FR2648650A1 - Dispositif de traitement de signaux destines a etre transmis et/ou stockes apres reduction de debit, et systeme de transmission et/ou de stockage de signaux incluant dans son etage d'emission un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
Dans un système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou stocker, un étage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, dispositif de traitement desdits signaux comprenant notamment un sous-ensemble d'estimation de mouvement, et remarquable en ce qu'il comprend également un sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et un sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial dans un rapport 1/2, ainsi qu'un sous-ensemble de prise de décision destiné à commander, selon la sortie du sous-ensemble d'estimation de mouvement, la sélection de l'une ou de l'autre des sorties dudit sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et dudit sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial. Application : systèmes de transmission et/ou stockage d'informations utilisant de façon interactive des supports du type disque compact.
Description
DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE SIGNAUX DESTINES A ETRE TRANSMIS
ET/OU STOCKES APRES REDUCTION DE DEBIT, ET SYSTEME DE TRANS
MISSION ET/OU DE STOCKAGE DE SIGNAUX INCLUANT DANS SON ETAGE
D'EMISSION UN TEL DISPOSITIF DescriPtion
La présente invention concerne, dans un système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou stocker, un étage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, un dispositif de traitement des signaux comprenant notamment un sous-ensemble d'estimation de mouvement,
Cette invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cas où les signaux à traiter incluent des informations représentatives d'images animées et où un disque compact est utilisé comme support des signaux transmis et/ou stockés.
ET/OU STOCKES APRES REDUCTION DE DEBIT, ET SYSTEME DE TRANS
MISSION ET/OU DE STOCKAGE DE SIGNAUX INCLUANT DANS SON ETAGE
D'EMISSION UN TEL DISPOSITIF DescriPtion
La présente invention concerne, dans un système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou stocker, un étage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, un dispositif de traitement des signaux comprenant notamment un sous-ensemble d'estimation de mouvement,
Cette invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cas où les signaux à traiter incluent des informations représentatives d'images animées et où un disque compact est utilisé comme support des signaux transmis et/ou stockés.
L'invention concerne également un système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou stocker, un étage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, et dans lequel ledit étage d'émission incorpore un dispositif de traitement tel que défini dans le préambule.
La transmission et/ou le stockage d'une très grande quantité d'informations, associée par exemple à des images, impliquent en général d'opérer une compression des signaux à transmettre et/ou stocker, c'est-à-dire une réduction, dans un rapport à déterminer, de leur nombre. Le rapport de réduction est déterminé entre autres par le fait qu'on doit conserver une quantité suffisante de signaux pour ne pas trop dégrader l'information globale qu'ils portent, par exemple par le fait qu'on doit conserver une qualité d'image acceptable, dans le cadre de l'application citée.
La plupart des procédés de codage de signaux connus actuellement pour réaliser cette réduction de débit reposent sur des transformations orthogonales du type transformation en cosinus discret, qui autorisent une réduction de débit dans un rapport de l'ordre de 10 à 1. Pour un bon nombre d'applications, et par exemple dans l'application au stockage et traitement d'images sur disque compact, ce rapport n'est pas suffisant, et un traitement de réduction complémentaire dans un rapport de 2 à 1 s'avère indispensable.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de traitement de signaux qui remédie aux insuffisances précédemment constatées en matière de réduction de débit.
A cet effet l'invention concerne un dispositif de traitement de signaux tel que défini dans le préambule et caractérisé en ce qu'il comprend également un sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et un sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial dans un rapport 1/2, ainsi qu'un sous-ensemble de prise de décision destiné à commander, selon la sortie du sous-ensemble d'estimation de mouvement, la sélection de l'une ou de l'autre des sorties dudit sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et dudit sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial.
Dans un mode particulier de réalisation, ce dispositif de traitement de signaux est caractérisé en ce que le sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel comprend un circuit de sous-échantillonnage temporel dans un rapport 1/2, et en ce que le sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial comprend deux voies en parallèle dont la première comprend un premier circuit de sous-échantillonnage spatial et dont la seconde comprend en série un circuit à retard d'une période des signaux d'origine et un second circuit de sous-échantillonnage spatial, lesdites voies étant précédées en série d'un circuit de filtrage spatial de leurs signaux d'entrée et suivies d'un aiguilleur de leurs signaux de sortie.
