationn of video quality

• Auteur / Autrice : Charlène Goudemand
• Direction : François-Xavier Coudoux, Marc Gazalet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Programmation quadratique

Modulation numérique

MPEG (norme de codage vidéo)

Raccordement numérique asymétrique

Mots clés libres

Modulation DMT

Fdm

QAM hiérarchique

Algorithme d'allocation des bits et des puissances

Mesure de qualité vidéo

EQM pondérée

Résumé

L'accès aux services multimédias est aujourd'hui possible pour les particuliers grâce aux technologies ADSL qui permettent des transmissions de données haut débit via les lignes téléphoniques. Cependant, la réception de vidéo n'est accessible qu'aux abonnés ayant une bonne qualité de ligne. Nous présentons dans le cadre de cette thèse un système original d'optimisation de la qualité vidéo transmise sur ligne ADSL dans le but d'élargir la zone de couverture de télédiffusion sur ADSL déjà existante. Le système s'appuie sur une optimisation conjointe source/canal. En effet, le codage source consiste à transcoder de façon hiérarchique le flux vidéo MPEG-2 en Data Partitioning tout en adaptant à la volée le débit vidéo en fonction de la qualité de la ligne d'abonné. Les débits optimaux de transcodage sont déterminés automatiquement selon les caractéristiques de la ligne en minimisant les dégradations visuelles de la vidéo. Pour cela, une nouvelle métrique de mesure de qualité vidéo MPEG-2 de type EQM pondérée simple à mettre en œuvre est proposée. Du côté codage canal, une étude complète d'optimisation de la transmission birésolution sur un canal DMT présente la comparaison de deux schémas de transmission hiérarchique : le schéma utilisant le multiplexage en fréquence et le schéma permettant la transmission simultanée des deux flux sur les mêmes sous-canaux grâce à l'utilisation de QAM hiérarchiques. Cette étude aboutit à la proposition de deux nouveaux algorithmes d'allocation des bits et des puissances pour les deux schémas de transmission. Finalement, l'analyse du système et les résultats de simulation mettent en évidence la supériorité de la solution proposée vis-à-vis d'une transmission monorésolution classique

Today, multimedia services have become accessible for private individuals thanks to ADSL technologies that uses existing phone lines to transmit data at high bit rates. However, video broadcasting over ADSL is only accessible to subscribers with good quality lines. We present an original system that optimizes the video quality over ADSL lines. The aim of the proposed system is to increase the reach of video broadcasting solutions over ADSL that already exists. The system is based on a joint source/channel optimization: source coding is based on a MPEG-2 scalable transcoding scheme using Data Partitioning that simply adapts the video bit rate depending on the subscriber quality line. The optimal bit rates are automatically chosen according to the line characteristics so that visual degradations of the video are minimized. In this goal, a new video quality metric that is very simple to implement is proposed to assess MPEG-2 sequences. On the channel coding side, a complete study of bi-resolution transmission schemes over DMT channel presents a comparison of two hierarchical transmission schemes: the Frequency Division Multiplexing schema and the Embedded MultiCarrier Modulation Scheme that uses hierarchical QAM to transmit bits of the two layers on the same sub carrier. This study leads to the proposal of two new bit and power loading algorithms for the two different transmission schemes. The final analysis of the system and experimental results highlight advantages of the suggested solution compared to a classical monoresolution transmission