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Sur la Restauration et l'Edition de Vidéo : Détection de Rayures et Inpainting de Scènes Complexes

By Alasdair Newson

Abstract

The inevitable degradation of visual content such as images and films leads to the goal ofimage and video restoration. In this thesis, we look at two specific restoration problems : the detection ofline scratches in old films and the automatic completion of videos, or video inpainting as it is also known.Line scratches are caused when the film physically rubs against a mechanical part. This origin resultsin the specific characteristics of the defect, such as verticality and temporal persistence. We propose adetection algorithm based on the statistical approach known as a contrario methods. We also proposea temporal filtering step to remove false alarms present in the first detection step. Comparisons withprevious work show improved recall and precision, and robustness with respect to the presence of noiseand clutter in the film.The second part of the thesis concerns video inpainting. We propose an algorithm based on theminimisation of a patch-based functional of the video content. In this framework, we address the followingproblems : extremely high execution times, the correct handling of textures in the video and inpaintingwith moving cameras. We also address some convergence issues in a very simplified inpainting context.La degradation inévitable des contenus visuels (images, films) conduit nécessairementà la tâche de la restauration des images et des vidéos. Dans cetre thèse, nous nous intéresserons àdeux sous-problèmes de restauration : la détection des rayures dans les vieux films, et le remplissageautomatique des vidéos (“inpainting vidéo en anglais).En général, les rayures sont dues aux frottements de la pellicule du film avec un objet lors de laprojection du film. Les origines physiques de ce défaut lui donnent des caractéristiques très particuliers.Les rayures sont des lignes plus ou moins verticales qui peuvent être blanches ou noires (ou parfois encouleur) et qui sont temporellement persistantes, c’est-à-dire qu’elles ont une position qui est continuedans le temps. Afin de détecter ces défauts, nous proposons d’abord un algorithme de détection basésur un ensemble d’approches statistiques appelées les méthodes a contrario. Cet algorithme fournitune détection précise et robuste aux bruits et aux textures présentes dans l’image. Nous proposonségalement une étape de filtrage temporel afin d’écarter les fausses alarmes de la première étape dedétection. Celle-ci améliore la précision de l’algorithme en analysant le mouvement des détections spatiales.L’ensemble de l’algorithme (détection spatiale et filtrage temporel) est comparé à des approchesde la littérature et montre un rappel et une précision grandement améliorés.La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l’inpainting vidéo. Le but ici est de remplirune région d’une vidéo avec un contenu qui semble visuellement cohérent et convaincant. Il existeune pléthore de méthodes qui traite ce problème dans le cas des images. La littérature dans le casdes vidéos est plus restreinte, notamment car le temps d’exécution représente un véritable obstacle.Nous proposons un algorithme d’inpainting vidéo qui vise l’optimisation d’une fonctionnelle d’énergiequi intègre la notion de patchs, c’est-à-dire des petits cubes de contenu vidéo. Nous traitons d’abord leprobl’‘eme du temps d’exécution avant d’attaquer celui de l’inpainting satisfaisant des textures dans lesvidéos. Nous traitons également le cas des vidéos dont le fond est en mouvement ou qui ont été prisesavec des caméras en mouvement. Enfin, nous nous intéressons à certaines questions de convergencede l’algorithme dans des cas très simplifiés

Topics: video inpainting, line scratch detection, Image and video restoration, inpainting video, restauration des rayures, restauration de films, Restauration des images et videos, [ INFO.INFO-TI ] Computer Science [cs]/Image Processing, [ INFO.INFO-CV ] Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV]
Publisher: HAL CCSD
Year: 2014
OAI identifier: oai:HAL:tel-01136253v1
Provided by: Thèses en Ligne

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