Définition et implantation matérielle d'un estimateur de mouvement configurable pour la compression vidéo adaptative

L objectif de cette thèse est la conception d une plateforme de compression vidéo de nouvelle génération à haut degré d adaptation vis-à-vis de l environnement. Ce besoin d adaptabilité a plusieurs origines. D une part les systèmes actuels visent à s adapter à la diversité et l hétérogénéité des médias et des terminaux actuels. D autre part, l exploitation de l information contenue dans une scène vidéo dépend de l application visée et des besoins des utilisateurs. Ainsi, l information peut être exploitée de manière complètement inhomogène spatialement ou temporellement. En effet, l exploitation spatiale de la scène peut être irrégulière par définition, par la définition automatique ou manuelle de zones d intérêts dans l image. La qualité de la vidéo, donc de la compression, doit pouvoir s adapter afin de limiter la quantité de donnée à transmettre. Cette qualité est donc dépendante de l évolution de la scène vidéo elle-même. Une architecture matérielle configurable a été proposée dans cette thèse permettant de supporter différents algorithmes de recherche en offrant une précision subpixélique.La synthèse des travaux menés dans ce domaine et la comparaison objective des résultats obtenus par rapport à l'état de l'art. L architecture proposée est synthétisée à base d un FPGA Virtex 6 FPGA, les résultats obtenus pourraient traiter l'estimation du mouvement pixélique avec un flux vidéo haute définition (HD 1080), respectivement à 13 images par seconde en utilisant la stratégie de recherche exhaustive (108K Macroblocs/s) et jusqu'à 223 images par seconde avec la recherche selon un grille en diamant (1,8 M Macroblocs /s). En outre le raffinement subpixélique en quart-pel est réalisé à Macroblocs 232k/ sThe aim of this thesis was to define and implement a hardware architecture of a configurable motion estimation capable of supporting various search strategies with the desired accuracy for adaptive video compression. This need for adaptability had several origins. Firstly, the current systems are designed to adapt to the diversity and heterogeneity of current terminals and media. Secondly, the use of information contained in a video scene depends on the intended applications and user needs. This objective scoring modestly in the challenge offered by the development of digital video requires a faster processing and a high compression ratio.In this thesis, a flexible hardware implementation of the motion estimator which enables the integer motion search algorithms to be modified and the fractional search as well as variable block size to be selected and adjusted. Hence, this novel architecture, especially designed for FPGA targets, proposes high-speed processing for a configuration which supports the variable size blocks and quarter-pelrefinement, as described in H.264. The proposed low-cost architecture based on Virtex 6 FPGA canprocess integer motion estimation on 1080 HD video streams, respectively, at 13 fps using full search strategy (108k Macroblocks/s) and up to 223 fps using diamond search (1.8M Macroblocks/s). Moreover subpel refinement in quarter-pel mode is performed at 232k Macroblocks/sDIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF