Aspects traités : codage et tatouage des signaux creux et structurés (coefficients d'ondelettes)

Méthodes développées : quantification vectorielle algébrique avec zone morte vectorielle pdf, compression tatouage conjoints par quantification vectorielle algébrique modulée pdf, procédures d'allocation de débit.

Contributions : 2 articles en revue (IEE, JEI) 4 publication en conférences internationales (IEEE ICIP, IEEE ICME, EUSIPCO).

Zone morte vectorielle

Dans le cas scalaire, la notion de coefficient d'ondelette significatif abouti à l'utilisation d'une zone morte dans les schémas de compression, permettant d'améliorer le compromis débit-distorsion. Les phénomènes d'agglutinement de coefficients d'ondelettes de forte amplitude se traduisent par une forte concentration de vecteurs de faible énergie. Cette propriété peut être exploitée, en généralisant à la quantification vectorielle algébrique le principe de la zone morte, à savoir, en élargissant la cellule de Voronoï du vecteur nul mais également en modifiant sa forme (figure ).

Fig. 1 : Dictionnaire avec zone morte pyramidale sur le réseau

Allocation des débits

Les contraintes de complexité algorithmique et de coût de stockage des algorithmes de compression sont extrêmement fortes, en particulier dans le cas des applications temps-réel ou embarquées. La détermination des paramètres de quantification étant coûteuse, il est primordiale de proposer des méthodes basées sur des modèles analytiques de débit distorsion. Deux approches sont actuellement développées:

1. Approximation des courbes débit distorsion par une fonction exponentielle. L'estimation du modèle s'effectue par simple régression linéaire, à partir de quelques points seulement, ce qui conduit à réduction du coût de calcul de l'ordre de 50%.

2. Modèle statistique de débit distorsion sous l'hypothèse d'un mélange de lois gamma.

Quantification vectorielle algébrique modulée

Il s'agit d'un codeur de source à débit variable permettant l'insertion d'information dédié à la compression par transformée. Le tatouage est assuré par la quantification par modulation d'index (QIM) à partir de deux quantificateurs uniformes décalés (figure 2).

L'utilisation d'un dictionnaire multidimensionnel est motivé par l'existence d'une borne inférieure de codage qui ne dépend que de la taille des vecteurs.

bits par échantillion

Le dictionnaire est muni d'une zone morte vectorielle pour assurer la parcimonie de la source quantifié dans un schéma de compression par transformée. Les figures 3 et 4 montrent l'influence de l'utilisation de la zone morte (ainsi que celle d'un indexage dédié à la QVAM voir lien) sur les performances d'un schéma conjoint.

Fig. 4 : Image Lena compressée par QVAM avec un taux de compression de 0,36 bits/pixel et un PSNR de 33,1 dB; longueur du message inséré : 3,8 kbits.