FR2646047A1 - Procede et installation de codage et de transmission d'images animees sous forme numerique a bas debit - Google Patents

Abstract

Le procédé permet notamment de transmettre des images de télésurveillance sur un câble à bande passante étroite. Pour cela, pour représenter une image courante on détermine le niveau de redondance entre les deux images successives mémorisées (ce niveau étant représentatif de l'activité temporelle) et le niveau de redondance intra-image de l'image courante dans des sous-blocs constitutifs du bloc (ce niveau étant représentatif de l'activité spatiale); on calcule un coefficient de corrélation fonction desdites redondances; on choisit, pour l'ensemble d'un bloc, un prédicteur inter-image ou intra-image suivant la valeur du coefficient de corrélation correspondant; et on code l'erreur sur un nombre de niveaux de quantification qui est fonction du coefficient de corrélation et qui est d'autant plus grand que le coefficient de corrélation est faible.

Description

Procédé et installation de codage et de transmission d'images animées sous forme numérique, à bas débit
L'invention concerne le codage et la transmission d'images animées sous forme d'informations numériques, avec un débit très inférieur à celui qui serait nécessaire pour la transmission classique pixel par pixel, éventuellement sur un canal à bande passante étroite. Elle est applicable chaque fois qu'il est essentiel de réduire le débit d'informations à transmettre au prix d'une perte de qualité de l'image, à condition que cette perte soit tolérable, et en particulier en télésurveillance, vidéoconférence et domotique où, sauf pendant des intervalles de temps de durée limitée, l'activité spatiale et/ou temporelle de l'image est faible.

Il sera par la suite essentiellement fait mention du codage des signaux de luminance, auxquels on affecte habituellement huit bits par pixel, car c'est dans ce cas que l'invention apporte le plus d'avantages.

Toutefois, l'invention permet également de codeur des signaux de chrominance.

Avant de décrire l'invention, il peut être utile de rappeler que la transmission numérique des signaux de luminance et de différence de couleurs pour une image de télévision normale à 625 lignes nécessite un canal pouvant transmettre un débit élevé, supérieur à 140
Mbits/s. Un tel débit est notamment incompatible avec de nombreux supports de transmission terrestres tels que des câbles.

On a déjà proposé des procédés permettant de réduire le débit d'informations. Le procédé suivant l'invention appartient à la classe des procédés de codage différentiel, et, plus précisément des procédés appelés MICDA ou ADPCM qui fournissent, en sortie, un prédicteur et un signal d'erreur pour chaque pixel, codé sur plusieurs bits. Mais les procédés connus ne maintiennent une qualité d'image satisfaisante après passage par le codeur et le décodeur qu'avec un débit d'au moins 34 Mbits/s.

L'invention vise à réduire encore notablement le débit nécessaire pour avoir une image de qualité acceptable et donc à permettre l'utilisation de supports à faible bande passante et/ou le multiplexage de plusieurs sources d'image sur un même canal de transmission. Pour cela, l'invention part de la constatation que, dans une image habituelle, les zones à faible activité temporelle et/ou et spatiale sont plus importantes que les zones à forte activité et que le débit nécessaire pour transmettre de façon satisfaisante les dernières est largement surabondant pour les premières.

L'invention propose en conséquence un procédé de codage MICDA d'images animées, suivant lequel, pour représenter une image courante, on mémorise cette image et l'image suivante ou précédente, on décompose chacune des images en blocs identiques et, sur chaque bloc,
- on;dêtermine le niveau de redondance entre les deux images successives mémorisées (ce niveau étant représentatif de l'activité temporelle) et le niveau de redondance intra-image de l'image courante dans des sous-blocs constitutifs du bloc (ce niveau étant représentatif de l'activité spatiale),
- on calcule un coefficient de corrélation fonction desdites redondances,
- on choisit, pour ltensemble d'un bloc, un prédicteur inter-image ou intra-image suivant la valeur du coefficient de corrélation correspondant, et
- on code l'erreur (différence entre le niveau représentatif du pixel et un prédicteur) sur un nombre de niveaux de quantification qui est fonction du coefficient de corrélation et qui est d'autant- plus grand que le coefficient de corrélation est faible.

