Optimisation du contrôle de débit de H.264/AVC basée sur une nouvelle modélisation Débit-Quantification et une allocation sélective de bits
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Cette thèse se focalise sur l'optimisation de l'algorithme du contrôle de débit du standard H.264/AVC. Cet algorithme constitué de deux parties fondamentales : allocation de bits et détermination du paramètre de quantification (QP), ne présente pas les meilleures performances et loin d'être optimal. Ainsi, nous avons proposé de nouvelles techniques permettant de déterminer de manière plus appropriée le QP et d'allouer finement le budget de bits tout en intégrant des propriétés du système visuel humain. Pour une meilleure estimation du QP, deux modèles Débit-Quantification (R-Q) sont proposés. Le premier modèle conçu pour les trames Intra, est un modèle non-linéaire utilisé pour déterminer de manière optimale le QP initial en exploitant la relation entre le débit cible et la complexité des trames Intra. Le second modèle logarithmique, est conçu pour les unités de codage Inter. Outre ses performances, ce modèle se substitue aux deux modèles utilisés par le contrôleur de débit de H.264/AVC, et offre ainsi une réduction de la complexité calculatoire. L'allocation de bits au niveau trame du profil de base de H.264/AVC reste basique car elle alloue équitablement le nombre de bits aux unités Inter indépendamment de leur complexité. Pour une allocation plus fine, deux mesures de complexité sont exploitées. La première est un rapport de mouvement déterminé à partir de bits réels utilisés pour coder les trames précédentes. La seconde mesure exploite la différence entre trames adjacentes et l'histogramme de cette différence. Enfin, et pour mieux contrôler la qualité, une carte de saillance est intégrée au processus d'allocation de bits. Au niveau trame, elle est utilisée...
The explosion of multimedia applications is largely due to the efficiency of the compression techniques used. H.264/AVC, also known as MPEG-4 Part 10 is the newest video coding standard. It is more effective than previous standards (MPEG1, MPEG2, part 4, H26x...) and achieves significant compression gains. As for other standards, the rate control is a key element of H.264/AVC because it helps to regulate the visual quality of the reconstructed sequence while respecting the bandwidth constraints imposed by the channel transmission. In accordance with the specified target bit-rate, the rate control algorithm determines appropriately the quantization parameters. Basically, a first Rate-Quantization function elaborates a relationship between the rate and the quantization parameter (QP). A second function called Distortion-Quantization estimates the distortion (or quality) of the reconstructed video based on the used quantization parameter. These two functions lead together to a relationship (usually quadratic) between the quantization parameter, the target number of bits and the basic unit (Frame, Slice, macroblock or set of macroblocks) statistics. These functions have been the subject of several studies. The models that have been adopted and therefore recommended by the group standardization, do not generally offer better performances and they are far from optimal. This thesis is in this context. Its main objective is to develop and design new techniques to improve the performance of the rate control algorithm and those of the H.264/AVC standard. These techniques are based on both a detailed analysis of the major current limitations and a wide literature review...
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