FR2667474A1 - Dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numeriques obtenus par traitement d'images, et dispositif de decodage de mots codes a longueur variable et son application. - Google Patents

Abstract

Ce dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images comporte des moyens d'insertion de signaux utiles, issus dudit traitement, et de signaux auxiliaires, à des emplacements déterminés desdites trames, lesdits ' emplacements déterminés comprenant, dans le cas des signaux auxiliaires, des emplacements appelés en-têtes de trames et des emplacements appelés en-têtes de lignes de blocs, et des moyens pour assurer une protection contre les erreurs des signaux ainsi insérés, lesdits moyens de protection contre les erreurs comportant des moyens de codage correcteur d'erreur appliqués à un au moins des signaux auxiliaires transmis par en-tête de ligne de blocs.

Description

La présente invention concerne la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images.

La présente invention concerne plus particulièrement un mode de transmission de tels signaux numériques dans lequel ceux-ci sont structurés en trames comportant, outre des emplacements réservés à la transmission de signaux numériques dits utiles, issus dudit traitement, des emplacements, appelés dans ce cas habituellement en-têtes de trames, en-têtes de lignes de blocs et en-têtes de macroblocs, réservés à la transmission de signaux dits auxiliaires, tels que des mots de synchronisation et/ou des paramètres dits de traitement également issus dudit traitement, ces signaux auxiliaires étant nécessaires pour une restitution correcte des images en réception.

Le terme ligne se réfère au mode classique d'analyse ou de restitution d'une image par balayage de cette image par lignes successiyes, ou espacées une sur deux dans le cas de balayage avec entrelacement.

Les signaux utiles considérés sont ceux issus du traitement d'échantillons numériques obtenus à partir des signaux de luminance et de chrominance obtenus eux-mêmes par analyse de l'image.

Le terme bloc se réfère à un groupement, effectué en vue de leur traitement, de n x n échantillons numériques de luminance ou de chrominance et correspond physiquement à un quadrillage de l'image en carrés de n x n points pris à n instants d'échantillonnage consécutifs sur n lignes consécutives (ou espacées une sur deux), cet ensemble de lignes consécutives formant ce qui a été appelé ci-dessus ligne de blocs.

Soient par ailleurs y1 et Y2 d'une part, et CR, CB d'autre part, les échantillons de luminance d'une part et de chrominance d'autre part obtenus pour deux carrés d'image consécutifs d'une même ligne de blocs, les échantillons CR, CB étant en l'occurence communs pour ces deux carrés compte tenu du sous-échantillonnage dans un rapport 2 de la chrominance par rapport à la luminance.Le terme macrobîco se réfère alors à un groupement, effectué en vue de leur transmission, de quatre blocs notés (y1i (y2 (CR tCBl de n x n échantillons y1, y2, CR, CB, ce qui correspond physiquement à un groupement par deux des carrés obtenus par quadrillage de l'image.

Une structure générale connue de trame pour la transmission de tels signaux numériques est la suivante. Chaque en-tête de trame est suivi des M lignes de blocs de cette trame. Chaque ligne de bloc comporte elle-même un en-tête de ligne de blocs, suivi d'un ensemble comportant les N macroblocs de cette ligne. Chaque macrobîco comporte lui-même un en-tête de macrobloc, suivi d'un ensemble qui sera aussi appelé dans ce qui suit corps de macrobloc, comportant les blocs ty1l (CEl (y21 tCRl de ce macrobloc.

A titre d'exemple, les paramètres n, N et M peuvent avoir les valeurs suivantes : n = 8, N = 45, M = 36.

La présente invention concerne plus particulièrement le cas de traitement incluant un codage dit à longueur variable, ayant la particularité de coder des signaux ou échantillons numériques incidents avec un faible nombre de bits lorsque ces échantillons représentent des valeurs très probables et au contraire avec un nombre de bits élevé lorsqu'ils représentent des valeurs très peu probables, ceci en vue d'optimiser le débit de ces signaux et de l'adapter au débit offert pour leur transmission sur le support de transmission utilisé.

L'utilisation d'un tel code à longueur variable implique la mise en oeuvre, en émission, d'un mécanisme de régulation de débit permettant de maintenir le débit moyen des signaux ainsi transmis constant et égal au débit offert pour leur transmission sur le support de transmission utilisé, en dépit des variations instantanées de débit se produisant en sortie du codeur à longueur variable.

Ce mécanisme de régulation de débit comporte classiquement un contrôle de taux d'occupation d'une mémoire-tampon écrite au rythme des signaux numériques à transmettre et lue à leur rythme de transmission, suivi d'une réaction sur des organes de traitement situés en amont du codeur à longueur variable (en pratique sur un organe ayant une fonction de quantification et comportant en entrée un circuit de réglage de la dynamique des signaux à quantifier), en fonction du taux d'occupation observé, afin d'accroître ce dernier lorsqu'il a tendance à baisser, et inversement. Cette action sur cet organe a lieu par l'intermédiaire d'un paramètre spécifique appelé facteur de régulation, qui constitue l'un des paramètres de traitement à transmettre car sa connaissance en réception est indispensable pour obtenir une restitution correcte des images.

Ce paramètre appelé facteur de régulation est en pratique transmis dans chaque en-tête de lignes de bloc et se décompose en fait en deux éléments, TFy et TFc, appelés respectivement facteur de régulation en luminance et facteur de régulation en chrominance.

Il est par ailleurs connu de prévoir des moyens de protection contre les erreurs de transmission pouvant affecter les signaux ainsi transmis, consistant d'une part en une répétition (en pratique trois fois de suite) des signaux transmis à l'intérieur des en-têtes de trames et d'autre part en un codage correcteur d'erreur appliqué à l'ensemble des signaux transmis et utilisant le code dit de Reed Solomon.

