Assess, measure and correct the artifacts of compression for digital television
Estimer, mesurer et corriger les artefacts de compression pour la télévision numérique
Résumé
The compression of image data is mandatory for the TV broadcast but generates a number of artefacts. In order to increase the overall image- quality, each correction for a given artefact has to be efficient, reliable and should use low cost operators in order to limit the processing time prior to the image display. To reach this compromise, this study is divided in 3 parts : artefacts estimation, measurement and correction.
We define the problematic of this work by estimating the most annoying artefacts and the risks of their corrections : how can we correct the blocking and the ringing effects, that are typical compression artefacts, still limiting the blur effect which is the main artefact of the correction ?
These artefacts can be measured by objective metrics which are themselves validated by subjective tests. Based on the study of state-of-the-art solutions and on our analysis of the human perception of these artefacts, we develop two new metrics, the BLE (Block Level Estimator) and the BluM (Blur Metric) which are respectively able to evaluate the blocking and the blur effects in an image.
These metrics can be used to validate and to help controlling the corrections. Consequently, we propose new modules to improve existing corrections, to increase their reliability and that can be easily plugged into current solutions. Then, to solve our initial problem, we integrate these modules within a new complete solution, named SQDSE (Studio Quality Digital Source Enhancement), for the correction of the blocking and ringing effects. Its structure and its successful validation both by visual tests and by the BluM and BLE objective quality metrics show that the SQDSE meets all our initial requirements in terms of efficiency, reliability and simplicity.
We define the problematic of this work by estimating the most annoying artefacts and the risks of their corrections : how can we correct the blocking and the ringing effects, that are typical compression artefacts, still limiting the blur effect which is the main artefact of the correction ?
These artefacts can be measured by objective metrics which are themselves validated by subjective tests. Based on the study of state-of-the-art solutions and on our analysis of the human perception of these artefacts, we develop two new metrics, the BLE (Block Level Estimator) and the BluM (Blur Metric) which are respectively able to evaluate the blocking and the blur effects in an image.
These metrics can be used to validate and to help controlling the corrections. Consequently, we propose new modules to improve existing corrections, to increase their reliability and that can be easily plugged into current solutions. Then, to solve our initial problem, we integrate these modules within a new complete solution, named SQDSE (Studio Quality Digital Source Enhancement), for the correction of the blocking and ringing effects. Its structure and its successful validation both by visual tests and by the BluM and BLE objective quality metrics show that the SQDSE meets all our initial requirements in terms of efficiency, reliability and simplicity.
La compression, nécessaire à la transmission des images numériques diffusées sur les télévisions, est responsable de dégradations appelées artefacts. Pour obtenir des images de meilleure qualité, la correction des artefacts doit être efficace, robuste au large panel dimages diffusées, et simple pour que ces images soient traitées en temps réel avant leur diffusion. Pour obtenir ce compromis, notre étude se divise en 3 axes : l'estimation, la mesure et la correction.
En estimant quels sont les artefacts les plus gênants et les risques encourus à les corriger, nous définissons la problématique de ce travail : comment corriger les effets de bloc et de ringing qui sont des artefacts de compression sans risquer de faire apparaître un artefact de correction tel que le flou ?
Les métriques objectives, validées par des tests subjectifs, permettent de mesurer ces artefacts. L'étude de l'état de l'art, associée à la modélisation de notre manière de percevoir ces artefacts, nous permet d'aboutir au développement du BLE (Block Level Estimator) et du BluM (Blur Metric), métriques objectives destinées à estimer respectivement leffet de bloc et le flou sur une image.
La correction de l'effet de bloc et de l'effet de ringing peut ensuite être guidée et validée par ces métriques. Nous proposons des modules permettant d'améliorer, de rendre plus robustes et d'implémenter facilement les corrections existantes. Puis, pour résoudre la problématique, nous intégrons ces modules dans une solution générale appelée SQDSE (Studio Quality Digital Source Enhancement) destinée à supprimer les effets de bloc et de ringing. La structure du SQDSE et sa validation par des tests visuels et par les résultats du BLE et du BluM montrent que le compromis entre l'efficacité, la robustesse et la simplicité est atteint.
En estimant quels sont les artefacts les plus gênants et les risques encourus à les corriger, nous définissons la problématique de ce travail : comment corriger les effets de bloc et de ringing qui sont des artefacts de compression sans risquer de faire apparaître un artefact de correction tel que le flou ?
Les métriques objectives, validées par des tests subjectifs, permettent de mesurer ces artefacts. L'étude de l'état de l'art, associée à la modélisation de notre manière de percevoir ces artefacts, nous permet d'aboutir au développement du BLE (Block Level Estimator) et du BluM (Blur Metric), métriques objectives destinées à estimer respectivement leffet de bloc et le flou sur une image.
La correction de l'effet de bloc et de l'effet de ringing peut ensuite être guidée et validée par ces métriques. Nous proposons des modules permettant d'améliorer, de rendre plus robustes et d'implémenter facilement les corrections existantes. Puis, pour résoudre la problématique, nous intégrons ces modules dans une solution générale appelée SQDSE (Studio Quality Digital Source Enhancement) destinée à supprimer les effets de bloc et de ringing. La structure du SQDSE et sa validation par des tests visuels et par les résultats du BLE et du BluM montrent que le compromis entre l'efficacité, la robustesse et la simplicité est atteint.
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