Si en particulier le paramètre représentatif d'un pixel est la luminance codée sur huit bits et si on décompose l'image en bloc de 8 K 8 pixels, contenant chacun deux sous-blocs de 8 x 4 pixels, dans une image de télévision au format normal, on peut
- coder l'erreur sur 0 bit si le coefficient de corrélation est tres élevé et, en particulier, si dans le bloc l'image est uniforme (donc à activité spatiale très faible), ce qui revient à identifier les pixels au prédicteur, seul transmis
- coder le pixel sur quatre niveaux (2 bits) lorsque le coefficient de corrélation indique que les variations de luminance du bloc sont faibles
- sur seize niveaux (4 bits) dans les zones très animées.

On peut ainsi transmettre des images avec un débit ne dépassant pas 1,6 à 6,5 Mbits/s, suivant le cas. Pour tenir compte de ce que, d'une image à la suivante, le débit nécessaire peut varier fortement (notamment lorsque l'animation de l'image augmente temporairemept), il est avantageux de placer, en aval du codeur, une mémoire tampon permettant de régulariser le débit envoyé sur un support de transmission de 1 Mbit environ par exemple dans le cas ci-dessus mentionné.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
- la Figure 1 est un schéma de principe d'une installation de transmission permettant de mettre en oeuvre l'invention ;
- la Figure 2 est un schéma montrant un mode de sous-échantillonnage "quinconce-ligne" utilisable pour mettre en oeuvre l'invention
- la Figure 3 est un synoptique montrant une constitution possible de prédicteur pour codeur ADPCM selon l'invention ;;
- la Figure 4 est un synoptique de principe montrant les opérations qui interviennent dans la sélection du prédicteur et du nombre de niveaux de quantification, dans le codeur des Figures 1 et 3
- la Figure 5 est un schéma logique illustrant le calcul du coefficient de corrélation inter-image dans chaque bloc,
- la Figure 6, similaire à la Figure 5, montre le calcul des coefficients de corrélation intra-image dans les sous-blocs.

La constitution de principe de l'émetteur et du récepteur de l'installation montrée en Figure 1 est connue. Dans l'émetteur, le signal analogique de télévision à coder est appliqué, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas d'entrée 10, à un amplificateur 12 destiné également à restituer le niveau de noir nécessaire au clampage. Une branche d'extraction des signaux de synchronisation nécessaires comporte un circuit de tri des synchronisations 14 suivi d'un générateur 16 d'extraction d'un signal composite CS regroupant la synchronisation de ligne et la synchronisation de trame, et d'un signal CB émis pendant les périodes de suppression. Enfin, la branche contient une boucle à verrouillage de phase 18 qui restitue sur sa sortie un signal d'horloge, habituellement à 10 MHz, appliqué à un circuit échantillonneur et convertisseur analogique-numérique 20 qui suit l'amplificateur 12. On supposera que chacun des échantillons fournis par le sous-échantillonneur 22 représente la luminance d'un pixel et est codé sur huit bits, ctest- -dire sur un octet, ce qui est un cas fréquent.

La partie de-ltémetteur qui vient d'être décrite est de constitution classique et peut être constituée en circuits disponibles commercialement. En particulier, le générateur 16 peut être constitué par un circuit SAA 1043 de la société RTC.

