FR2725060A1 - Procede et dispositif de compression d'image utilisant un systeme de division conditionnelle par arborescence de quadrillage - Google Patents
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Abstract
Procédé de compression d'image utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage comprenant les étapes: d'entrée de données d'image par unités de bloc principal (1); de production d'une valeur représentative de chaque bloc et d'une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on divise, ou non, le bloc principal suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs (10, 20, 30), en fonction du type d'image du bloc principal (1); et de sortie d'une carte d'arborescence de quadrillage sous forme d'un train de bits, pour sélectionner ainsi le type d'arborescence de quadrillage le plus approprié. Ce dont il résulte qu'un dispositif utilisant le procédé peut transmettre des données de bonne qualité sans distorsion à une vitesse de transmission élevée.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMPRESSION D'IMAGE
UTILISANT UN SYSTEME DE DIVISION CONDITIONNELLE
PAR ARBORESCENCE DE QUADRILLAGE
La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif de compression d'image, plus particulièrement à un procédé et un dispositif de compression d'image utilisant un système de division conditionnelle par arborescence de quadrillage ("quadtree") qui compense les problèmes des procédés utilisant une arborescence de quadrillage classique de sorte qu'une
image reconstituée après avoir été comprimée peut paraître plus naturelle.
Un dispositif de traitement d'image, comme un service de base de données d'image de visiophone numérique, un service de télévente ou un service de données d'image pour véhicule, utilise un système dans lequel la donnée d'image est comprimée avant d'être transmise afin d'améliorer sa transmission. Cependant, si la donnée est comprimée, la qualité d'écran est dégradée par comparaison avec l'image d'origine. Par conséquent, le développement des techniques de compression d'image dans lesquelles le rendement de transmission est maximisé en augmentant le taux de compression de données ne permet pas d'obtenir, lors de la reconstitution d'image, une
qualité d'image approchant la qualité de l'original.
Plusieurs procédés classiques ont proposé des techniques améliorées sans changer l'arborescence de quadrillage elle-même et dans lesquels la réduction de la quantité de données est obtenue seulement en faisant varier le procédé d'expression (Références: (1) Peter Strobach, "Treestructured Soene Adaptive Coder", IEEE Transactions on Communication, volume 38, numéro 4, avril 1990; (2) Jong Won Kim et Sang Uk Lee, "Hierachical Variable Block Size Motion Estimation Technique for Motion Sequence Coding", SPIE volume 2094,
1994; et (3) brevet US numéro 5 228 098, Tektronix Inc, "Adaptive Spatio-
temporal Compression/Decompression of Video Image Signals", juillet 1993).
On utilise différents procédés pour la compression d'image numérique.
Cependant, récemment il y a eu de nombreuses études sur un procédé pour
réduire la quantité de données par la compréhension de la structure d'image.
Comme procédés classiques, un procédé de codage de texture de contours analyse les composants de frontière d'une image et les composants internes entourés par les composants de frontière et utilise le résultat pour la compression d'image. D'autres procédés comprennent un procédé de segmentation pour exprimer des parties groupées en fonction de l'homogénéité, un procédé de codage basé sur un modèle pour préparer un modèle préagencé et pour décrire l'image d'entrée en se basant sur le modèle, et un procédé de
vaguelette et fractionnement utilisant une transformée.