De préférence, ce dispositif de traitement de signaux est en outre caractérisé en ce que le sous-ensemble de prise de décision comprend un commutateur commandé par un circuit de décision pour sélectionner, en mode dit de compensation de mouvement, les signaux de sortie du sous-ensemble de sous-échantillonnage ou, en mode dit de repli, les signaux de sortie du sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage.
Dans l'application particulière où les signaux à transmettre et/ou stocker sont représentatifs d'images, le dispositif de traitement de signaux est alors caractérisé en ce que la sélection est opérée par bloc d'image et en ce que le circuit de décision comprend un circuit d'interpolation compensée en mouvement, un circuit de calcul d'erreur d'interpolation, et un circuit de calcul d'erreur de repli.
Dans le cas de cette application à des signaux d'image, l'invention est utilisable de manière particulièrement avantageuse lorsque le support de signaux transmis et/ou stockés est du type disque compact.
Les particularités et avantages de l'invention apparaitront maintenant de façon plus détaillée dans la description qui suit et dans les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels
- la figure 1 est un exemple particulier de réalisation du dispositif de traitement de signaux selon l'invention
- les figures 2a à 2c montrent trois exemples de gabarits du circuit de filtrage du dispositif de la figure i, adaptés respectivement à différentes mailles de sous-échantillonnage telles que représentées sur les figures 3a à 3c
- la figure 4 montre un exemple de réalisation du circuit de décision du sous-ensemble de prise de décision
- la figure 5 est un exemple de dispositif de post-traitement adapté au traitement de signaux ayant été transmis et/ou stockés par un dispositif du type de celui représenté sur la figure 1, et représenté sur les figures Sa, 5b, 5c dans trois situations de fonctionnement différentes.
- la figure 1 est un exemple particulier de réalisation du dispositif de traitement de signaux selon l'invention
- les figures 2a à 2c montrent trois exemples de gabarits du circuit de filtrage du dispositif de la figure i, adaptés respectivement à différentes mailles de sous-échantillonnage telles que représentées sur les figures 3a à 3c
- la figure 4 montre un exemple de réalisation du circuit de décision du sous-ensemble de prise de décision
- la figure 5 est un exemple de dispositif de post-traitement adapté au traitement de signaux ayant été transmis et/ou stockés par un dispositif du type de celui représenté sur la figure 1, et représenté sur les figures Sa, 5b, 5c dans trois situations de fonctionnement différentes.
Dans l'application ici décrite, les signaux d'entrée ont par exemple une fréquence de répétition de 25 Hz et le dispositif de traitement de ces signaux doit alors délivrer des signaux à la fréquence de 12,5 Hz. Ce sous-échantillonnage temporel d'un facteur 2 est réalisé de la façon suivante, décrite en liaison avec la figure 1.
Le dispositif de traitement de signaux représenté sur cette figure 1 comprend tout d'abord un sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel (en anglais, "temporal sub-sampling sub-assembly'), consistant ici en un circuit 10 de sous -échantillonnage temporel dans un rapport moitié, d'autre part un sous-ensemble d'estimation de mouvement (en anglais, "motion estimation sub-assembly"), consistant ici en un circuit d'estimation de mouvement 20. Le circuit 10 de souséchantillonnage temporel est, dans le cas présent, un commutateur commandé à la moitié de la fréquence de répétition d'origine, c'est-à-dire ici à 12,5 Hz, et qui élimine donc une image de signaux sur deux dans la suite des signaux d'images, par exemple les images paires. Le circuit d'estimation de mouvement 20 agit, lui, sur les images non éliminées, ici les images impaires. On considère d'autre part dans l'exemple décrit, que les informations d'image sont traitées par blocs de 16 x 16 signaux d'image. Pour chacun de ces blocs, le circuit 20 recherche la direction du mouvement afin de déduire ultérieurement une approximation de ce bloc à partir d'une part de l'information de mouvement ainsi obtenue, appelée D, et d'autre part du contenu des deux images adjacentes à l'image éliminée. Sur la figure 1 est représenté un exemple de circuit d'estimation de mouvement comprenant deux mémoires d'image 21 et 22 et un corrélateur par blocs 23.
