Segmentación del movimiento en secuencias de vídeo y su aplicación a la codificación perceptual de vídeo

En este Proyecto Fin de Carrera se propone un sistema de segmentación del movimiento en secuencias de vídeo y su aplicación a la codificación de vídeo basada en consideraciones perceptuales, uno de los campos de trabajo más interesantes dentro del marco de la codificación de vídeo. Considerando que la mayoría de secuencias de vídeo cuenta con unas regiones en las que el ojo humano fija su atención (por ejemplo, un objeto que se mueve en un fondo estático), la codificación de estas secuencias se puede llevar a cabo de una manera inteligente asignando más recursos (o bits objetivo) a dichas regiones de interés para que la secuencia decodificada sea subjetivamente más agradable. En función de las principales características del sistema visual humano, que son analizadas en este proyecto, se recurre a un análisis plano a plano del contenido de vídeo para determinar qué regiones son susceptibles de introducir una mayor distorsión de codificación, para que ese ahorro de bits pueda asignarse a las regiones verdaderamente de interés. Estamos hablando, por ejemplo, de la capacidad de segmentar un plano según sus texturas y su cantidad de movimiento. Concretamente, esta propuesta se centra en la cantidad de movimiento característica de áreas del plano para delimitar las regiones de interés. Una vez se dispone de la segmentación correspondiente, la cuantificación llevada a cabo en el codificador de vídeo será incrementada solamente en aquellas partes del plano cuya calidad pueda ser degradada sin repercusiones subjetivas importantes. Por último, en este proyecto se incluye un conjunto de pruebas subjetivas que fueron llevadas a cabo para evaluar dos versiones del sistema propuesto de segmentación del movimiento, una básica y una mejorada, implementadas en el codificador de vídeo H.264/AVC. Un análisis detallado de dichas pruebas así como una serie de propuestas futuras serán expuestos en la parte final de la memoria. ___________________________________________________________________________________________________________This thesis proposes a motion segmentation system in video sequences and its application in video coding based on perceptual considerations, one of the most interesting fields of work of video coding. Most of video sequences has some regions where the human eye focuses its attention (i.e, object moving on static background), the codification of these sequences can be carried out in an intelligent way allocating more resources (target bits) in the regions of interest so that the decoded sequence is subjectively more pleasant. Depends on the main characteristics of human visual system that have been analyzed in this project a video content study is made frame to frame to find the areas most susceptible to introduce more distortion coding, so these save bits can be applied to the regions of interest. All of this is based on the capacity of segment a frame from its texture or movement. Specifically this proposal focuses on amount of movement of frame areas in order to segment the regions of interest. When the segmentation is done, the video coder quantification is increased in areas where the quality can be degraded without important subjective penalties. Finally, this thesis includes a group of subjective tests were realized to evaluate two different versions of the proposed motion segmentation system: a basic version and other one improved, both of them implemented in video coder H.264/AVC. A detailed analysis of these tests and some future proposals are exposed at the end of this document.Ingeniería Técnica en Sonido e Image