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Codage vidéo basse complexité sans perte de qualité visuelle supportant les résolutions HD sur le DSP asynchrone Opus d'Octasic

Poudrier--Racette, Louis (2014). Codage vidéo basse complexité sans perte de qualité visuelle supportant les résolutions HD sur le DSP asynchrone Opus d'Octasic. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire de recherche présente une nouvelle méthode de codage vidéo permettant l’optimisation des transferts de données vidéo à l’intérieur du système Vocallo MGW d’Octasic. Cette méthode est présentée comme une solution aux problèmes posés par l’échange de quantités importantes de données générées dans un système dans lequel un contenu vidéo haute-définition se trouve à l’état non compressé. Plus spécifiquement, ce travail se penche sur le problème du transfert de données vidéo sur un lien Gigabit Ethernet entre les coeurs d’une puce d’Octasic.

Le Vocallo MGW est une application du processeur de traitement de signal asynchrone produit par Octasic. Cette technologie impose son lot de contraintes, tant au niveau des instructions à privilégier que de la gestion de la mémoire. La méthode de compression développée dans ce projet de recherche vise à satisfaire trois contraintes. La première est le taux de compression requis pour permettre une communication bidirectionnelle sur un lien Gigabit Ethernet. La seconde est le maintien de la qualité visuelle. La troisième est le temps d’exécution puisque la solution développée doit opérer en temps réel sur le système de traitement Vocallo MGW d’Octasic.

La méthode de compression proposée est basée sur l’algorithme HACP-SBT tiré de la littérature mais contient plusieurs améliorations significatives pour rendre ce dernier fonctionnel dans le contexte du Vocallo MGW. Les contributions de ce travail incluent la réduction de la complexité de l’algorithme de prédiction, la définition d’une syntaxe et d’une technique flexible pour la mise en paquet ainsi que la création de trois modes de codage visant à respecter les contraintes fixées. Ces trois modes sont constitués d’un mode sans perte supplémenté de deux modes avec perte : le mode avec perte calculée favorisant la qualité visuelle et le mode avec perte rapide favorisant le temps d’exécution.

L’analyse de ces trois modes de codage montre qu’ils permettent tous de respecter la contrainte du taux de compression et de la qualité visuelle. Cependant, seulement le traitement de petites résolutions, dont le QCIF, est assez rapide pour se conformer à la contrainte du temps réel.

Titre traduit

Low complexity video coding for visually lossless compression supporting HD résolutions on Octasic's Opus asynchronous DSP

Résumé traduit

This research thesis presents a new method for video coding, which optimizes the transfer of video data within the Octasic Vocallo MGW system. This method is presented as a solution to the problems posed by the exchange of large amounts of data generated by a system in which a high-definition video content is present in an uncompressed form. More specifically, this work addresses the problem of transferring video data over a Gigabit Ethernet link between the cores of an Octasic silicon chip.

The Vocallo MGW application runs on Octasic’s asynchronous DSP. This technology imposes several constraints related to the selection of instructions and memory management. The compression method developed in this research project aims to satisfy three constraints. The first one is the compression ratio required to enable bidirectional communication over a Gigabit Ethernet link. The second one is to preserve the visual quality. The third one is the execution time since the solution must operate in real-time on Octasic’s Vocallo MGW processing system.

The proposed compression method is based on the HACP-SBT algorithm available from the literature but contains several key improvements to make it functional in the context of the Vocallo MGW. This work’s contributions include the simplification of the prediction algorithm, the adaptation of the coding syntax to allow packetisation and the definition of a flexible packet header, and the creation of three coding modes to satisfy the constraints. These three modes include a lossless coding mode supplemented by two lossy compression modes : the calculated lossy mode promoting visual quality and the rapid lossy mode favoring lower execution times.

The analysis of these three coding modes shows that all the modes meet the constraint of compression ratio and visual quality. However, only the processing of small resolutions, such as QCIF, is fast enough to meet the real-time constraint.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie des technologies de l'information" Comprend des références bibliographiques (pages 109-111)
Mots-clés libres: Compression vidéo. Vidéo numérique. Vidéo haute définition. Imagerie (Technique) Qualité de l'image. Données Transmission. Réseaux Gigabit. Traitement du signal Techniques numériques Appareils et matériel. basse complexité, sans perte de qualité visuelle, compression avec perte
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Coulombe, Stéphane
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 13 avr. 2016 20:33
Dernière modification: 19 mai 2016 20:33
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1257

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