Un codeur adaptatif de scène à structure en arbre d'un procédé classique, qui est lié au procédé de segmentation décrit ci-dessus, est une o0 technique pour transmettre un signal d'erreur en fonction d'une estimation de déplacement et d'une compensation de déplacement d'une suite d'images mobiles en utilisant une arborescence de quadrillage classique. Dans la technique hiérarchique d'estimation de déplacement à taille de bloc variable pour coder une séquence de déplacement, on utilise une arborescence de quadrillage classique similaire au procédé décrit ci-dessus. Cependant, le procédé pour décrire l'arborescence de quadrillage est rendu plus efficace, en maintenant ainsi les données moins comprimées. Dans le brevet US numéro 5 228 098, on utilise une arborescence de quadrillage tridimensionnelle pour une séquence d'images en mouvement. Ainsi, pour réduire la quantité de bits, le
procédé de description d'arborescence de quadrillage fait la différence entre
une partie mobile et une partie immobile. Cependant, le procédé décrit ci-
dessus utilise toujours l'arborescence de quadrillage classique. D'une façon plus détaillée, la structure de base du procédé à arborescence de quadrillage peut s'exprimer comme suit. Les blocs carrés arbitrairement de même taille sont divisés en quatre sous-zones ayant une taille prédéterminée par un certain critère de jugement (par exemple, le degré de variation ou de relativité d'une valeur moyenne de pixels dans les blocs). On répète, jusqu'à atteindre une taille de fenêtre prédéterminée, une étape de division supplémentaire des quatre sous-zones en adoptant le procédé décrit ci-dessus. Puis, on transmet une carte de division par arborescence de quadrillage qui peut décrire chaque zone élémentaire et une valeur représentant chaque zone élémentaire. Puis, un récepteur reçoit le résultat pour produire une image reproduite. Chaque couche de l'arborescence de quadrillage indique seulement si le bloc ou zone est, ou non, divisé. Par conséquent, la carte de division par arborescence de quadrillage pour chaque couche peut être exprimée simplement par une donnée
de 1 bit. Ce procédé a été étudié, et les quatre techniques mentionnées ci-
dessus proposent des procédés pour réduire davantage les données en traçant de manière plus efficace la carte de division par arborescence de quadrillage
représentant le concept de base du procédé décrit ci-dessus.
Cependant, les procédés classiques décrits ci-dessus utilisent une structure d'arborescence de quadrillage dans laquelle les arbres sont divisés en carrés réguliers à partir de chaque couche, pour maintenir ainsi une erreur de to pas à une valeur moitié. Ainsi, la caractéristique structurelle d'une image, particulièrement la qualité d'image de la partie bord est dégradée, en produisant ainsi une distorsion d'image. Le fait d'augmenter le nombre des couches pour réduire cette erreur et compenser ainsi la qualité d'image provoque une augmentation de la quantité de données, ce qui va à l'encontre de la réduction
de la quantité de données.
Par conséquent, c'est un objectif de la présente invention que de proposer un procédé et un dispositif de compression d'image utilisant un système d'arborescence de quadrillage conditionnelle pour réduire la quantité de données malgré la réduction supplémentaire de l'erreur de pas en fonction
des caractéristiques d'image.
La présente invention propose à cet effet un procédé de compression d'image comprenant les étapes: d'entrée de données d'image, sur la base d'une image complète ou sur la base d'une trame, par unités de bloc principal ayant une taille prédéterminée; de production d'une valeur représentative de chaque bloc et d'une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on divise, ou non, le bloc principal par des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs, en fonction du type d'image du bloc principal, en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; et de sortie d'une carte d'arborescence de quadrillage dessinée en fonction de la donnée de division sélective de la donnée d'arborescence de quadrillage et de la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train
de bits.