Il a par ailleurs été proposé, pour effectuer une protection supplémentaire contre les erreurs, de mettre en oeuvre un code détecteur d'erreur, tel qu'un code de contrôle de redondance cyclique dit CRC appliqué à l'ensemble des signaux formant une ligne de blocs à l'exception d'un des signaux auxiliaires dit de synchronisation de ligne de blocs dont la configuration est telle qu'il peut être reconnu même s'il est affecté de plusieurs erreurs.

Cette méthode de protection supplémentaire contre les erreurs a pour inconvénient d'entraîner une certaine complexité de réalisation tout en n'étant que relativement peu efficace car, ainsi que l'a constaté la demanderesse, elle ne s'avère pas particulièrement indispensable pour ce qui est des signaux utiles alors que, pour ce qui est de certains signaux auxiliaires particulièrement critiques pour la restitution des images, tels que les facteurs de régulation TFy et TFc habituellement transmis dans les en-têtes de lignes de blocs, elle reste limitée à la détection d'erreurs de par la nature même du code utilisé.

La présente invention a pour objet un dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images, permettant d'éviter ces inconvénients.

La présente invention a pour objet un dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images, ce dispositif comportant des moyens d'insertion de signaux utiles, issus dudit traitement, et de signaux auxiliaires, à des emplacements déterminés desdites trames, lesdits emplacements déterminés comprenant, dans le cas des signaux auxiliaires, des emplacements appelés en-têtes de trames et des emplacements appelés en-têtes de lignes de blocs, ce dispositif comportant également des moyens pour assurer une protection contre les erreurs des signaux ainsi insérés, et étant essentiellement caractérisé en ce que lesdits moyens de protection contre les erreurs comportent des moyens de codage correcteur d'erreur appliqués à un au moins des signaux auxiliaires transmis par en-tête de ligne de blocs.

La présente invention a aussi pour objet un dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images, permettant d'optimiser ce dernier procédé par la transmission d'un seul des deux facteurs de régulation TFy et TFc, le facteur de régulation en luminance TFy en l'occurence, par en-tête de lignes de bloc, la différence a F entre ces deux facteurs, constante pendant la durée d'une trame, étant transmise dans les en-têtes de trame, ce qui libère des positions d'éléments binaires pour l'application d'un code correcteur d'erreur également à d'autres signaux auxiliaires transmis dans les en-têtes de lignes de blocs, tel que le numéro de ligne de blocs.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, lesdits signaux utiles étant codés suivant un code à longueur variable, lesdits signaux auxiliaires transmis par en-tête de lignes de blocs comportant alors un paramètre de traitement appelé facteur de régulation, lesdits moyens de codage correcteur d'erreur comportant des moyens de codage correcteur d'erreur de ce paramètre individuellement, et ledit facteur de régulation se décomposant en un facteur de régulation en luminance (TFy) et en un facteur de régulation en chrominance (TFc), les moyens d'insertion de ce facteur de régulation dans lesdites trames comportent des moyens pour réaliser une insertion du facteur de régulation en luminance (TFy), codé en code correcteur d'erreur, dans les en-têtes de lignes de blocs et des moyens pour réaliser une insertion de la différence (a) entre le facteur de régulation en luminance et le facteur de régulation en chrominance (TFc) dans les en-têtes de trames.

La présente invention a également pour objet un dispositif de décodage de mots codés suivant un code à longueur variable, permettant de réaliser une détection d'erreurs de transmission affectant le découpage, en mots codés à longueur variable, d'une séquence de mots reçus à son entrée, particulièrement applicable à la restitution d'images telle que présentée ci-dessus, et permettant alors, en association avec les objets énoncés ci-dessus, une protection renforcée contre les erreurs par rapport à la technique antérieure exposée précédemment, et ce sans entraîner de complexité de réalisation.

La présente invention a ainsi également pour objet un dispositif de décodage de mots codés suivant un code à longueur variable, transmis par groupes séparés par des mots d'indication de fin de groupe, ce dispositif comportant des moyens de découpage de la suite de mots codés reçus à son entrée en mots codés à longueur variable, et des moyens de décodage de ces mots, et étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour réaliser une détection d'erreurs de découpage, comportant eux-mêmes des moyens de comptage des mots ainsi découpés, compris entre deux mots d'indication de fin de groupe consécutifs, et des moyens de comparaison de la valeur obtenue à l'issue de ce comptage à une valeur prédéterminée attendue en l'absence d'erreur.

La présente invention a également pour objet l'application d'un tel dispositif de décodage à la réception de signaux numériques obtenus par traitement d'images incluant un codage à longueur variable.

D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemp3es de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés, dans lesquels - La figure 1 est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un dispositif de formation de trames suivant l'invention, - La figure 2 est un schéma plus détaillé du dispositif de codage à longueur variable et de formation de corps de macroblocs intervenant dans le schéma de la figure 1, - La figure 3 est un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un dispositif de réception de trames émises par le dispositif représenté sur la figure 1, - La figure 4 est un schéma plus détaillé du dispositif de décodage de mots codés à longueur variable, intervenant dans le schéma de la figure 3.

Sur la figure 1 est représenté un dispositif 1 de formation de trames pour la transmission de signaux numériques issus d'un dispositif 2 de traitement d'images. Ce dispositif 2 sera décrit brièvement car il est de principe bien connu et ne constitue pas en soi l'objet de la présente invention.

Il comporte un dispositif 3 de codage par une transformée dite;en cosinus, qui reçoit en entrée des blocs ty"l, lCR"l, tCB"l, chacun de 64 échantillons numériques y", CR", CB".

