Schémas de suivi d'objets vidéo dans une séquence animée : application à l'interpolation d'images intermédiaires. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Video objects tracking schemes in image sequences: application to temporal image interpolation.

Schémas de suivi d'objets vidéo dans une séquence animée : application à l'interpolation d'images intermédiaires.

Résumé

The general field of this study is digital signal processing applied to image
sequences for multimedia applications. This work is divided into two main
contributions: an algorithm to segment images into moving video objects and a
temporal interpolation method working with those objects.

The segmentation of the sequence is performed with a temporal tracking
algorithm. A spatio-temporal segmentation algorithm is used to obtain initial
regions in the first image of the sequence. This partition is then tracked
with an active contours technique, which operates on a novel segmentation
representation composed of open boundaries between regions. The algorithm
estimates both the motion of boundaries and the motion of regions. It is also
able to track multiple objects simultaneously and to handle occultations
between them. Results obtained on real image sequences show that this
algorithm achieves a good temporal stability of the segmentation and a correct
accuracy of the boundaries.

The goal of the interpolation algorithm is to reconstruct frames between two
images in a sequence. It is a low-complexity algorithm which can be used at
the end of an object-based coder/decoder chain. The interpolation is
motion-compensated, and uses the motion of regions, estimated during the
tracking. It is also object-based in the sense that the segmentation is used
to accurately predict occultation areas. This algorithm can be used in three
different applications: interpolative coding (where known images are predicted
by interpolation), adaptation of the frame-rate to the terminal display in a
multicast transmission and reconstruction of missing frames (where additional
frames are computed). Experimental results for the first application show that
for a given reconstruction quality, the average compression is higher when
using interpolation than with a causal prediction.
Le cadre général de cette étude est le traitement numérique du signal, appliqué
aux séquences d'images, pour des applications multimédia. Ce travail est
divisé en deux contributions principales~: un algorithme de segmentation
d'images en objets vidéo en mouvement, et une méthode d'interpolation
temporelle opérant sur ces objets.

La segmentation de la séquence est effectuée par un algorithme de suivi
temporel. Un algorithme de segmentation spatio-temporelle est utilisé
initialement pour obtenir des régions dans la première image de la séquence.
Cette partition est ensuite suivie par une technique de contours actifs, qui
opère sur une nouvelle représentation de la segmentation, composée des
frontières ouvertes séparant les régions. L'algorithme estime à la fois le
mouvement des frontières et celui des régions. Il est capable de suivre
plusieurs objets simultanément et de traiter les occultations entre eux. Des
résultats, obtenus sur des séquences d'images réelles, montrent que cet
algorithme permet une bonne stabilité temporelle de la segmentation et une
bonne précision des frontières.

Le but de l'algorithme d'interpolation est de reconstruire des images
intermédiaires entre deux images de la séquence. Il s'agit d'un algorithme de
faible complexité qui peut être utilisé à la fin d'une chaîne codeur/décodeur.
L'interpolation est compensée en mouvement et utilise le mouvement des régions,
estimé pendant la phase de suivi. Il est aussi basé objets, dans le sens où il
utilise la segmentation pour prédire correctement les zones d'occultation. Cet
algorithme peut être utilisé pour trois applications différentes~: le codage
interpolatif (où des images de la séquence sont prédites par interpolation),
l'adaptation de la fréquence de la séquence à la fréquence d'affichage du
terminal de visualisation dans une transmission multipoints et la
reconstruction d'images manquantes (où l'on calcule des images non observées).
Des résultats expérimentaux pour la première application montrent que pour une
qualité de reconstruction donnée, la taux de compression moyen sur un groupe
d'images est plus élevé en utilisant l'interpolation qu'avec une prédiction
causale.
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Dates et versions

tel-00070533 , version 1 (19-05-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00070533 , version 1

Citer

Laurent Bonnaud. Schémas de suivi d'objets vidéo dans une séquence animée : application à l'interpolation d'images intermédiaires.. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Université Rennes 1, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00070533⟩
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