Composition du Jury:

• Sumanta Pattanaik , Associate Professor -- University of Central Florida – Orlando (US) / Rapporteur
• Rafal Mantiuk , Associate Professor -- University of Bangor – Bangor (UK) / Rapporteur
• Alan Chalmers, Professeur de Recherche -- University of Warwick – Coventry (UK) / Examinateur
• Frédéric Dufaux, Directeur de Recherche -- Laboratoire Traitement et Communication de l’Information (LTCI), Telecom ParisTech / Examinateur
• Dominique Thoreau, Ingénieur de Recherche -- Technicolor / Examinateur
• Rémi Cozot, Maître de Conférence à L'Université de Rennes 1/ Examinateur
• Kadi Bouatouch, Professeur à l'Université de Rennes 1 / Directeur de thèse

Résumé:

L’un des buts principaux de l’imagerie numérique est, d’une part, la capture et, d’autre part, la reproduction de scènes réelles ou synthétiques sur des dispositifs d’affichage aux capacités restreintes. Les techniques d’imagerie traditionnelles sont limitées par la gamme de luminance qu’elles peuvent capturer et afficher. L’imagerie à grande gamme de luminance (High Dynamic Range – HDR) vise à dépasser cette limitation en capturant, représentant et affichant les quantités physique de la lumière présente dans une scène.

Cependant, les technologies d’affichage existantes ne vont pas disparaitre instantanément, la compatibilité entre ces nouveaux contenus HDR et les contenus classiques est donc requise. Cette compatibilité est assurée par une opération de réduction des gammes de luminance (tone mapping) qui adapte les contenus HDR aux capacités restreintes des écrans. Bien que de nombreux opérateurs de tone mapping existent, ceux-ci se focalisent principalement sur les images fixes. Les verrous scientifiques associés au tone mapping de vidéo HDR sont plus complexes du fait de la dimension temporelle.

Les travaux recherche menés dans la thèse se sont focalisés sur la préservation de la cohérence temporelle du vidéo tone mapping. Deux principaux axes de recherche ont été traités : la qualité subjective de contenus tone mappés et l’efficacité de la compression des vidéos HDR. En effet, tone mapper individuellement chaque image d’une séquence vidéo HDR engendre des artefacts temporels. Ces artefacts affectent la qualité visuelle de la vidéo tone mappée et il est donc nécessaire de les minimiser. Au travers de tests effectués sur des vidéos HDR avec différents opérateurs de tone mapping, nous avons proposé une classification des artefacts temporels en six catégories. Après avoir testé les opérateurs de tone mapping vidéo existants sur les différents types d’artefacts temporels, nous avons observé que seulement trois des six types d’artefacts étaient résolus. Nous avons donc créé une technique de post-traitement qui permet de réduire les 3 types d’artefacts non-considérés.

Le deuxième aspect considéré dans la thèse concerne les relations entre compression et tone mapping. Jusque là, les travaux effectués sur le tone mapping et la vidéo compression se focalisaient sur l’optimisation du tone mapping de manière à atteindre des taux de compression élevés. Ces techniques modifient fortement le rendu, c’est à dire l’aspect de la vidéo, modifiant ainsi l’intention artistique initiale en amont dans la chaine de distribution (avant la compression). Dans ce contexte, nous avons proposé une technique qui permet de réduire l’entropie d’une vidéo tone mappée sans en modifier son rendu. Notre méthode adapte la quantification afin d’accroitre les corrélations entre images successives d’une vidéo.