On connait déjà de tels corrélateurs, par exemple de l'article de J.R. Jain et A.K. Jain, "Displacement measurement and its application in interframe image coing', IEEE
Transactions on Communications, vol.COM-29, n"12, déc.1981, pp. 1799 à 1808. L'estimation de mouvement par corrélation ainsi proposée a pour effet de déterminer pour chaque bloc de l'image éliminée, 12 par exemple, dans une suite de trames I1, 12, 13, etc...) un vecteur de déplacement D tel que l'on puisse déduire de cette connaissance de D une approximation 12 de l'image éliminée à partir de la demi-somme des images non éliminées 11 et 13 qui l'entourent, selon une relation du type
12(X) = (1/2)(I1(X-D) + I3(X+D)) où X est l'indice spatial du point d'image courant, Il, I2, 13, les images d'origine, D le déplacement (en points d'image), et 12 l'approximation recherchée de l'intensité du point X du bloc courant de l'image éliminée.
Transactions on Communications, vol.COM-29, n"12, déc.1981, pp. 1799 à 1808. L'estimation de mouvement par corrélation ainsi proposée a pour effet de déterminer pour chaque bloc de l'image éliminée, 12 par exemple, dans une suite de trames I1, 12, 13, etc...) un vecteur de déplacement D tel que l'on puisse déduire de cette connaissance de D une approximation 12 de l'image éliminée à partir de la demi-somme des images non éliminées 11 et 13 qui l'entourent, selon une relation du type
12(X) = (1/2)(I1(X-D) + I3(X+D)) où X est l'indice spatial du point d'image courant, Il, I2, 13, les images d'origine, D le déplacement (en points d'image), et 12 l'approximation recherchée de l'intensité du point X du bloc courant de l'image éliminée.
Exprimée en d'autres termes, cette estimation de mouvement revient à rechercher pour chaque bloc, représenté par un point courant X, un vecteur D tel que l'expression
2
E (DFD(X,D)) pour la totalité des blocs soit minimale.
2
E (DFD(X,D)) pour la totalité des blocs soit minimale.
Dans ladite expression, DFD, qui provient des termes anglais correspondants, 'Display Frame Difference', est l'erreur d'approximation attachée au bloc courant et équivalente, pour ce bloc, à la somme des carrés des erreurs d'approximation sur tous les points du bloc. Cette erreur d'approximation a donc pour expression 2 E (12(X) - (1/2)(13(X+D) + 11(X-D > )
(blocs) et c'est cette expression dont la valeur minimale est recherchée. Le vecteur de déplacement sélectionné est celui qui est associé à cette valeur minimale, après un test exhaustif de tous les vecteurs de déplacement possibles dans une plage de recherche délimitée par des valeurs horizontale et verticale
Dx et Dy respectivement.
(blocs) et c'est cette expression dont la valeur minimale est recherchée. Le vecteur de déplacement sélectionné est celui qui est associé à cette valeur minimale, après un test exhaustif de tous les vecteurs de déplacement possibles dans une plage de recherche délimitée par des valeurs horizontale et verticale
Dx et Dy respectivement.
Le dispositif de traitement de signaux comprend également un sous-ensemble de filtrage et sous-échantillonnage spatial (en anglais, 'spatial filtering and subsampling sub-assembly"), qui est destiné à prendre le relais du sousensemble d'estimation de mouvement lorsque ce dernier est défaillant selon un critère prédéterminé précisé plus loin.
D'une façon générale, le mode de fonctionnement normal est celui de l'estimation de mouvement, qui va permettre une compensation de mouvement ultérieure et qu'on appellera de ce fait mode compensé ('compensated mode'), et ce mode normal peut étre remplacé dans certaines situations par un mode appelé mode de repli ('fall-back mode").
