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Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université Bordeaux -1 Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université

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Présentation au sujet: "Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université Bordeaux -1 Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université"— Transcription de la présentation:

1 Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université Bordeaux -1 Traitement et éléments du codage vidéo Jenny Benois -Pineau Université Bordeaux -1 C4

2 Codage par transformées(1) Objectifs : représenter le signal image/vidéo, le signal derreur de compensation du mouvement sur une base orthogonale -Les coefficients du développement sur la base ensuite seront quantifiés. -Les critères de choix des transformées pour le codage : -Coefficients doivent être décorrélés; -Compactage de lénergie : maximum de lénergie dans un nombre faible des coefficients Transformées : Karhunen-Loeve – optimale, mais elle nest pas utilisée en pratique car ces fonctions de base dépendent de limage – même et donc doivent être re-calculées et retransmises

3 Codage par transformées(2) Autres transformées : -Hadamard, - Haar, -DFT, -Transformée en cosinus discrète (DCT), -Ondelettes DCT est le plus efficace et ces performances sont proches à KLT - Ondelettes ont des propriétés intéressantes – »scalabilité »

4 Transformées orthogonales discrètes Transformée de Fourier discrète Transformée de Fourier inverse Les indices (u,v) sont appelés « fréquences spatiales »

5 Transformée en cosinus discrète(I) Transformée de Fourier d un signal continue réel et symétrique ne contient que les coefficients réels correspondant aux termes cos de la série Fourier; Soit l image formée par la réflexion de l image initiale par rapport à ses bords est symétrique par rapport au Orest est réel et symétrique

6 Transformée en cosinus discrète(II) - transformée en cosinus discrète « paire » appliquée aux blocs d image 8x8 dans le standard JPEG Ici f(x,y) est le signal centré avec g 0 = 128 coefficent « DC » vs « AC »

7 Transformée en cosinus discrète(III) Image d origine Image DC par blocs 8x8

8 Codage des Images par transformation -Du fait de la non-stationnarité du signal dimage, transformations sont effectués dans localement ( dans des blocs n=4,8,16). Découpage en blocs nxn DCT par bloc et Q Codage « symbolique » Décodage symbolique Q -1 DCT Inverse Fusion des blocs Codeur Décodeur

9 Standard JPEG Joint Photographic Expert Group 1992 Système de base et système étendu Découpage en blocs 8x8 DCT par bloc Quantification Balayage Zig-Zag Codage Entropique Image compressée Image

10 DCT par bloc Bloc dans limage Les composantes Y UV (4:2:2) sont traitées séparément Bloc des coefficients DCT f(x,y) = I(x,y) –128, F(u,v)=DCT[f(x,y)]

11 Quantification des coefficients(I) Les coefficients DCT des composantes YUV sont quantifiés séparément avec les matrices de quantification Psychovisuelles -quantification entière - matrice de quantification Matrice pour la composante Y

12 Quantification des coefficients(II) Matrice pour les composantes U et V Contrôle par le facteur de qualité q appliqué aux matrices

13 Codage dans le domaine DCT a 00 Arrangement des coefficients quantifiés dans lordre de balayage zig-zag – coefficients DC (a 00 ) et AC Codage entropique (Huffman) de e

14 1-ère phase : codage des paires des coefficients et du nombre des zéros qui les précèdent … … 0 808, (0,412), (2, -23), (0,9), (5,6), … EOB 2-ème phase : codage entropique (Huffman) de cette information Codage des coefficients AC …

15 Une bonne qualité visuelle avec 1bps Influence du facteur de qualité : Performances q = 6 ; 3 Ko q = 84 ; 24 Ko 288x Ko RVB

16 Codage Vidéo Hybride Principes : - compensation du mouvement et codage des vecteurs de mouvement; - codage par transformation du signal derreur de prédiction - rafraîchissement par le codage des images en mode « intra » - familles des codecs vidéo MPEG, H.26x

17 Schéma générique des codeurs hybrides avec la compensation du mouvement Codage du mouvement Codage spatial par transformées Prédiction par mvt Image précédente Estimation du mvt Décodage t=0?

18 Standards MPEG1,MPEG2 Généralités Modes de codage et architecture du train binaire (1)Codage en mode Intra –Image ( I) (2)Codage par prédiction basée mouvement Inter- Image (P) (3)Codage avec linterpolation bi-directionnelle (B) IB P GOP – group of pictures

19 Structure hiérarchique des macroblocs Macroblock : 16x16 pixels Block : 8x8 pixels Codage du mouvement : - sans pertes, 1 vecteur du mouvement par macroblock - pas de codage du mouvement pour des certains MB (images P et B) Codage de la « texture » : DCT, quantification et codage entropique par block (images I, P, B)

20 Vecteurs du mouvement MPEG2 Hiragasy, SFRS

21 Famille MPEG, H.26X Codage du mouvement DCT Prédiction par mvt Image précédente Estimation du mvt Décodage t=0? QZig- Zag Codage Entrop.


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