Les blocs de 64 échantillons issus du dispositif 3 et référencés ly'l (CR'i (CB'i sont traités par un ensemble de traitement 4 qui a essentiellement d'une part une fonction de quantification avec réglage préalable de la dynamique du signal à quantifier, par application, aux échantillons incidents, d'une fonction dans laquelle interviennent directement les paramètres de régulation TFy, TFc, et d'autre part une fonction de choix de mode de fonctionnement, indiqué par un paramètre MI issu de cet ensemble 4 et conduisant à la transmission soit de la différence entre le bloc de l'image en cours et le bloc de l'image précédente, soit du bloc de l'image en cours, suivant que l'un ou l'autre permet une transmission sur un plus faible nombre de bits.Un autre paramètre, dit de criticité, CT, est également issu de l'ensemble 4 et indique si le bloc en cours est un bloc bruité, auquel cas une moindre précision s'avère nécessaire.

La comparaison effectuée dans l'ensemble 4 entre le bloc de l'image en cours et le bloc de l'image précédente permet en outre l'élaboration, par cet ensemble 4, de paramètres de traitement appelés vecteurs mouvement, notés MVx, MVy, qui sont ensuite appliqués, ainsi que les blocs Eyi tCRl tCBl de 64 échantillons issus de ce même ensemble de traitement 4, à un dispositif 5 de codage à longueur variable des différents échantillons de ces blocs, et de formation de corps de macroblocs à partir des échantillons ainsi codés.

Le dispositif de formation de trames 1 et le dispositif de traitement 2 représentés sur la figure 1 sont commandés par une base de temps 6 qui, à partir d'un signal SYT de synchronisation de trames, d'un signal SYL de synchronisation de lignes et d'un signal HE d'horloge échantillon, génère, entre autres, les numéros de lignes de blocs, notés
SN, ainsi que des signaux SYB de synchronisation de blocs appliqué aux dispositifs 3, et 5 et à l'ensemble 4, SYMB de synchronisation de macrobloos appliqués à l'ensemble 4 et au dispositif 5 et SYLB de synchronisation de lignes de blocs appliqués à l'ensemble 4. Les dispositifs 1 et 2 recoivent en outre le signal HE d'horloge échantillon qui, dans le dispositif 2 est appliqué aux dispositifs 3 et 5 à l'ensemble 4.

Le dispositif 5 de codage à longueur variable et de formation de corps de macrobloos est représenté schématiquement sur la figure 2 maintenant décrite.

Ce dispositif comporte une mémoire 7, dans laquelle les échantillons formant les blocs Eyl tCRl tCBl issus de l'ensemble 4 sont écrits dans leur ordre de présentation en sortie de cet ensemble 4, correspondant à un balayage suivant les directions horizontale x et verticale y des carrés correspondants sur l'image, et sont lus suivant un balayage en zig zag permettant d'accroître la probabilité de trouver des suites de valeurs zéro, favorisant, ainsi qu'il sera vu ultérieurement, la réduction de débit par codage à longueur variable effectué ensuite. Cette détection de suites de zéros est réalisée de façon classique par un moyen 8 qui reçoit les échantillons ainsi lus dans la mémoire 7 ainsi que le signal HE d'horloge échantillon. Ces échantillons lus dans la mémoire 7 sont également appliqués à un multiplexeur 9 qui reçoit en outre les échantillons correspondant aux vecteurs mouvement MVx, MVy élaborés par l'ensemble 4. Les sorties du moyen 8 et du multiplexeur 9 sont appliquées à un moyen 10 effectuant le codage à longueur variable proprement dit.

Le multiplexeur 9 est commandé par un signal de commande C1 issu de la base de temps 6 (figure 1), permettant une insertion des échantillons, en l'occurence au nombre de deux, correspondant aux vecteurs mouvement MVx et MVy en début de corps de macrobloc ; ces deux échantillons seront ensuite considérés comme faisant partie du bloc (y1J, > lequel s'écrira (MVx, MVy, telle et comportera alors 66 échantillons au lieu de 64 pour les blocs (CEl, (y21, > (CRI.

La mémoire 7 est adressée en lecture et en écriture par un circuit logique 11 à compteur incrémenté par le signal HE de synchronisation échantillon, et qui est commandé par les signaux SYB et SYMB de synchronisation de blocs et de macroblocs.

Le codage à longueur variable mis en oeuvre par le moyen 10 utilise en l'occurence un code connu de type dit B2 qui, comme tout code à longueur variable, code sur un faible nombre de bits les échantillons incidents représentant une valeur très probable, en l'occurence ici; une suite de zéros ou une faible valeur, et au contraire avec un nombre de bits élevés des échantillons incidents représentant une valeur peu probable, en l'occurence ici une forte valeur.Le code considéré, de type B2, a la particularité d'être un code par paires de bits, c'est-à-dire d'associer à chaque bit, dit de codage, utilisé pour le codage à longueur variable proprement dit un bit, dit de marquage, ayant même valeur, par exemple "1", pour tous les bits de codage sauf pour celui de poids le plus faible où cette valeur est inversée et devient dans cet exemple la valeur "O",ce qui permet en réception de déterminer de façon simple la fin d'un mot codé, en connaissant par ailleurs le début de ce mot.

Pour donner un exemple, à supposer qu'un échantillon ou mot incident de valeur (décimale) zéro corresponde par ce code, au mot codé 1 1 0 O (où les bits soulignés sont les bits de marquage), une suite de vingt sept zéros correspond par exemple au mot codé 1 1 1 0 1 1 1 1 O 1 alors que la transmission de vingt sept zéros consécutifs aurait conduit à la répétition vingt sept fois de suite du mot 1 1 0 0, soit 108 bits, d'où en l'occurence une économie de transmission de 98 bits.