Le sous-ensemble de filtrage et sous-échantillonnage spatial comprend tout d'abord un circuit de filtrage spatial 30 qui est destiné à limiter la bande passante des signaux. Ce circuit de filtrage spatial est suivi de deux voies en parallèle, dont la première comprend un premier circuit 40 de sous-échantillonnage spatial dans un rapport 1/2 (par exemple un sous-échantillonnage en quinconce ligne, ou bien un sous-échantillonnage orthogonal), et dont la seconde comprend un circuit de retard 50 et un deuxième circuit 60 de souséchantillonnage spatial dans un rapport 1/2. Le retard apporté par le circuit 50 est égal à la période des signaux d'origine (ici 25 Hz). Le sous-échantillonnage spatial du au circuit 60 est similaire à ou complémentaire de celui réalisé par le circuit 40, c'est-à-dire, dans le cas des exemples de maille d'échantillonnage cités, le sous-échantillonnage quinconce ligne ou le sous-échantillonnage orthogonal identique ou complémentaire.
Des exemples du filtrage réalisé par le circuit de filtrage spatial 30 sont donnés sur les figures 2a à 2c selon la nature de la maille d'échantillonnage : si fp et fQ sont respectivement les fréquences horizontale (points) et verticale (lignes) de l'image, la figure 2a montre le mode de filtrage opéré par le circuit 30 dans le cas d'un sous-échantillonnage quinconce ligne tel que représenté sur la figure 3a (les croix et points représentent respectivement les points d'image conservés et éliminés lors du sous-échantillonnage), la figure 2b dans le cas d'un sous-échantillonnage orthogonal horizontal (omission d'un point sur deux sur chaque ligne, en des positions alignées verticalement comme indiqué sur la figure 3b), et la figure 2c dans le cas d'un sous-échantillonnage orthogonal vertical (omission d'une ligne sur deux, comme indiqué sur la figure 3c).
Le sous-ensemble de filtrage et sous-échantillonnage spatial comprend également, en sortie des deux voies en parallèle, un aiguilleur 70 dont la sortie reçoit alternativement soit celle du circuit de sous-échantillonnage spatial 40, soit celle du circuit de sous-échantillonnage spatial 60.
Ainsi, sur la sortie de l'aiguilleur 70, à partir des échantillons de deux images consécutives, on dispose d'une image complète à la fréquence de 12,5 Hz, cette image étant obtenue par mélange de deux images préalablement filtrées.
Le dispositif de traitement de signaux comprend également un sous-ensemble de prise de décision, comprenant lui-même, ici, un commutateur 80 destiné à opérer une sélection de mode sur commande d'un circuit de décision 90, pour sélectionner, en mode dit compensé, les signaux de sortie du circuit de sous-échantillonnage temporel 10 ou, en mode dit de repli, les signaux de sortie de l'aiguilleur 70. Cette sélection est opérée par bloc, en considérant, comme on l'a vu, des blocs 16 x 16, ou des blocs 8 x 8 (sans que ces exemples soients restrictifs), et prend en compte, comme on va le voir, d'une part le comportement, normal ou au contraire défaillant, du circuit d'estimation de mouvement 20 et d'autre part le contenu des images. Pour chaque bloc, c'est en effet celui des deux modes qui permet ultérieurement une reconstitution d'image avec une erreur minimale qui est choisi par le circuit de décision.
