Etude d'un schéma de quantification vectorielle algébrique et arborescente. Application à la compression de séquences d'images numériques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1996

Tree-structured lattice vector quantization for the compression of digital image sequences

Etude d'un schéma de quantification vectorielle algébrique et arborescente. Application à la compression de séquences d'images numériques

Vincent Ricordel

Résumé

This thesis deals with the design of a new vector quantizer (VQ) which takes place in an hybrid coding scheme for the compression of digital image sequences. Such a source (vectors are composed from transformed motion compensated prediction errors) is always a nonstationary signal. A training procedure from representative image sequences is used for designing the VQ codebook, it permits to fit the spatiotemporal source distribution. But the codebook design and the corresponding encoding-decoding algorithm have to be very fast in order to achieve a temporal updating of the reproduction vectors. The computation complexity of usual classification method presents a limitation to their applicability. A lattice VQ, for which encoding is fastest, is adapted only for a signal whose distribution permits to truncate the lattice. To overcome these drawbacks, we proposed a new lattice VQ based on the hierarchical packing of embedded lattices. The aim of our approach is to unify both efficient coding methods: a fast lattice encoding-decoding; and an unbalanced tree-structured codebook design according to a distorsion vs. rate tradeoff. Finally we analyse experimental results with our VQ taking place in a MPEG-based coder, and a region-based coding scheme.
Ce travail de thèse vise à concevoir un nouveau schéma de quantification vectorielle (QV) devant prendre place au sein d'une chaîne de codage hybride pour la compression de séquences d'images. Le but est de contribuer à l'élaboration de futures normes de compression du signal vidéo (MPEG4) et à la conception de nouveaux services de vidéocommunications. La nature non-stationnaire du signal à coder (des vecteurs d'erreurs de prédiction de compensation du mouvement transformées) conduit à retenir une technique d'apprentissage pour la construction du dictionnaire. Si la condition d'opérations d'encodage-décodage rapides est remplie, une QV adaptative est opérationnelle où, quand cela est nécessaire (changement de plan vidéo), l'actualisation des vecteurs représentants est effectuée en utilisant une séquence d'apprentissage issue de la source courante. Le coût calculatoire des techniques classiques d'apprentissage les rend inadaptées. La QV algébrique, rapide, n'est appropriée que si la statistique de la source autorise une troncature aisée des réseaux. Notre approche vise alors à tirer profit de deux techniques de codage : une quantification rapide sur réseaux algébriques, la construction d'un dictionnaire arborescent non-équilibré apportant une partition de l'espace adaptée à la distribution de la source et selon un compromis débit-distorsion. Précisément, la technique utilisée consiste en un emboîtement de réseaux tronqués de même nature et aboutit à un schéma de QV multi-étages. Pour une cellule de Voronoï d'un réseau à une résolution donnée, sur un critère local débit-distorsion, il est décidé ou non de descendre au réseau plus fin. Notre recherche se conclue par l'expérimentation de ce quantificateur vectoriel inscrit au sein de deux types de codeurs : un classique (assemblage d'outils algorithmiques de la famille MPEG), l'autre novateur (codeur orienté régions).
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Dates et versions

tel-00453081 , version 1 (03-02-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00453081 , version 1

Citer

Vincent Ricordel. Etude d'un schéma de quantification vectorielle algébrique et arborescente. Application à la compression de séquences d'images numériques. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Université Rennes 1, 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00453081⟩
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