Técnicas de mejora de la eficiencia de codificación de vídeo

Abstract

[ES] Esta tesina presenta la descripción del proceso de diseño, implementación y optimización de dos métodos de mejora de la eficiencia de codificación de vídeo: un algoritmo de detección automática de cambios de plano, y un método de inserción de keyframes basada en el contenido. Ambos métodos son aplicables en entornos de tiempo real y se basan en la medida de la continuidad en la correlación entre imágenes consecutivas pertenecientes al mismo plano, aplicando dos umbrales, uno fijo y el otro adaptativo, sobre el número de macrobloques intra utilizados para codificar cada imagen de la secuencia. El comportamiento de ambos algoritmos se ha analizado haciendo uso de un conjunto de 14 secuencias con un total de 70000 imágenes y más de 1500 cambios de plano, definiendo distintas configuraciones de calidad en tres resoluciones distintas. El detector de cambios de plano presenta unas tasas de precisión y eficacia por encima del 90%, mientras que el algoritmo de inserción de keyframes obtiene una mejora de más de 1.5 dB en PSNR local con respecto a un codificador sin inserción de keyframes. Finalmente, ambos métodos obtienen una mejora del tiempo de procesamiento necesario para la codificación global de las secuencias

[EN] This thesis describes the design, implementation and optimization process of two encoding techniques oriented on the enhancement of video coding efficiency in H.264 encoders: an automatic scene cut detection algorithm, and a content-based keyframe insertion method. Both methods are real-time oriented and are focused on the analysis of the continuity of the correlation between consecutive frames belonging to the same shot, applying a set of of two thresholds, one fixed and the other adaptive, on the number of intra macroblocks used to encode each frame of the sequence. A set of 14 video sequences, with more than 1500 shot changes, has been used to train and test both methods, defining several quality configurations for three different video resolutions. The shot change detection algorithm provides precision and recall rates over 90%, and the keyframe insertion algorithm obtains a local PSNR gain of up to 1.5 dB when compared to an encoder without any keyframe insertion. Finally, both methods provide a reduction of the total processing time needed to encode a whole video sequence.