La pluralité de types de sous-bloc est constituée d'une quadripartition régulière, d'une quadripartition verticale et d'une quadripartition horizontale. Le type d'image de chaque bloc est une valeur de répartition pour une pluralité de valeurs de pixels à l'intérieur d'un bloc, et la valeur représentative est une valeur moyenne des pixels dans chaque bloc. L'étape de production de donnée d'arborescence de quadrillage comprend les étapes: (a) d'obtention d'une valeur de répartition et d'une valeur moyenne pour la valeur de pixel dans chaque sous-bloc élémentaire d'un bloc et pour la io pluralité de types de sous-bloc; (b) de détermination du fait que l'on effectue, ou non, une division par arborescence de quadrillage par la comparaison de la valeur de répartition avec une valeur de seuil prédéterminée; (c) de production d'une première donnée de division sélective et de la valeur de bloc moyenne obtenue comme donnée d'arborescence de quadrillage, si la division par arborescence de quadrillage ne doit pas être effectuée; (d) de comparaison de la valeur de répartition de chaque sous-bloc élémentaire d'une pluralité de types de sous-bloc de manière à détecter une valeur minimale, si la division par arborescence de quadrillage doit être effectuée; (e) de sélection d'une valeur moyenne correspondant à la valeur de répartition minimale détectée parmi les valeurs moyennes pour la pluralité de sous-blocs élémentaires; (f) de production d'une valeur de code de type de sous-bloc correspondant à la valeur minimale détectée; (g) de production, comme donnée d'arborescence de quadrillage, d'une valeur moyenne sélectionnée et de la valeur de code produite; (h) de détermination de la taille d'un bloc d'entrée en fonction du résultat de détection; et (i) de répétition des étapes (d) à (h) jusqu'à ce que la taille du
sous-bloc élémentaire atteigne une taille prédéterminée.
Ainsi, il ne se produit pas de distorsion d'image et la quantité de données peut être réduite puisque l'on sélectionne, à partir d'une pluralité de
types de sous-bloc, un type de sous-bloc approprié au type d'image.
Un dispositif de compression d'image selon la présente invention comprend: une mémoire de blocs pour recevoir et mémoriser des données d'image sur la base d'une image complète, ou sur la base d'une trame, en unités de bloc principal ayant une taille prédéterminée; un générateur d'arborescence de quadrillage pour produire une valeur 0 représentative de chaque bloc et une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on effectue, ou non, sur le bloc principal, des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs en fonction du type d'image, en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; et des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage pour sortir un dessin de carte d'arborescence de quadrillage en fonction de la donnée de division sélective de la donnée d'arborescence de quadrillage et de
la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train de bits.
Le générateur d'arborescence de quadrillage comprend des premiers moyens de calcul pour obtenir respectivement une première valeur de répartition et une première valeur moyenne à partir d'une valeur de pixel d'un bloc principal de la mémoire de blocs; une pluralité de seconds moyens de calcul pour obtenir une seconde valeur de répartition et une seconde valeur moyenne à partir d'une valeur de pixel de chaque sous-bloc élémentaire pour une pluralité de types de sous-bloc de la mémoire de blocs; un comparateur pour comparer la première valeur de répartition à une valeur de seuil prédéterminée de façon à déterminer si l'on effectue, ou non, une division par arborescence de quadrillage; un détecteur de valeur minimale pour détecter la valeur minimale en comparant les secondes valeurs de répartition des seconds moyens de calcul; un sélecteur de donnée pour sélectionner une valeur moyenne correspondant à la valeur de répartition minimale détectée à partir du détecteur de valeur minimale parmi les secondes valeurs moyennes des seconds moyens de calcul; un générateur de valeur de code d'arborescence de quadrillage pour produire une valeur de code de type de sous-bloc correspondant à la valeur minimale détectée; un sélecteur de sortie pour sélectionner, en fonction du résultat de la détermination du comparateur, la première valeur moyenne des premiers moyens de calcul, la valeur de code du générateur de valeur de code et la seconde valeur moyenne sélectionnée par le sélecteur de donnée et pour sortir le résultat comme donnée de division sélective et comme valeur représentative; et des moyens de détermination de taille de bloc pour déterminer la taille du bloc d'entrée suivant en se référant à la donnée de taille de bloc actuellement entrée en fonction du résultat de détection
du détecteur de valeur minimale.
Les moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage comprennent un décodeur d'adresse pour décoder la donnée de division sélective de façon à produire un signal d'adresse; une table de ROM (mémoire morte) pour produire une carte d'arborescence de quadrillage désignée par le signal d'adresse décodé; et un circuit de train de bits pour sortir la carte d'arborescence de quadrillage produite et la valeur représentative sous forme
d'un train de bits.