En outre, dans l'exemple considéré, si le mot à coder comporte deux valeurs (décimales) "1" consécutives comprises entre deux suites de valeurs (décimales) "0", seule une de ces valeurs "1" est codée, et donc transmise, et si le mot à coder comporte une valeur (décimale) "1" comprise entre une suite de valeurs (décimales) "O" et un mot particulier utilisé ici pour indiquer la fin d'un bloc à l'intérieur d'un macrobloc, cette valeur "1" n'est pas codée et n'est donc pas transmise.

Le moyen de codage 10, qui est piloté par le signal HE d'horloge échantillon, comporte donc essentiellement une mémoire morte contenant une ou plusieurs tables de codage et une logique synchrone permettant l'application des deux dernières propriétés énoncées ci-dessus. Ce code et ce moyen de codage ne seront pas décrits plus en détail car ils ne constituent pas en eux-mêmes l'objet de la présente invention.

Les blocs d'échantillons codés obtenus en sortie du moyen 10, repérés (MVx MVy tVLCy1l l, tVLCBl, tVLCy2l et tVLCRI sont appliqués à un multiplexeur 14 permettant une insertion d'un mot codé repéré EOB correspondant, par lesdites tables, au mot d'indication de fin de bloc, de façon à obtenir, en sortie de ce multiplexeur, les entités appelées corps de macroblocs, ainsi constituées tMVxMVy tVLCyll 1 EOB tVLCBl EOB tVLCy21 EOB tVLCH EOB.

Le multiplexeur 14 est pour cela commandé par un signal de commande
C2 issu d'un comparateur 12 qui compare le nombre, indiqué par le circuit 11 à compteur d'échantillons traités par ce dispositif 5, pour le bloc en cours de traitement, à la valeur 64, ou à la valeur 66, suivant que le bloc en cours de traitement par le dispositif 5 est le premier d'une série de quatre blocs, à savoir tMVx MVy tVLCy1l l, ou les blocs suivants à savoir tVLCBl, tVLCy21, (VLCRI, le choix entre les valeurs 64 et 66 étant effectué par un multiplexeur 13 commandé par un signal C3 issu de la base de temps 6.

Le moyen de codage 10 génère en outre, pour chaque échantillon de chacun des blocs de ces corps de macroblocs, la longueur L' du mot codé
MC' correspondant à cet échantillon.

La longueur L du mot codé MC correspondant à chacun des mots de corps de macroblocs, à savoir à chaque échantillon codé de chacun des blocs de ces macrobloos ou au mot codé EOB de fin de bloc, est disponible en sortie d'un multiplexeur 15 qui reçoit d'une part la longueur L' issue du moyen de codage 10, et d'autre part la valeur correspondant à la longueur du mot codé EOB de fin de bloc, en l'occurence la valeur "6", et qui est commandé par le signal de commande
C2 issu du comparateur 12.

La structure de trame générée par le dispositif de formation de trames représenté sur la figure 1 est celle indiquée ci-dessous sous forme de tableau se lisant de gauche à droite et de haut en bas
FSW 00 (A) BO aF
FSW 01 (A) BO aF
FSW 10 (A) BO aF
1 1
SSW SN1 BO1 TFyl tMB1 1 --- tMBN 1 E xl
SSW SNM BOM TFyM tMBM ] --- IMBM 1 [X]
P où [MBQ ] représente le Pième macrobloc de la Qième ligne de bloc avec
Q 1 S P# N et 1 # Q # M, et est constitué de la façon suivante (pour simplifier la notation, on a supprimé ci-après les références aux numéros d'ordre des macroblocs et des lignes de blocs) tMBl = MI CT (MVx MVy tVLCy1ll
EOB tVLCBl EOB tVLCy2l EOB (VLCR] EOB, et avec la signification suivante des différents éléments formant ces trames (on a également supprimé, pour simplifier, les références aux numéros d'ordre des lignes de blocs)
FSW : mot de synchronisation de trame (A) : ensemble de paramètres de traitement transmis de façon classique dans les en-têtes de trames et non détaillés ici
BO : taux d'occupation de mémoire-tampon à l'émission différence entre facteurs de régulation en luminance et en chrominance SSW : mot de synchronisation de lignes de blocs
SN : numéro de ligne de blocs
TFy : facteur de régulation en luminance
MI : mode de fonctionnement
CT : criticité
MVx : vecteur mouvement en x codé à longueur variable
MVy : vecteur mouvement en y codé à longueur variable tVLCy1l : échantillons d'un bloc (yll codés à longueur variable tVLCBI : échantillons d'un bloc t CB1 codés à longueur variable tVLCy21: échantillons d'un bloc (y21 codés à longueur variable t VLCFti : échantillons d'un bloc tCRl codés à longueur variable
EOB : mot codé de fin de bloc : : éléments binaires de bourrage (en nombre variable)
Dans la structure de trame indiquée ci-dessus les éléments soulignés en traits continus occupent l'emplacement appelé en-tête de trame, les éléments soulignés en pointillés occupent les emplacements appelés en-têtes de lignes de blocs, et les éléments soulignés avec le symbole "." occupent les emplacements appelés en-têtes de macroblocs.

Pour générer des trames ayant cette structure, le dispositif 1 de formation de trames comporte, comme représenté sur la figure 1, un ensemble de registres 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 contenant respectivement les mots suivants ainsi que, à l'exception des registres 24 et 25, leurs longueurs respectives
FSW pour le registre 20, avec en outre le numéro d'occurence (00 ou 01 ou 10) (A), BO, aF pour le registre 21, SSW pour le registre 22,
BO pour le registre 23,
SN pour le registre 24,
TFy pour le registre 25,
MC pour le registre 26 (reçus ainsi que leurs longueurs L du dispositif 5)
MI, CT pour le registre 27.