L'information vidéo sous forme numérique qui sort du convertisseur analogique-numérique 20 est appliquée à un sous-échantillonneur 22 qui reçoit également le signal d'horloge. Avantangeusement, le sous-échantillonneur 22 est d'un type fournissant en sortie des pixels codés dont la répartition est celle dite "quinconce-ligne" montrée en Figure 2. Cette Figure montre, sous forme d'un "x" entouré d'un cercle, les échantillons retenus par le sous-échantillonneur 22 parmi l'ensemble des échantillons x. On voit que les échantillons retenus dans les lignes impaires n+l, n+3,... (appartenant donc aux trames impaires en cas d'image à entrelacement) sont en quinconce par rapport aux pixels retenus dans les lignes paires n, n+2,...

On diminue ainsi de moitié le volume- d'informations à coder.

L'émetteur comporte ensuite, en aval du souséchantillonneur 22, une mémoire 24 ayant une capacité suffisante pour contenir au moins deux images complètes et permettre en meme temps l'écriture des pixels entrants. Les pixels contenus alternativement dans une mémoire d'image, puis dans l'autre, sont appliqués à un codeur MICDA 26 et à une boucle 28 d'estimation de redondance et de calcul de prédicteur, dont la sortie est également appliquée au codeur 26. La constitution générale du codeur 26 peut être classique, par exemple du genre décrit dans le document FR-A-2 581 272, si ce n'est que, comme on le verra plus loin, le codeur est prévu pour sélectionner un type de prédicteur ou un autre suivant le degré de redondance et pour affecter un nombre variable de bits au codage du signal d'erreur e (différence entre la valeur réelle de la luminance et le prédicteur p).Un multiplexeur 30 permet de transmettre en alternance le prédicteur p et les signaux d'erreur e.

Enfin, une mémoire tampon 32, qui reçoit également le signal d'horloge à 10 MHz, adapte un débit de transmission sur un canal 34 de valeur constante au débit variable reçu du multiplexeur.

Le récepteur de l'installation peut avoir une constitution symétrique de celle de l'émetteur et comporter une mémoire tampon d'entrée 36, un démultiplexeur 38 un décodeur 40, un convertisseur numériqueanalogique 42 et, enfin, un filtre passe-bas 44 restituant le signal vidéo,
Le procédé selon l'invention implique de décomposer chaque image, d'ordre N par exemple, en une structure constituée de blocs d'images AN,m tous de même taille (N indiquant que l'image est d'ordre n et m qu'il s'agit du bloc d'ordre m de l'image). On peut notamment utiliser des blocs de huit lignes et huit colonnes.

Chaque bloc est divisé en plusieurs sous-blocs, habituellement en deux blocs AN,ml et AN,m2 de chacun huit lignes et quatre colonnes adjacentes.

Le procédé suivant l'invention implique d'affecter un coefficient de corrélation COR N,m à chaque bloc d'image AN,m. Ce coefficient de corrélation est une fonction f de la forme
COR N,m = f (C N, m; C N, ml ; C N, m2) (1) ou:
C N,m = coefficient de corrélation inter-image (bloc
AN,m)
C N,ml = coefficient de corrélation intra-image (ler
sous-bloc AN,ml)
C N,m2 = coefficient de corrélation intra-image (2ème
sous-bloc AN,m2)
Un coefficient de corrélation particulier COR
N,m est estimé pour chaque bloc, à partir des luminances de tous les pixels du bloc de l'image courante N et de l'image précédente N-l (ou de l'image suivante N+1).

On décrira maintenant successivement l'estimation du coefficient de corrélation inter-image, representatif de l'activité temporelle du bloc, et des coefficients de corrélation intra-image, représentatifs de l'activité spatiale dans le bloc.

Ces coefficients de corrélation peuvent être obtenus en mettant en oeuvre les moyens illustrés en
Figures 4, 5 et 6 auxquelles il sera maintenant fait référence.

La Figure 4 montre la mémoire 24 organisée en deux parties qu'on considérera par la suite comme une mémoire d'image paire 46 et une mémoire d'image impaire 48, un multiplexeur d'entrée 50 permettant de diriger alternativement les échantillons vers la mémoire paire et la mémoire impaire, et un multiplexeur de sortie 52 attaquant le codeur MICDA 26 montré en Figure 3.

