Pré-analyse de la vidéo pour un codage adapté : application au codage TVHD en flux H.264

Pre-analysis of video for its advanced coding : application to the HDTV coding in H,264 streams

• Auteur / Autrice : Olivier Brouard
• Direction : Dominique Barba, Vincent Ricordel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, robotique, traitement du signal et informatique appliquée
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École polytechnique de l'Université de Nantes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télévision haute définition

Codage

Perception visuelle

Compression vidéo

Mots clés libres

Pré-analyse de la vidéo

Codage vidéo avancé

Codeur H. 264

Résumé

The optimization methods of a classical video encoder process the information to reduce it only as a signal point of view, and are therefore «low level». Although some works incorporating the HVS properties have been proposed to assess the quality, or to improve the coding, these methods have not been included in the standards. Researchs focus more on the improvment of new standards, such as H. 264. However, the performances of the «high level» methods are encouraging. We therefore propose a method of pre-analysis of videos, that incorporates a visual attention model. This model aims at analyzing the video taking into account the high level information, in order to transmit to the encoder an optimal set of parameters, and to exploit efficiently the coding tools. Researchs have highlighted the fundamental characteristic of the motion contrast for the visual attention. Our pre-analysis method first detects the moving objects (relative to that of the camera), then calculates the saliency maps to localize the visually important areas. We propose two coding applications (that can be exploited jointly) based on information obtained after the pre-analysis, and the assessment of their performance. The first proposes to adaptively modify the structure of the GOP, it is based on the spatio-temporal content of the video. The second concerns an application of video compression with a visual differentiated quality guided by the saliency maps. The performances of these two methods are carried out using tests of subjective quality assessment

Les méthodes d’optimisation d’un codeur vidéo classique ne traitent l’information à réduire que d’un point de vue signal et sont donc « bas niveau ». Bien que des travaux intégrant des propriétés du SVH soient proposés pour l’évaluation de la qualité, ou améliorer les techniques de codage, ces méthodes sont peu retenues au niveau des standards. Les travaux de recherche se portent davantage sur l’enrichissement des nouvelles normes, tel que le standard H. 264. Cependant, les méthodes « haut niveau » obtiennent des performances encourageantes. Nous proposons donc une me��thode de pré-analyse de la vidéo, qui intègre un modèle de l’attention visuelle. Le but est d’analyser la vidéo en tenant compte des informations haut niveau, pour transmettre au codeur le jeu de paramètres optimal afin d’exploiter au mieux les outils de codage. Les études réalisées pour modéliser l’attention visuelle ont mis en évidence le caractère primordial du contraste de mouvement. Notre méthode de pré-analyse détecte d’abord les objets en mouvement (par rapport à celui de la caméra), puis calcule les cartes de saillance permettant de déterminer les zones visuellement importantes. Nous proposons deux applications de codage (qui peuvent être utilisées conjointement) en fonction des informations obtenues après la pré-analyse, ainsi que l’évaluation de leurs performances. La première propose de modifier adaptativement la structure du GOP en fonction du contenu spatiotemporel de la vidéo. La deuxième concerne une application de compression de la vidéo avec une qualité visuelle différenciée guidée par les cartes de saillance. Les performances sont analysées à partir de tests d’évaluation subjective de la qualité