Les sorties des registres 25 et 24 contenant respectivement le facteur de régulation en luminance TFy et le numéro de ligne de blocs SN sont appliquées à un moyen de codage correcteur d'erreur, respectivement 29 et 28. Le code correcteur d'erreur utilisé est en l'occurence le code de Hamming, et, les paramètres TFy et SN étant en l'occurence constitués de mots de 8 bits, les moyens 28 et 29 comportent chacun deux codeurs de
Hamming, respectivement 281, 282 et 291, 292 opérant respectivement sur les 4 bits de poids faibles et sur les 4 bits de poids forts des mots correspondant à ces paramètres.

Ces codeurs de Hamming sont de principe bien connu et peuvent être réalisés simplement à l'aide d'une table de transcodage inscrite dans une mémoire que l'on adresse par les mots à coder. Ils ne seront donc pas redétaillés ici. Les mots codés disponibles en sortie de ces codeurs de Hamming sont appliqués à des registres, respectivement 283, 284 et 293, 294 qui contiennent par ailleurs également la longueur (fixe) de ces mots.

Les registres 20, 21, 22, 23, 283, 284, 293, 294, 26 et 27, ces mots sont des registres à sorties trois états dont les sorties sont appliquées à deux bus communs 30 et 31 dont l'un, 30, reçoit les mots contenus dans ces registres et l'autre, 31, les longueurs de ces mots, également contenues dans ces registres.

Ces registres, pilotés par le signal HE d'horloge échantillon, sont commandés par la base de temps 6, au moyen de signaux de commande C4, C5, 6 7 C8 > C9, C10' C11, C' 10 et C12, de manière à placer leurs contenus sur ces bus, aux instants correspondants définis par la structure de trame présentée ci-dessus. Les registres 24 et 25 sont également pilotés par le signal HE d'horloge échantillon.

Les mots ainsi placés successivement sur le bus 30, sont appliqués aux entrées d'un registre à décalage variable 32 qui réalise une juxtaposition de ces mots, de longueur éventuellement variable, et un découpage modulo "x" bits des mots ainsi juxtaposés. Ce registre à décalage variable commandé par le signal HE d'horloge d'échantillon, reçoit en outre les longueurs des mots ainsi reçus à son entrée, présentes sur le bus 31 auquel ce registre 32 est relié en entrée à travers un circuit de calcul 35 et un multiplexeur 36 dont les fonctions seront précisées plus loin.

En sortie du registre à décalage variable 32 sont obtenus des mots de longueur fixe, égale à "x" bits qui se présentent suivant une découpe différant de celle des mots présents en entrée de ce registre.

Les mots ainsi obtenus successivement en sortie du registre à décalage variable 32 sont écrits dans une mémoire-tampon 33 à mots de "x" bits.

La mémoire-tampon 33 est ainsi écrite à un rythme variable, et est par contre lue à un rythme de lecture fixe déterminé par le débit de transmission des trames ainsi formées.

Une comparaison de ces deux rythmes est effectuée dans un moyen 34 d'adressage en écriture et en lecture de cette mémoire-tampon et de contrôle de taux d'occupation de cette mémoire-tampon. Ce moyen 34 reçoit le signal HE d'horloge échantillon, un signal HT d'horloge de transmission donnant le rythme auquel la mémoire-tampon 33 doit être lue et le signal SYLB de synchronisation de ligne de blocs. Il élabore, outre l'adressage de la mémoire-tampon 33 et suivant des principes bien connus qui ne seront pas rappelés ici, les paramètres appelés BO (taux d'occupation de mémoire-tampon) et TFy (facteur de régulation en luminance) pour utilisation par les registres 21 et 23 pour le paramètre
BO et par le registre 25 et l'ensemble de traitement 4 pour le paramètre
TFy.

On notera que seul le paramètre TFy est issu de ce moyen 34, pour utilisation par le dispositif 1 de formation de trames, et que le paramètre TFc (facteur de régulation en chrominance) est reconstitué, au moyen d'un additionneur 35, par addition du paramètre TFy et du paramètre 6F, pour utilisation par l'ensemble de traitement 4.

Ce paramètre ou différence 6F est en outre appliquée au registre 21, pour transmission uniquement dans les en-têtes de trame, et non plus dans chaque en-tête de ligne de blocs, ainsi qu'il apparaît dans la structure de trame présentée ci-dessus.

Le bus commun 30 est en outre relié aux sorties d'un générateur d'éléments binaires de bourrage 27', commandé par un signal de commande
Co issu de la base de temps 6, de façon à insérer, ainsi qu'il apparat sur la structure de trame présentée ci-dessus, de tels éléments binaires de bourrage en fin de lignes de blocs, afin de conférer à chacune de celles-ci une longueur de valeur multiple d'un nombre prédéterminé, par exemple 32, ces éléments binaires de bourrage étant en outre en nombre variable pour tenir compte de la longueur variable des différents blocs formant les différents macro-blocs de cette ligne.

Ce nombre variable d'éléments binaires de bourrage est déterminé par le circuit de calcul 35 qui, pour ce faire, est relié en entrée au bus 31 fournissant les longueurs des mots contenus dans les registres 20 à 27 et placés sur le bus 30 et est réinitialisé par le signal SYLB de synchronisation de ligne de blocs, ce circuit de calcul 35 étant en outre piloté par le signal HE d'horloge échantillon.

Le nombre (éventuellement nul) d'éléments binaires de bourrage à insérer à la fin de chaque ligne de blocs, ainsi déterminé par le circuit de calcul 35, est appliqué au multiplexeur 36. Ce dernier est par ailleurs connecté en entrée au bus 31 et est commandé par la base de temps 6 au moyen d'un signal de commande C13 de façon à relier le registre à décalage variable 32 au bus 31 lorsque ce sont les mots contenus dans les registres 20, 21, 22, 23, 26, 27, 283, 284, 293, 294 qui sont placés sur le bus 30 et à appliquer au registre 32 le nombre déterminé par le circuit de calcul 35 lorsque c'est le registre 27' qui se trouve relié, par le bus 30, au registre 32.

