Contribution à la compression des images stéréoscopiques
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Date
2018-12-11
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Abstract
Résumé (Français) :
L’image 3D a la capacité d’améliorer l’expérience multimédia des spectateurs en fournissant une sensation de profondeur supplémentaire. La plupart du contenu 3D est capturé et préparé au format stéréoscopique. La 3D stéréoscopique (S-3D) consiste à capturer deux images à partir de deux positions légèrement différentes, chacune de ces images est fournie à chaque oeil du spectateur. Ainsi, le contenu stéréoscopique nécessitera deux fois plus de données que le contenu 2D monoscopique. Compte tenu de l’énorme quantité de données qu’implique la transmission des médias S-3D, le développement de techniques de compression efficaces est d’une importance primordiale. Par conséquent, cette thèse présente deux nouvelles techniques pour la compression des images stéréoscopiques. Premièrement, sur la base de la théorie de la suppression binoculaire, une image de la paire stéréo peut être codée avec un niveau de qualité inférieur à celui de l’autre image. Toutefois, à condition que l’écart de qualité entre les deux images ne dépasse pas un certain seuil. Nous proposons une nouvelle méthode qui sélectionne automatiquement l’écart de qualité maximal tolérable entre les deux images. Cela a été réalisé en modélisant la relation entre la qualité des deux vues et leur distorsion inter-vues et, également, grâce à l’inclusion du modèle inspiré du système visuel humain. La seconde technique utilise une méthode de colorisation pour la compression d’images stéréo. L’idée principale est de compresser une vue de la paire stéréo en utilisant une méthode de codage standard, alors que pour l’autre vue seule la composante de luminance est considérée pour la compression. L’information de chrominance de cette dernière vue est presque totalement ignorée, à l’exception de quelques pixels représentatifs (PRs). Ces PRs sont définis à l’aide d’une nouvelle méthode d’extraction basée sur la squelettisation. Au niveau du décodeur, les valeurs de chrominance des pixels restants sont restaurées en utilisant une méthode de colorisation. Les résultats expérimentaux ont montré que les méthodes de codage proposées permettent des gains de débit considérables et surpassent les méthodes de codage d’images stéréoscopiques de l’état de l’art.
Abstract (Anglais) :
3D image has the capability to enhance the multimedia experience of viewers by providingan added sensation of depth. Stereoscopic 3D (S-3D) consists of capturing two imagesfrom two slightly different positions and provides each of them to each viewer’s eye. Thus,stereoscopic content will require twice the amount of data compared to monoscopic one.In view of the huge amount of data involved by media transmission and consumption ofsuch S-3D content, the development of efficient compression techniques is of paramountimportance. To this end, this thesis presents two novel techniques to compress stereoscopicimages. First, based on the binocular suppression theory, in order to reduce the requiredbitrate for stereoscopic images delivery, one image of the stereo pair can be encoded athigh quality level, while the other image is encoded at a slightly lower quality, withoutnoticeable visual quality losses. However, with the condition that the quality gap betweenboth images does not exceed a certain threshold. We propose a novel method that selectsautomatically the maximum tolerable quality gap between views of different stereo imagepairs. This has been achieved by modeling the relationship between the asymmetric qualityand the interview distortion between corresponding pixels. Then, the derived relationshipis combined with Binocular Just Noticeable Difference (BJND) model to control the qualitythreshold between the left and right views. The second technique employs colorizationmethod for stereo image compression. The main idea is to compress one view of the stereopair using a standard coding method, while for the other view, only the luminancecomponent is considered for compression. The chromatic information of this latter vieware transmitted to the decoder for a few representative pixels (RPs) only. These RPs aredefined using a novel proposed RP extraction method based on skeletonization. At decoderside, color values of all the remaining pixels are reconstructed by colorization methods.Experimental results showed that our coding methods can achieve considerable bit-ratesaving and outperforms the widely used stereoscopic images coding approaches.
Description
Doctorat en Sciences