Un générateur de base de temps 54 reçoit le signal d'horloge à 10 MHz et le signal composite CB provenant du générateur 16 et fournit, en sortie, l'ensemble des signaux de synchronisation nécessaires au fonctionnement des moyens d'estimation des coefficients de corrélation, comme on le verra plus loin.

Estimation du coefficient de corrélation (ou de la redondance) inter-image
Le coefficient de corrélation CN,m est estimé par comparaison entre chacun de tous les pixels du bloc m (huit lignes et huit colonnes) de l'image souséchantillonnée d'ordre N et chacun des pixels du bloc correspondant m de l'image d'ordre N+l (ou N-l),
Pour cela, on calcule, pour chaque pixel d'ordre i, la différence
Ai = A(N, m, i) - A(N+1, m, i) (2) pour i variant de O à 63.

Dans la formule (2), A(N,m,i) désigne la luminance du pixel d'ordre i du bloc m de l'image d'ordre N.

Les moyens 55 d'estimation de coefficient de corrélation inter-image montrés en Figure 5 comportent un soustracteur 56 pour calculer toutes les valeurs successives de Ai. Les couples de valeurs correspondant aux deux images contenues dans les mémoires 46 et 48 apparaissent aux entrées du soustracteur à la cadence fixée par les impulsions appliquées au multiplexeur par générateur de base de temps 54, c'est-à-dire à la cadence d'apparition des pixels.

Des moyens 55 sont prévus pour effectuer ensuite une classification de zone. Pour cela, il comporte deux comparateurs 581 et 582 qui fournissent, respectivement, un signal de sortie si
IAii < SlA et
1A11 > S2A.

Chaque signal de sortie incrémente d'une unité un compteur 601 ou 602 suivant le cas, lorsque ce compteur reçoit le signal de validation CCll provenant du générateur 54.

A l'issue du traitement des soixante-quatre pixels du bloc considéré, on dispose, à la sortie des compteurs 601 et 602, de deux nombres représentatifs de la corrélation des pixels entre le bloc considéré et le bloc suivant. Des coefficients de corrélation L1 et L2 sont obtenus par comparaison entre ces nombres CA1 et
CA2 et des seuils prédéterminés SN1 et SN2. Les coefficients adoptés sont binaires et es valeurs suivantes peuvent notamment être affectées
Si CA1 > SN1, alors L1 = O ; (et L2 =-1), sinon L1 = 1
Si CA2 > SN2, alors L2 = O ; (et L1 = 1), sinon L2 = 1
Les seuils SN1 et SN2, destinés à éliminer les effets du bruit et les seuils S1A et S2A sont déterminés par l'expérience, en fonction de la qualité subjective que l'on désire obtenir, pour constituer un compromis entre cette qualité et le débit acceptable.

Dans la pratique, une solution satisfaisante consiste souvent, pour des images de télésurveillance transmises par câble, à adopter des valeurs ayant les ordres de grandeur suivants
S1A = 5
S2A = 12 SN1 = 60
SN2 = 5
Subjectivement, on peut interpréter les valeurs obtenues de la façon suivante - Si L1 = O et L2 = 1, la corrélation entre les blocs
correspondants de deux images successives est tres
significative : l'erreur de prédiction inter-image
est donc faible. Dans la pratique, cela signifie
qu'il est inutile de transmettre cette erreur, la
reconstitution du bloc pouvant se faire à partir du
prédicteur inter-image seul.

- Si L1 = 1 et L2 = 1, la corrélation entre les deux
blocs reste significative : il suffit de coder
l'erreur de prédiction inter-image sur deux bits pour
chaque pixel (c'est-a-dire sur quatre niveaux).

- Si L1 = 1 et L2 = O, la corrélation entre les deux
blocs n'est pas significative et l'erreur de prédic
tion inter-image est importante. On la code en
utilisant davantage de bits, par exemple quatre bits
par pixel, ce qui permet de coder avec la même
précision que dans le cas précédent sur une erreur
quatre fois plus forte.