On décrit maintenant le dispositif de réception de trames ainsi formées, représenté sur la figure 3.

Ce dispositif comporte une mémoire-tampon 40 qui est écrite à un rythme égal au rythme de transmission sur le support de transmission utilisé, et qui est lue à un rythme variable, déterminé par une boucle 41 de synchronisation de cette mémoire-tampon sur la mémoire-tampon d'émission 33, c'est-à-dire de maintien d'un taux d'occupation de la mémoire-tampon de réception 40 complémentaire de celui de la mémoire-tampon d'émission 33.

On rappellera simplement qu'une telle boucle de synchronisation, dont le principe est classique, comporte un moyen 42 de contrôle du taux d'occupation et d'adressage en écriture et en lecture de la mémoiretampon 40 et une logique de synchronisation 43 qui, à l'état synchronisé, compare en permanence le taux d'occupation fourni par le moyen 42 au taux d'occupation BO de la mémoire-tampon d'émission transmis, comme indiqué précédemment, dans les en-têtes de trames.

Le moyen 42 reçoit, pour ce faire, un signal HTR d'horloge de transmission réception définissant le rythme de transmission sur le support de transmission et un signal HER d'horloge échantillon réception fourni par un dispositif de restitution d'image non représenté car ne faisant pas partie de l'invention. On notera que ce signal HER est également distribué aux autres éléments à logique séquentielle du dispositif de réception de trames illustrés dans les figures 3 et 4 et que, pour ne pas surcharger ces figures, ceci n'a pas été représenté.

Les mots qui représentent le taux d'occupation BO de la mémoiretampon d'émission transmis sont restitués par un dispositif 44 de recherche de synchronisation de trame et de ligne de blocs et de démultiplexage après recherche de cette synchronisation opérant sur les trames entrantes lues dans la mémoire-tampon 40.Ce dispositif 44 restitue également, entre autres, les mots représentant le facteur de régulation TFy et ceux représentant la différence OF entre facteurs de régulation en luminance et chrominance, pour utilisation des paramètres
TFy et OF par un dispositif de déquantification 45 mettant en oeuvre un traitement inverse de la quantification avec réglage de dynamique réalisée à l'émission par l'ensemble 4, le facteur de régulation TFc étant alors reconstitué, comme à l'émission, par addition des paramètres
TFy et OF dans un additionneur 45'.

Le dispositif 44 restitue également les mots représentant le paramètre SN (numéro de ligne de blocs) utilisé pour effectuer un contrôle de récurrence des lignes de blocs, au moyen d'un dispositif 44' réagissant, en cas d'erreur observée dans la succession des numéros de lignes de blocs ainsi restitués, sur la recherche de synchronisation de trame effectuée par le dispositif 44.

La restitution des mots représentant ces différents paramètres utilise simplement les résultats de la recherche de synchronisation de trame et de ligne de blocs et la connaissance des emplacements, fixes, de ces mots à l'intérieur des trames ou des lignes de blocs comme il apparat sur la structure de trame présentée ci-dessus.

Les mots représentant les paramètres BO, OF, SN et TFy, ainsi restitués, sont stockés respectivement dans des registres 46, 47, 48, 49 sous la commande de signaux C'3, C'4, C'5 et C'6 appliqués par le dispositif 44 à ces registres respectivement. Ceux de ces mots obtenus des registres 46 et 47 et qui donnent directement les paramètres BO et F sont appliqués directement à la logique de synchronisation 43 et à l'additionneur 45' respectivement.Ceux obtenus en sortie des registres 48 et 49 et représentant les paramètres SN et TFy sont appliqués respectivement à des décodeurs de Hamming 50 et 51, constitués en fait chacun de décodeurs (non illustrés séparément), fonctionnant, comme les codeurs de Hamming utilisés à l'émission, suivant un principe bien connu qui ne sera pas rappelé ici, et fournissant les paramètres SN et TFy appliqués en ce qui concerne SN au dispositif 44' et en ce qui concerne
TFy au dispositif de déquantification 45 et à l'additionneur 45'.

Chacun des décodeurs 50 et 51, qui peuvent être réalisés simplemént à l'aide de tables de transcodage inscrites dans des mémoires adressées par les mots à décoder, fournit en outre, en cas de détection d'erreur ne pouvant être corrigée, un signal de détection d'erreur qui est appliqué au dispositif 44' en ce qui concerne le décodeur 50 et qui est utilisé pour commander des moyens (non représentés car ne constituant pas l'objet de la présente invention) de masquage de blocs assurant alors le masquage de la ligne de blocs concernée.

On notera que le code de Hamming, donné ici à titre d'exemple, pourrait être remplacé par tout autre code correcteur d'erreur appliqué aux paramètres considérés, ou à d'autres paramètres, ou à un seul d'entre ces deux paramètres seulement, qui serait alors avantageusement le facteur de régulation en luminance TFy. Dans le cas d'une application à plusieurs paramètres, il est plus avantageux d'appliquer le code correcteur d'erreur à chacun de ces paramètres individuellement ainsi qu'il est fait dans l'exemple décrit. Il pourrait être toutefois appliqué globalement à plusieurs d'entre eux.

On notera également que le dispositif 44 restitue également, outre les mots représentant le paramètre BO, les mots représentant les autres paramètres transmis dans les en-têtes de trames et restitue aussi les mots représentant les paramètres MI et CT transmis dans les en-têtes des macroblocs, la restitution de ces autres paramètres et des paramètres MI et CT n'ayant toutefois pas été illustrée car elles n'est pas nécessaire à la compréhension de l'invention.

