A maximum likelihood approach to video error correction applied to H.264 decoding

Résumé

La dissimulation d’erreurs est l’approche de facto pour gérer les erreurs de transmission. C’est d’autant plus vrai pour les applications temps réel, car les retransmissions posent problème au mantien des courts délais de livraison requis. Conséquemment, il apparaît que toutes les approches de dissimulation d’erreurs partagent l’hypothèse qu’une erreur de transmission se manifeste par l’absence de données. Or, cette hypothèse ne s’avère pas toujours vraie. La correction d’erreurs vidéo se veut donc une alternative viable à la dissimulation d’erreurs lorsque les paquets endommagés atteignent leur destination. Malheureusement, ces approches reçoivent peu d’attention. Dans cette thèse, nous proposons une toute nouvelle approche pour corriger les erreurs de transmission à l’aide du maximum de vraisemblance. Notre méthode nécessite aucun outil de codage particulier, ni l’imposition de contraintes spécifiques. En combianant la vraisemblance des symboles valides potentiels à la vraisemblance des modifications proposées aux bits reçus, notre méthode sélectionne le contenu le plus probable transmis par l’encodeur. En premier lieu, une approche ciblant la totalité d’un paquet endommagé est proposée. De plus, nous montrons comment intégrer les probabilités des bits calculés par la couche physique afin d’obtenir une vraisemblance plus précise sur les modifications des bits. Par la suite, nous raffinons l’approche au niveau des éléments de la syntaxe. Cette deuxième approche réduit suffisamment la complexité pour permettre l’intégration de notre méthode à des applications en temps réel. Par la suite, notre solution est appliquée au cas particulier du standard vidéo H.264. Nous nous concentrons sur le profile Baseline. Notre expérience porte sur trois séquences 720x480, cinq séquences 704x576 et une séquence 720x576. Chacune des séquences a d’abord été codée à trois reprises avec un débit cible de 1 Mbps, 1,2 Mbps et 1,5 Mbps. Par la suite, les 27 séquences obtenues ont été soumises à des erreurs de transmission. Le taux d’erreur des bits oscillait entre 10−5 et 10−3. Au total, nous avons observé 5400 cas différents. Nos résultats indiquent une amélioration moyenne de 1,69 dB en PSNR par rapport aux résultats obtenus avec la méthode utilisée dans le décodeur de référence. Plus encore, nous avons observé une amélioration moyenne de 0,42 dB en PSNR par rapport aux résultats obtenus avec la meilleure méthode de dissimulation d’erreur issue de l’état de l’art.

Date	7 oct. 2013
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Stéphane Coulombe (Directeur(-trice))