Dans l'exemple ici décrit, le circuit de décision 90 est plus précisément constitué de la façon suivante. Il comprend, comme indiqué sur la figure 5, d'une part deux mémoires d'image 91 et 92 en série. Les images I1 et 12 sont donc présentes respectivement sur la sortie et sur l'entrée de la mémoire d'image 91, et les images 12 et 13 sur la sortie et sur l'entrée de la mémoire d'image 92. Un additionneur 93 permet d'effectuer une interpolation compensée en mouvement, par une demi-somme des images I1 et 13 en tenant compte du vecteur de déplacement D sélectionné par le circuit d'estimation de mouvement 20 et transmis à la mémoire 91. Un soustracteur 94, retranchant l'image 12 de sortie de la mémoire 92 de l'image compensée en mouvement présente en sortie de l'additionneur 93, et un élévateur au carré 95 de la sortie de ce soustracteur 94 constituent ensemble un circuit (94,95) dit de calcul d'erreur d'interpolation en mode de compensation de mouvement. Cette erreur d'interpolation compensée en mouvement est calculée par bloc. Un circuit (96, 97, 96, 99, 100, 101, 102, 103) permet de même un calcul d'erreur en mode de repli, et comprend, à cet effet, des circuits de filtrage spatial (96,97) et (98,99) de l'image 13, comprenant l'un et l'autre un filtre spatial 96 ou 98 et un soustracteur 97 ou 99, puis des élévateurs au carré 100 et 101 des signaux de sortie desdits circuits de filtrage spatial, un additionneur 102 délivrant la demi-somme des signaux de sortie de ces élévateurs au carré 100 et 101, et un comparateur 103 des signaux de sortie de l'élévateur au carré 95 et de l'additionneur 102. Ce comparateur 103 sélectionne celle des sorties qui est la plus faible et délivre pour chaque bloc d'image une information de mode correspondante : mode compensé en cas de sélection de la sortie de l'élévateur au carré 95, mode de repli dans le cas contraire.
Réciproquement, lorsque des informations ont été traitées par un dispositif de traitement de signaux tel que celui qui vient d'être décrit, on prévoit ensuite de restituer des signaux à la fréquence temporelle d'origine. Cette opération peut alors étre réalisée par un post-traitement qui est décrit maintenant en liaison avec les figures Sa à 5c.
Le dispositif de traitement de signaux représenté sur ces figures dans trois situations distinctes expliquées plus loin reçoit, dans l'exemple décrit, des images d'entrée à la fréquence de 12,5 Hz (se succédant donc toutes les 80 millisecondes) et l'on veut disposer, en sortie du dispositif, d'images à la fréquence de 25 Hz. Les images d'entrée sont accompagnées des informations de mouvement D et des informations M relatives au mode (mode de compensation de mouvement, ou mode de repli), ces informations de mouvement et de mode ayant été également transmises et/ou stockées par l'intermédiaire dudit support (voir la figure 13.
Le dispositif de traitement des figures Sa à Sc comprend alors, tout d'abord un sous-ensemble de compensation de mouvement ('motion compensation sub-assembly'), comprenant lui-méme deux mémoires d'image 201 et 202 et un additionneur 203. Ce sous-ensemble de compensation de mouvement est précédé d'un commutateur 110 qui reçoit sur une première borne d'entrée directement les images d'entrée, et sur une deuxième borne d'entrée ces memes images d'entrée mais par l'intermédiaire d'un premier sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation ('subsampling and interpolation sub-assem boy"). Ce premier sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation comprend un premier circuit de sous-échantillonnage spatial 211 et un premier circuit d'interpolation spatiale 212, adapté bien entendu au mode de sous-échantillonnage utilisé dans le circuit 211. Le commutateur 110 reçoit pour chaque bloc d'image l'information de mode et, en fonction de celle-ci, bascule en position de liaison directe avec l'entrée (mode de compensation de mouvement, noté C à l'entrée correspondante du commutateur 110), ou au contraire dans la position opposée (mode de repli, noté R à l'entrée correspondante du commutateur 110), pour sélectionner dans cette position les signaux de sortie du premier sous-ensemble de souséchantillonnage et d'interpolation.