Le dispositif 44 restitue également les corps de macro-blocs codés à longueur variable, d'emplacement également fixe à l'intérieur des lignes de blocs, comme il apparaît également sur la structure de trame présentée ci-dessus, pour le premier des macro-blocs d'une ligne de blocs, et d'emplacement déterminable pour les suivants, à partir des indications de fin de macro-bloc FMB fournies par un dispositif de décodage 52 de mots à longueur variable commandé par un signal de commande C'7 issu du dispositif 44 pour recevoir les corps de macro-blocs et qui est maintenant décrit en relation avec la figure 4.

Ce dispositif 52 comporte un circuit 53 de recherche d'éléments binaires de marquage indiquant la fin d'un mot codé, qui est réinitialisé à chaque ligne de blocs par un signal SYLBR de synchronisation de ligne de blocs issu du dispositif 44 (figure 3) et qui fournit une information LR de longueur de mot codé coïncidant, en l'absence d'erreur dûe à la transmission, avec l'information correspondante élaborée en émission.

Les mots constitutifs des corps de macro-blocs présents en entrée du dispositif de décodage 52, ainsi que l'information LR de longueur de mots codés, sont appliqués à un registre à décalage variable 54 qui découpe le train d'éléments binaires série représentant les corps de macro-blocs, reçu à son entrée, en mots codés à longueur variable déterminée par l'information LR.

Ces mots codés à longueur variable, qui sont appliqués au circuit 53, sont appliqués également à un moyen de décodage proprement dit, 55, contenant une ou plusieurs tables de décodage inverses de celles utilisées à l'émission et recevant par ailleurs l'information L R de longueur de mot codé.

De ce moyen de décodage 55 sont issus des mots représentant soit directement des échantillons décodés de corps de macro-blocs, en l'absence de décodage de suites de zéros, soit des mots à traiter ensuite par un circuit logique 56 de restitution de suites de zéros, en présence de décodage de suites de zéros, cette présence étant indiquée par un signal SZ issu du moyen de décodage 55 et commandant ce circuit logique 56.

Il est en outre prévu un circuit à logique synchrone 57 d'élimination des mots codés EOB de fin de blocs et de restitution de valeurs "1" mahquantes suivant les propriétés du code à longueur variable exposées précédemment, ce circuit à logique synchrone 57 recevant les mots issus du circuit logique 56.

Les mots obtenus en sortie du circuit de logique synchrone 57, et représentant des échantillons décodés de blocs (MVx, MVy,CVLCylll, (VLCBJ, lVLCy21, (VLCRl sont traités par un moyen 58 commandé par un signal SYBR de synchronisation de bloc et un signal SYMBR de synchronisation de macro-bloc issus du dispositif 44.Ce moyen 58 réalise une fonction de balayage en zigzag inverse de celle réalisée en émission par le moyen 7, et comportant une mémoire validée en écriture par une porte logique 59 qui reçoit d'une part un signal de commande d'écriture fournit par le circuit 57 en synchronisme avec les mots issus de ce circuit et d'autre part un signal de commande d'inhibition
C'1 issu du dispositif 44 (figure 1) et destiné à inhiber l'écriture de cette mémoire aux emplacements détectés par ce dispositif 44 comme étant ceux affectés aux vecteurs mouvement MVx et MVy.

Ce signal de sortie de la porte 59 est en outre appliqué en commande d'un registre 58' également connecté en sortie du circuit 57 pour le stockage dans ce registre 58' des mots de codes représentant les échantillons MVx et MVy.

Les échantillons obtenus en sortie du moyen 58 et formant donc des blocs lyl, lCBl, (CRI suivant les notations utilisées à l'émission, sont ensuite traités par le dispositif de déquantification 45 (figure 3) qui reçoit également les échantillons MVx et MVy stockés dans le registre 58' et qui fournit en réponse des blocs ty'], (CB'l, tCR'l suivant également les notations utilisées à l'émission.

Le dispositif de décodage 52 comporte en outre des moyens 60 de détection d'erreurs de découpage des mots codés à longueur variable dues à des erreurs de transmission.

Ces moyens 60 comportent un compteur 61 incrémenté par un signal C obtenu à l'issue du traitement par l'ensemble formé par les moyens 55 et par les circuits logiques 56 et 57, et indiquant la présence en sortie du circuit à logique synchrone 57, d'un nouvel échantillon restitué par cet ensemble 55, 56, 57, ce signal C constituant également ledit signal de commande d'écriture fourni par le circuit 57 à la porte 59.

Le compteur 61 est remis à zéro par un signal SEOB indiquant une détection, en sortie du moyen de décodage 55, du mot, noté "eob", indiquant une fin de bloc.

Le signal SEOB est obtenu en sortie d'un registre 62' qui reçoit lui-même le signal SEOB' de sortie d'un comparateur 62 comparant les mots obtenus en sortie des moyens de décodage 55 à la configuration du mot "eob".

Le signal SEOB est soit directement le signal SEOB', soit le signal
SEOB' retardé, suivant que des valeurs "1" manquantes sont ou non à insérer par le circuit logique 57, suivant l'une des propriétés du code à longueur variable énoncée ci-dessus, le registre 62' étant donc commandé par le circuit à logique synchrone 57.

Le compteur 61 compte ainsi le nombre d'échantillons décodés de blocs (MVx, MVy, (VLCylll, (VLCBl, tVLCy21 ou TALCS compris entre deux mots de fin de bloc consécutifs.

Un comparateur 63 compare ensuite le contenu du compteur 61 à l'une des valeurs 63 ou 65, sélectionnée par un multiplexeur 64 en fonction du rang du bloc à l'intérieur de cette séquence (65 s'il s'agit du premier, 63 s'il s'agit des suivants), le multiplexeur 64 étant commandé par un signal de commande C'2 issu du dispositif 44.

Le signal issu du comparateur 63 indique ainsi directement la présence d'erreurs dans le découpage des signaux reçus, en mots codés à longueur variable.

