Implantation optimisée d'estimateurs de mouvement pour la compression vidéo sur plates-formes hétérogènes multicomposants

Optimized implementation of motionestimation for video compression on heterogeneous multicomponent platforms

• Auteur / Autrice : Fabrice Urban
• Direction : Déforges, Olivier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique et traitement du signal
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Langages de programmation

Algèbre

Signal, Théorie du (télécommunications)

Traitement d'images -- Techniques numériques

Compression vidéo

Résumé

L'estimation de mouvement est une opération clé pour la compression vidéo, mais implique une complexité de calcul conséquente, accrue par le contexte de la haute définition et l'évolution des standards de compression vidéo. Jusqu'à 60% de la charge de calcul d'un encodeur vidéo H. 264 est dédiée à cette opération. L'adéquation entre les algorithmes et les architectures multicomposants est étudiée dans ce nouveau contexte, avec un cadre méthodologique. Un état de l'art des différentes méthodes d'estimation de mouvement et des architectures matérielles existantes est tout d'abord présenté. Les algorithmes de mise en correspondance de blocs HME et EPZS apparaissent comme les plus performants pour notre étude. La méthode de développement utilisée, ainsi que l'implantation et l'optimisation d'estimateurs de mouvement sur DSP sont ensuite présentés. Un nouvel algorithme d'estimation de mouvement est conçu : HDS. Des implantations parallèles sur plates-formes hétérogènes sont enfin proposées.

Motion estimation is a key operation in most video coding schemes. It is also known to be very computationnally intensive. On a H264 video encoder, up to 60% of the computational load is dedicated to this operation. High definition context and the evolution of compression standards increase real-time constraints further. The implementation optimization has to be studied in this new context. Algorithms together with multicomponent architectures are evaluated in a methodologic prototyping framework. A state of the art of existing motion estimation techniques and hardware architectures is first presented. Predictive block matching algorithms HME and EPZS appear to be well suited to optimized implementations on multiprocessor platforms. The prototyping methodology is then presented with the implementation and optimization of motion estimators on DSP. A new motion estimation technique is disigned: HDS. Parallel designs on heterogeneous platforms are finally proposed.