Le dispositif de traitement des figures Sa à 5c comprend également un deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation, comprenant lui-même un deuxième circuit de sous-échantillonnage spatial 221 et un deuxième circuit d'interpolation spatiale 222, similaires respectivement aux circuits 211 et 212 Ce deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation (221, 222) est précédé d'un commutateur 120 et suivi d'un commutateur 130. Le commutateur 120 reçoit sur une première borne d'entrée les signaux de sortie du sous-ensemble de compensation de mouvement, et sur une deuxième borne d'entrée directement les images d'entrée, et, selon l'information de mode reçue, sélectionne soit les signaux compensés en mouvement (mode de compensation de mouvement, noté C), soit les images d'entrée (mode de repli, noté R). Le commutateur 130 reçoit sur une première borne d'entrée également les signaux de sortie du sous-ensemble de compensation de mouvement, et sur une deuxième entrée les signaux de sortie du deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation, et, selon l'information de mode reçue, sélectionne soit les signaux compensés en mouvement (mode de compensation de mouvement, noté C), soit les signaux de sortie du deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation (mode de repli, noté R).
Le dispositif de traitement des figures 5a à Sc comprend enfin un commutateur 250 qui, à un rythme double de celui des images d'entrées (å la fréquence de 25 Hz dans le cas présent, puisque les images d'entrée ont ici une fréquence de 12,5 Ruz), sélectionne alternativement la sortie du commutateur 130 ou celle de la mémoire d'image 202.
Le fonctionnement de ce dispositif de traitement va maintenant être décrit dans les trois situations qui peuvent être rencontrées, en référence aux figures correspondantes 5a à 5c. On rappellera préalablement que les images d'entrée du dispositif peuvent être constituées de blocs d'image traités, avant transmission et/ou stockage, soit selon le mode de compensation de mouvement, soit selon le mode de repli, soit encore selon l'un ou l'autre de ces deux modes, ces trois alternatives correspondant auxdites trois situations.
On suppose d'abord (première situation, représentée sur la figure 5a) que les images d'entrée sont constituées exclusivement de blocs d'image traités, avant transmission et/ou stockage, selon le mode dit de compensation de mouvement. L'information de mode correspondante maintient alors les trois commutateurs 110 à 130 dans leur position C. Si, par ailleurs, on appelle Ir 13, Is, I7, etc... la séquence des images d'entrées et qu'à un instant considéré tc l'image 11 est disponible en sortie de la mémoire d'image 201, au meme moment l'image I3, apparue 80 ms plus tard que I1, est disponible à l'entrée de la mémoire d'image 202. Le commutateur 250 sélectionne alors, dans sa position notée IC, la sortie de l'additionneur 203 du sous-ensemble de compensation de mouvement. L'image notée 12 disponible sur cette sortie est l'image de parité opposée à celle des images Ii et 13 et qui est reconstituée, entre ces deux images, à 40 ms de chacune d'elles, par demi-somme de ces images I1 et 13 et compte tenu de la direction du vecteur de déplacement (préalablement sélectionné et fourni audit sous-ensemble de compensation de mouvement). A la fréquence de 25 Hz, c'est-à-dire 40 ms plus tard, le commutateur 250 a basculé et sélectionne, dans sa position notée IT, la sortie de la mémoire 202, cette sortie étant maintenant 13 puisque 13 était 40 ms plus tôt à l'entrée de la mémoire 202.
Le meme cycle de basculement se poursuit alors, et le commutateur 250 sélectionne ensuite l'image I4, moyenne pondérée de 13 et 15 dans la direction du nouveau vecteur de déplacement sélectionné, puis l'image Is, puis Is, 17, 1a Ig, etc... En définitive, on dispose, en sortie du commutateur 250 et donc du dispositif de traitement de la figure 5a, d'une séquence d'images du type Ix, 12, 13, I4, Is, Is, 17, etc..., à une fréquence double de celle des images d'entrée.
On suppose maintenant (deuxième situation, représentée sur la figure 5b) que les images d'entrée sont constituées exclusivement de blocs d'image traités, avant transmission et/ou stockage, selon le mode dit de repli. L'information de mode correspondante maintient cette fois les trois commutateurs 110 à 130 dans leur position R. Le circuit de souséchantillonnage spatial 211 sous-échantillonne les images de parité déterminée (impaires par exemple, c'est-à-dire les images li, 13, Is, etc...) selon la même phase de maille d'échantillonnage que celle employée lors du traitement à l'émission, puis le circuit d'interpolation spatiale 212 reconstitue les échantillons manquants. Si pour une image d'entrée I3, l'on appelle 13R l'image disponible en sortie du circuit 212 du premier sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation, on constate alors que, maintenant, l'image I3R s'est substituée à l'image d'entrée 13.