L'indication d'une telle présence d'erreur est mémorisée dans un registre 65 qui est validé par le signal SEOB et qui est remis à zéro par le signal SYLBR de synchronisation de ligne de blocs.

La sortie du registre 65 est utilisée pour commander les moyens mentionnés ci-avant, de masquage de blocs en cas d'erreur ainsi détectée en cours de restitution de cette ligne de blocs de l'image.

On notera que ces moyens de détection d'erreurs permettant d'identifier le bloc à partir duquel est détecté une première fois une erreur, ce masquage pourra ainsi intervenir, pour la ligne de blocs concernée, uniquement à partir du bloc ainsi signalé en erreur, et non pour sur toute la ligne de blocs, contrairement à ce qui se produit par exemple dans le cas de l'utilisation d'un code détecteur d'erreur tel qu'un code CRC appliqué à l'ensemble d'une ligne de blocs, qui, outre le fait qu'il nécessite une opération de codage et une opération de décodage spécifiques, ne permet pas de localisation d'erreur.

Les indications FMB de fin de macro-bloc, fournies par le dispositif 52 au dispositif 44 (figure 3) sont obtenues en sortie d'un compteur d'EOB 68 constitué d'un compteur par quatre incrémenté par le signal SEOB' à chaque résultat positif fourni par le comparateur 62, et remis à zéro par le signal SYLBR de synchronisation de ligne de blocs.

On notera que, dans la structure de trame, les mots d'indication de fin de bloc pourraient être remplacés par des mots d'indication de fin de macrobloc (les mots codés à longueur variable étant alors groupés non par blocs mais par macroblocs), auquel cas le comparateur 63 comparerait le nombre obtenu à l'issue du comptage par le compteur 61 à une valeur correspondant au nombre d'échantillons d'un corps de macrobloc, et auquel cas les moyens de détection d'erreurs permettraient d'identifier non pas le bloc, mais le macrobloc, à partir duquel est détectée une première fois une erreur, pour une ligne de blocs déterminée, en contrepartie d'un gain de débit de transmission de trois mots d'indication de fin de bloc par ligne de blocs.

On notera en outre que les moyens de détection d'erreurs ainsi décrits, sur la figure 4, dans le cas d'un exemple d'application à la réception de signaux obtenus par traitement d'images incluant un codage à longueur variable, pourraient être utilisés dans tout dispositif de décodage de mots codés à longueur variable transmis par groupes séparés par des mots d'indication de fin de groupe, les termes de groupe et de mot d'indication de fin de groupe correspondant, pour l'exemple d'application décrit, aux termes de bloc et de mot d'indication de fin de bloc.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1/ Dispositif de formation de trames pour la transmission de signaux numériques obtenus par traitement d'images, dispositif comportant des moyens d'insertion de signaux utiles, issus dudit traitement, et de signaux auxiliaires, à des emplacements déterminés desdites trames, lesdits emplacements déterminés comprenant, dans le cas des signaux auxiliaires, des emplacements appelés en-têtes de trames et des emplacements appelés en-têtes de lignes de blocs, dispositif comportant également des moyens pour assurer une protection contre les erreurs des signaux ainsi insérés, caractérisé en ce que lesdits moyens de protection contre les erreurs comportent des moyens de codage correcteur d'erreur appliqués à un au moins des signaux auxiliaires transmis par en-tête de ligne de blocs.

2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lesdits signaux utiles étant codés suivant un code à longueur variable et lesdits signaux auxiliaires transmis par en-tête de lignes de blocs comportant alors un paramètre de traitement appelé facteur de régulation, lesdits moyens de codage correcteur d'erreur comportent des moyens (29) de codage correcteur d'erreur de ce paramètre individuellement.

3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit facteur de régulation se décomposant en un facteur de régulation en luminance (TFy) et en un facteur de régulation en chrominance (TFc), les moyens d'insertion de ce facteur de régulation dans lesdites trames comportent des moyens pour réaliser une insertion du facteur de régulation en luminance (TFy) codé en code correcteur d'erreur, dans les en-têtes de lignes de blocs et des moyens pour réaliser une insertion de la différence (6F) entre le facteur de régulation en luminance et le facteur de régulation en chrominance (TFc) dans les en-têtes de trames.

4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits signaux auxiliaires transmis par en-tête de ligne de blocs comportant le numéro (SN) de cette ligne de blocs, lesdits moyens de codage correcteur d'erreur comportent des moyens (29) de codage correcteur d'erreur de ce numéro de ligne de blocs.

5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le code correcteur d'erreur est le code de Hamming.

6/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lesdits signaux utiles étant codés suivant un code à longueur variable, et transmis par groupes de mots codés séparés par des mots d'indication de fin de groupe, il comporte des moyens de décodage de mots codés à longueur variable comportant eux-memes des moyens de découpage de la suite de mots codés reçus à son entrée en mots codés à longueur variable, des moyens de décodage de ces mots, et des moyens pour réaliser une détection d'erreurs de découpage, comportant eux-mêmes des moyens de comptage des mots ainsi découpés, compris entre deux mots d'indication de fin de groupe consécutifs, et des moyens de comparaison de la valeur obtenue à l'issue de ce comptage à une valeur prédéterminée attendue en l'absence d'erreur.

7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits mots codés étant formés chacun d'un nombre variable de paires de bits dont un bit, dit de codage, et un bit, dit de marquage, ayant une première valeur lorsqu'il est associé au bit de codage de poids le plus faible de ce mot et une deuxième valeur lorsqu'il est associé aux autres bits de codage de ce mot, lesdits moyens de découpage sont commandés par un circuit de recherche d'éléments binaires de marquage ayant ladite première valeur.

8/ Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que lesdits groupes sont formés d'un ou de plusieurs blocs.