On affectera par exemple les valeurs -suivantes aux coefficients de corrélation C N,m, en fonction de L1 et L2
C N,m L1 L2
1 0 1
0 1 0
0,5 1 1
Le fonctionnement des différents composants de la Figure 5 est synchronisé par le générateur de base de temps 54.

Estimation du coefficient de corrélation (ou de la redondance intra-image
Deux séquences successives de traitement doivent être effectués pour chaque bloc, chaque fois sur un sous-bloc de huit lignes et quatre colonnes.

Les moyens 64 montrés en Figure 6 font une estimation fondée sur la comparaison de chaque pixel d'un sous-bloc à la valeur moyenne de la luminance sur l'ensemble des pixels du sous-bloc. Ils comportent un canal de calcul de moyenne ayant un multiplexeur d'entrée 66 permettant, sous la commande d'un signal FCl provenant du générateur de base de temps 54, d'appliquer les pixels successifs du premier sous-bloc de l'image courante à- un additionneur 68. Le résultat cumulé est transféré dans un diviseur par 32, 70, commandé par le signal CC21 provenant du générateur 54, à l'issue de la période d'accumulation. Le diviseur 70 fournit en sortie la moyenne des luminances
1
M =
32

A(N, m, i) où A(N,m,i) est la luminance du pixel d'ordre i du sous-bloc A N,ml.

Une fois la moyenne M obtenue et mémorisée dans une mémoire 72 à un instant fixé par un signal de synchronisation MMC reçu du générateur 54, l'écart entre chaque pixel du sous-bloc, amené par un multiplexeur 73 commandé par le signal de synchronisation FC2, et la moyenne M est déterminé dans un soustracteur 74. La valeur absolue de chaque différence A JA(N, ml, i) - Ml est comparée à deux seuils S3A et S4A simultanément, dans des comparateurs 761 et 762. Le comparateur 761 fournit un signal de sortie qui incrémente un compteur 781 si loin < S3A. Le comparateur 762 incrémente un compteur 782 Si |#i| > S4A.

On peut notamment adopter
S3A = 5
S4A = 12
SN3 = 29
SN4 : 4
A l'issue du traitement du dernier pixel du sous-bloc, les contenus des compteurs 781 et 782 sont comparées à des seuils SN3 et SN4 pour estimer des coefficients de corrélation L3 et L4 correspondant au premier sous-blo. Les seuils SN3 et SN4 appliqués respectivement aux comparateurs 801 et 802 sont choisis pour éliminer les effets de bruit et optimisés en fonction de critères subjectifs. On peut notamment utiliser des coefficients pouvant avoir trois niveaux avec
L3 = O si le contenu CA3 du compteur 781 est supérieur
à SN3, sinon L3 = 1
L4 = O si le contenu CA4 du compteur 782 est supérieur
à SN4, sinon L4 = 1.

Le mot binaire L3L4 représente le coefficient de corrélation intra-image du premier sous-bloc du bloc traité parallèlement par les moyens. La même opération est effectuée une seconde fois, mais en commandant les multiplexeurs 66 et 73 de façon à traiter le second sous-bloc. On obtient ainsi, avec un décalage temporel T fourni par une mémoire 82 recevant un signal de synchronisation CC23, et égal à la durée nécessaire au traitement d'un sous-bloc, les coefficients L5, L6 et L3, L4.

Les coefficients L3 à L6 s'interprètent de la façon suivante
Si L3 = O et L4 = 1 (ou L5 = O et L6 = 1), il y a peu d'écart entre la valeur de chaque pixel d'un des sousblocs et la moyenne M : il suffit alors de transmettre la moyenne M pour avoir une bonne approximation de chacun des pixels du bloc.