De même, le circuit de sous-échantillonnage spatial 221 et le circuit d'interpolation spatiale 222 assurent respectivement le sous-échantillonnage des images de parité opposée (par exemple les images paires I2, Is, 16, etc...), selon la même phase de maille d'échantillonnage que celle employée précédemment, et la reconstitution des échantillons manquants. Pour une image d'entrée 13, on appelle maintenant
I2R cette image reconstituée en sortie du circuit 222 du deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation. Le commutateur 250 sélectionne alors1 dans sa position dite IC, l'image notée I2R et disponible en sortie dudit deuxième sous-ensemble, et, dans sa position dite IT, l'image notée 13R disponible 40 ms plus tôt en sortie du premier sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation et maintenant présente en sortie de la mémoire d'image 202. On dispose cette fois, en sortie du dispositif de traitement de la figure 5b, d'une séquence d'images du type I1R, I2R,
I3R, I4R, 15R etc..., toujours à une fréquence double de celle des images d'entrée.
I2R cette image reconstituée en sortie du circuit 222 du deuxième sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation. Le commutateur 250 sélectionne alors1 dans sa position dite IC, l'image notée I2R et disponible en sortie dudit deuxième sous-ensemble, et, dans sa position dite IT, l'image notée 13R disponible 40 ms plus tôt en sortie du premier sous-ensemble de sous-échantillonnage et d'interpolation et maintenant présente en sortie de la mémoire d'image 202. On dispose cette fois, en sortie du dispositif de traitement de la figure 5b, d'une séquence d'images du type I1R, I2R,
I3R, I4R, 15R etc..., toujours à une fréquence double de celle des images d'entrée.
On suppose enfin (troisième situation représentée sur la figure 5c et, en général, la plus fréquente) que les images d'entrée sont constituées à la fois de blocs d'image traités à l'émission selon le mode de compensation de mouvement et de blocs d'image traités à l'émission selon le mode de repli. L'information de mode, correspondant à chacun de ces deux modes, place alors les trois commutateurs 110, 120, 130 alternativement dans leur position C ou dans leur position R, selon le type de traitement préalable subi par les blocs d'image qui se présentent à l'entrée du dispositif de traitement : les traitements subis dans ce dispositif vont alors être ceux subis dans le cas de la première ou de la deuxième situation, selon le cas.
En effet, dans le cas de blocs en mode de repli, le premier sous-ensemble (tel, 212) de sous-échantillonnage et d'interpolation assure successivement la restitution des échantillons des images de parité déterminée (impaires par exemple) et la reconstitution des échantillons manquants. Les blocs I3R disponibles en sortie dudit premier sous-ensemble sont alors réinsérés par le commutateur 110 dans l'image d'entrée 13, pour constituer la future image de sortie appelée I3CR. De même, dans le cas de blocs en mode de repli. le deuxième sous-ensemble (221, 222) de sous-échantillonnage et d'interpolation assure la reconstitution des images de parité opposée (ici, paires), en traitant les signaux de sortie du commutateur 120 qui a pour rôle, dans cette troisième situation, d'insérer les blocs compensés 12 (disponibles, de façon déjà décrite, en sortie du sous-ensemble de compensation de mouvement 201 à 203) dans l'image d'entrée 13. L'image ainsi constituée à l'entrée dudit deuxième sous-ensemble est notée 12", et celle à sa sortie est notée I' . Le commutateur
2R 130 permet alors de compléter la future image 12COR de sortie en sélectionnant, en fonction de l'information de mode qu'il reçoit et qui commande sa position, soit les blocs compensés 12 de sortie du sous-ensemble de compensation de mouvement, soit les blocs interpolés I" de sortie du deuxième sous-en
2R semble de sous-échantillonnage et d'interpolation.
2R 130 permet alors de compléter la future image 12COR de sortie en sélectionnant, en fonction de l'information de mode qu'il reçoit et qui commande sa position, soit les blocs compensés 12 de sortie du sous-ensemble de compensation de mouvement, soit les blocs interpolés I" de sortie du deuxième sous-en
2R semble de sous-échantillonnage et d'interpolation.
Le commutateur 250 peut alors, dans cette troisième situation, sélectionner maintenant soit, dans sa position dite IC, l'image 12COR de sortie du commutateur 130, soit, dans sa position dite IT, l'image I3CR disponible 40 ms plus tôt en sortie du commutateur 110 et maintenant présente en sortie de la mémoire d'image 202. On dispose à nouveau, en sortie du dispositif de traitement de la figure 5c, d'une séquence d'images du type I1CRt 12COR' 13COR' 14COR' 1SCR etc..., là encore à une fréquence double de celle des images d'entrée.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, à partir desquels des variantes peuvent être proposées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Certaines de ces variantes ont déjà été mentionnées. On notera également que le critère retenu pour déterminer que le circuit d'estimation de mouvement 2a est défaillant et doit être relayé par le sous-ensemble de filtrage et d'échantillonnage spatial peut correspondre à un large éventail de situations. Le critère principal pouvant être retenu est pa signaux vers un support de transmission ou de stockage de ces informations, et d'autre part un étage destiné à recevoir les informations ainsi transmises et/ou lire les informations ainsi stockées : dans le cas où ce support est à bande passante limitée et où un traitement de réduction de la quantité d'informations devant être transmises et/ou stockées s'avère nécessaire, l'invention concerne un tel système lorsque son étage d'émission inclut un dispositif de traitement de signaux tel que décrit précédemment.
Claims (6)
1. Dans un système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou stocker, un etage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, dispositif de traitement desdits signaux comprenant notamment un sous-ensemble d'estimation de mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend également un sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et un sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial dans un rapport 1/2, ainsi qu'un sous-ensemble de prise de décision destiné à commander, selon la sortie du sous-ensemble d'estimation de mouvement, la sélection de l'une ou de l'autre des sorties dudit sous-ensemble de sous-échantillonnage temporel et dudit sous-ensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial.
2. Dispositif de traitement de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sous-ensemble de souséchantillonnage temporel comprend un circuit de sous-échantillonnage temporel dans un rapport 1/2, et en ce que le sousensemble de filtrage et de sous-échantillonnage spatial comprend deux voies en parallèle dont la première comprend un premier circuit de sous-échantillonnage spatial et dont la seconde comprend en série un circuit à retard d'une période des signaux d'origine et un second circuit de sous-échantillonnage spatial, lesdites voies étant précédées en série d'un circuit de filtrage spatial de leurs signaux d'entrée et suivies d'un aiguilleur de leurs signaux de sortie.
3. Dispositif de traitement de signaux selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sousensemble de prise de décision comprend un commutateur commandé par un circuit de décision pour sélectionner, en mode dit de compensation de mouvement, les signaux de sortie du sous-ensemble de sous-échantillonnage ou, en mode dit de repli, les signaux de sortie du sous-ensemble de filtrage et de souséchantillonnage.
4. Dispositif de traitement de signaux selon la revendication 3, dans le cas où lesdits signaux sont des signaux représentatifs d'images, caractérisé en ce que la sélection est opérée par bloc d'image et en ce que le circuit de décision comprend un circuit d'interpolation compensée en mouvement, un circuit de calcul d'erreur d'interpolation, et un circuit de calcul d'erreur de repli.
5. Dispositif de traitement de signaux selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support à bande passante limitée est du type disque compact.
6. Système de transmission et/ou de stockage de signaux comprenant un étage d'émission et, après transmission et/ou stockage des signaux émis sur un support à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre et/ou à stocker, un étage de réception et/ou de lecture des signaux transmis et/ou stockés, caractérisé en ce que ledit étage d'émission comprend un dispositif de traitement de signaux selon l'une des revendications 1 à 5.
Priority Applications (13)
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---|---|---|---|
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1989
- 1989-06-20 FR FR8908186A patent/FR2648650A1/fr not_active Withdrawn
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