Si L3 = 1 et L4 = I (ou L5 = I et L6 = 1), la corrélation entre la valeur de chaque pixel et la moyenne est simplement significative : on peut alors coder l'erreur de prédiction intra-image de chaque pixel sur deux bits.

Si L3 = 1 et L4 = O (ou L5 = 1 et L6 = O), la corrélation entre la valeur de chaque pixel et la moyenne est très peu significative. Il faut alors coder l'erreur de prédiction intra-image sur davantage de bits, quatre bits par exemple.

Le coefficient de corrélation global COR N, m peut être choisi en fonction des valeurs de L1 à L6 suivant divers critères, correspondant à diverses fonctions f de la formule (1). On peut en particulier adopter un coefficient global de corrélation COR N, m constitué par un mot de quatre bits S1 S2 S3 S4 suivant le Tableau de correspondance I ci-après.

TABLEAU I
CorN,m L1-L2 L3-L4 L5-L6 S1-S2-S3-S4 bit/pixel
l 01 01 01 1 1 1 0 0. 1 8 7 5
2 01 01 10 1 1 1 1 0. 0 6 2 5
2 01 01 11 1 1 1 1 O. 0 6 2 5
2 01 10 01 1 1 1 1 O. 0 6 2 5
2 01 10 10 1 1 l 1 O. O 6 2 5
2 01 10 11 1 I 1 1 0. 0 6 2 5
2 01 11 01 1 1 1 1 O. 0 6 2 5
2 01 11 10 1 1 1 1 O. 0 6 2 5
2 01 11 11 1 1 1 1 0. 0 6 2 5
1 10 01 01 1 1 1 0 G. 1 8 7 5
1 11 01 01 1 1 1 0 0. 1 8 7 5
3 11 01 10 1 1 0 1 0. 1 8 7 5
3 11 01 11 1 1 0 1 1. 1 8 7 5
4 11 10 01 1 I 0 0 1. 1 8 7 5
4 11 11 01 1 1 0 0 1. 1 8 7 5
5 11 10 10 1 0 1 1 2. 1 8 7 5
5 11 10 11 l 0 1 1 2. 1 8 7 5
5 11 11 10 1 0 1 1 2. 1 8 7 5
5 11 11 .11 1 0 1 1 2. 1 8 7 5
6 10 01 11 1 0 1 0 1. 1 8 7 5
7 10 11 01 1 0 0 1 1. 1 8 7 5
8 10 11 11 1000 2. 1 8 7 5
9 10 01 10 0 1 1 1 2. 1 8 7 5
10 10 10 01 0 1 1 0 4. 1 8 7 5
ll 10 10 10 0 1 0 l 3. 1 8 7 5
12 10 11 10 0100 3. 1 8 7 5
13 10 10 11 O O l t 4. 1 8 7 5
Le tableau fait égaiement apparaitre les caractéristiques de quantification obtenues par le procédé.

Conformément à l'invention, le prédicteur de l'installation doit comporter des moyens d'élaboration d'un prédicteur inter-image (valeur estimée de pixel), des moyens d'élaboration d'un prédicateur intra-image et des moyens de sé-lection du prédicteur, pour chaque bloc.

Le prédicteur global peut avoir la constitution de principe montrée en Figure 3 qui montre également le soustracteur 84 d'élaboration dt l'erreur e par soustraction de la valeur prédite à la valeur réelle provenant du multiplexeur 52 et le quantificateur adaptatif 86 dont il sera fait mention plus loin.

Le prédicteur global comporte, en commun aux moyens d'élaboration des deux prédicteurs ou valeurs estimées, un additionneur 88 qui reçoit l'erreur et la valeur prédite, également appliquée à l'entrée du soustracteur 84.

Les moyens de prédiction intra-image sont destinés à fournir, pour chaque pixel d'un bloc, une grandeur
X' constituée par la valeur du pixel i correspondant du bloc A N,m dans l'image antérieure. Pour cela, le prédicteur de la Figure 3 comporte deux mémoires d'image 89 et 892 alternativement utilisées en écriture et en lecture par des multiplexeurs 90 et 92, commandés par des signaux d'horloge MCl, MC2, FC4 et FC5 provenant du générateur 54 (Figure 4). Le prédicteur inter-image est stocké dans une mémoire tampon 94.

Les moyens de prédiction inter-image sont destinés à fournir une valeur X" constituée par une combinaison de deux pixels appartenant chacun à un des sous-blocs d'image.

La grandeur pour le pixel X" (L, C) pour le pixel appartenant à la Lième ligne et à la Cième colonne sera
X" (L, C) = Pl (L-1, C) + P2 (L, C-1)]/2
Cette valeur X" est calculée et mémorisée par le circuit 96 sur la Figure 2, à partir des valeurs P1 et
P2 pour le pixel placé au-dessus et le pixel placé à gauche.

Le choix entre les deux prédicteurs (valeurs estimées) disponibles est effectué, pour tout un même bloc, par un sélecteur 98, en fonction de la valeur du signal binaire C3 reçu d'un décodeur 100 dont les entrées sont S1-S4. Le décodeur commande également le multiplieur 52 (bit C1) et le nombre de bits sur lesquels s'effectue la quantification (bits C2).La sélection entre prédicteurs peut s'effectuer suivant le
Tableau II suivant TABLEAU II

S1,S2,S3,S4 <SEP> C <SEP> N,m <SEP> C <SEP> N,m1 <SEP> C <SEP> N,m2 <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> bits <SEP> du <SEP> quantificateur <SEP> Prédicteur <SEP> choisi <SEP> ::
<tb> sous-bloc <SEP> m1 <SEP> sous-bloc <SEP> m2 <SEP> sous-bloc <SEP> m1 <SEP> sous-bloc <SEP> m2
<tb> 1110 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> X <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 1111 <SEP> X <SEP> X <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> P12 <SEP> P12
<tb> 1101 <SEP> 1 <SEP> #0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> P11 <SEP> P12
<tb> 1100 <SEP> #0,5 <SEP> 1 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> P12 <SEP> P11
<tb> 1011 <SEP> #0,5 <SEP> #0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 012 <SEP> 012
<tb> 1010 <SEP> 1 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 1001 <SEP> 0,5 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 1000 <SEP> 0,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 0111 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 0110 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 0101 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 0100 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb> 0011 <SEP> 0 <SEP> 0,5 <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> P11 <SEP> P11
<tb>
Dans le Tableau Il,
X est un choix arbitraire Pll est le prédicteur intra-image
P12 est le prédicteur inter-image "O bit" signifie que l'erreur de prédiction n'est pas transmise.

L'adaptation de prédiction ainsi réalisée prend en compte l'allure locale du signal au voisinage de chaque point à coder de façon à réduire au maximum l'erreur de prédiction.

On constate incidemment que le prédicteur suivant l'invention ne comporte pas le déquantificateur nécessaire dans les codeurs MICDA habituels.

Le nombre de niveaux de quantification sur lequel est codée l'erreur e dépend du degré de redondance, c'est-à-dire de l'activité spatio-temporelle, de l'image, comme on l'a indiqué plus haut. Dans un mode avantageux de réalisation, le choix du nombre de bits s'effectue suivant le Tableau I. Par exemple, le codage s'effectue sur deux bits dans chacun des cas suivants L1 = L2 = 1 et/ou
L3 = L4 = 1 et/ou
L5 = L6 = 1.

La mémoire tampon 32 (Figure 1) permet de régulariser le débit de données en sortie de l'émetteur.

Elle doit avoir une capacité de plusieurs images. Pour permettre l'adaptation, une estimation du débit à transmettre en fonction du prédicteur et. du quantificateur lui est fournie par un estimateur 102 qui reçoit, en entrée, le mot constitué des trois bits S1-S3.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé de codage et de transmission d'images animées sous forme d'informations numériques, à bas débit, suivant lequel, pour représenter une image courante, on mémorise cette image et l'image suivante ou précédente et on décompose chacune des images en blocs de pixels identiques, caractérisé en ce que, sur chaque bloc

- on détermine le niveau de redondance entre les deux images successives mémorisées (ce niveau étant représentatif de l'activité temporelle) et le niveau de redondance intra-image de l'image courante dans des sous-blocs constitutifs du bloc (ce niveau étant représentatif de l'activité spatiale),

- on calcule un coefficient de corrélation fonction desdites redondances,

- on choisit, pour l'ensemble d'un bloc, un prédicteur inter-image ou intra-image suivant la valeur du coefficient de corrélation correspondant, et

- on code l'erreur sur un nombre de niveaux de quantification qui est fonction du coefficient de corrélation et qui est d'autant plus grand que le coefficient de corrélation est faible.

2. Procédé selon la revendication 1 de codage de la luminance de pixel code sur 8 bits, suivant lequel décompose l'image en blocs de 8 x 8 pixels, contenant chacun deux sous-blocs de 8 x 4 pixels, dans une image de télévision au format normal, caractérisé en ce que

- on code l'erreur sur O bit si le coefficient de corrélation est très élevé et, en particulier, si dans le bloc l'image est uniforme

- on code l'erreur. sur 2 bits lorsque le coefficient de corrélation indique que les variations luminance du bloc sont faibles ;

- on code l'erreur sur 4 bits dans les zones très animées.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on affecte à chaque bloc d'image

AN,m un coefficient de corrélation COR N,m de la forme

COR N,m = f (C N, m; C N, ml ; C N, m2) (1) ou

C N,m = coefficient de corrélation inter-image (bloc

AN,m)

C N,ml = coefficient de corrélation intra-image (ler

sous-bloc AN,ml)

C N,m2 = coefficient de corrélation intra-image (2ème

sous-bloc AN,m2) et en ce qu'on sélectionne le prédicteur inter-image ou intra-image en fonction dudit coefficient.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on estime le coefficient de-corrélation C N, m par comparaison entre chacun de tous les pixels du bloc d'ordre m de l'image d'ordre N et chacun des pixels du bloc correspondant m de l'image d'ordre N+1 en calculant, pour chaque pixel d'ordre i, la différence

Ai = A(N, m, i) - A(N+1, m, i) ; on incrémente un premier compteur lorsque |Ai| est inférieure à un premier seuil, on incrémente un second compteur lorsque

Ail est supérieure à un second seuil, plus grand que le premier ; et, en cas de sélection du prédicteur interimage, on code l'erreur

- sur O bit si le contenu du premier compteur à l'issue de l'accumulation est supérieur à une premiere valeur,

- sur 2 bits si, à l'issue de l'accumulation, le contenu du premier compteur est inférieur à la première valeur tandis que le contenu du second compteur est inférieur à une seconde valeur,

- sur 4 bits si, à l'issue de l'accumulation, le contenu du second compteur est supérieur à l'autre valeur.

5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le coefficient de corrélation intra-image pour un bloc ou un sous-bloc est estimé à partir des des valeurs absolues des écarts entre la valeur de chaque pixel et la valeur moyenne pour l'ensemble des pixels dans le bloc ou le sous-bloc.

6. Procédé selon la revendiratio 5, caractérisé en ce que, lorsque le prédicteur intra-image est sélectionné, on code l'erreur

- sur O bit si le nombre de pixels pour lesquels la valeur absolue de l'écart est inférieure à une première valeur dépasse un premier nombre déterminé,

- sur 4 bits si le nombre de pixels pour lesquels la valeur absolue de l'écart dépasse une autre valeur, supérieure à la premiere, dépasse un autre nombre déterminé, supérieur au premier,

- sur=2 bits dans les autres cas.