Un mode de réalisation pour comprimer une donnée d'image en mouvement de la présente invention comprend une mémoire d'image complète, pour recevoir des données d'image sur une base d'image complète; un sélecteur de données pour sélectionner des données d'image et des données de variation d'image fournies par la mémoire d'image complète; une mémoire de blocs pour recevoir et mémoriser des données d'image sur la base d'une image complète, ou sur la base d'une trame, en unités de bloc principal ayant une taille prédéterminée; un générateur d'arborescence de quadrillage pour produire une valeur représentative de chaque bloc et une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on effectue, ou non, sur le bloc principal, des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs en fonction du type d'image, en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage pour sortir un dessin de carte d'arborescence de quadrillage en fonction de la donnée de division sélective de la donnée d'arborescence de quadrillage et de la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train de bits; un synthétiseur d'image pour recevoir le train de bits qui est sorti des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage de manière à synthétiser les données d'image; une mémoire de reproduction pour mémoriser les données d'image d'une image complète précédente reproduite par le synthétiseur d'image; des moyens de soustraction pour obtenir des données de variation d'image entre les données crd'image de l'image complète courante fournie par la mémoire d'image complète et les données d'image de l'image complète précédente fournies par la mémoire de reproduction; et un tampon de transmission pour transmettre la sortie de train
de bits des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de
la description qui va suivre à titre d'exemple en se référant aux dessins
annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une structure d'une arborescence de quadrillage conditionnelle utilisée pour un procédé de compression d'image de la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel montrant un mode de réalisation d'un dispositif de compression d'image de la présente invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant la structure détaillée du générateur d'arborescence de quadrillage conditionnel de la figure 2; la figure 4 est un schéma fonctionnel montrant la structure détaillée de la partie d'établissement de cartes d'arborescence de quadrillage de la figure 2; les figures 5A et 5B représentent des types de bit affecté à une arborescence de quadrillage conditionnelle de la présente invention; la figure 6 représente un état de division obtenu par arborescence de quadrillage; la figure 7 représente un mode de réalisation de la division par arborescence de quadrillage de la présente invention et son train de bits; la figure 8A représente un mode de réalisation d'une division par arborescence de quadrillage classique; et la figure 8B représente un mode de réalisation d'une division par
arborescence de quadrillage de la présente invention.
On va maintenant expliquer la présente invention plus en détail en se référant aux dessins annexés; La présente invention peut s'appliquer aussi bien à une image fixe constituée d'une phase unique qu'à une image en mouvement constituée de plusieurs phases. La donnée est divisée en fonction d'une caractéristique de répartition de l'image à l'intérieur d'un bloc déterminé en se basant sur la régularité et sur les frontières existant dans l'image. Puis, on transmet la donnée élémentaire et une valeur représentative qui est la plus appropriée pour la donnée élémentaire, pour décrire ainsi une image plus parfaitement en utilisant
io seulement une faible quantité de données.
La figure 1 représente un type de division en blocs d'un système de division conditionnelle par arborescence de quadrillage à trois niveaux de la présente invention. On voit dans la couche 1 un bloc 1 de taille N x N, dans la couche 2, trois sous-blocs 10, 20 et 30, et dans la couche 3, des sous-blocs ayant chacun un sous-bloc comme bloc principal. C'est-à-dire que l'on effectue, comme dans un procédé classique, un quadrillage par quadripartition suivant la structure arborescente 1-1 a- 1 b de la figure 1. Cependant, dans la présente invention, pour le bloc 1 de taille N x N de la couche 1, on peut choisir l'un des trois cas suivants, en déterminant pour chaque bloc un état de répartition de ) I'image. Premièrement, on divise le bloc de taille N x N en quatre blocs 10 de N/2 x N/2 (N1, N2, N3 et N4) de la couche 2. Deuxièmement, on divise le bloc de taille N x N en blocs rectangulaires horizontaux 20 de N x N/4 (H1, H2, H3 et H4). Troisièmement, on divise le bloc de taille N x N en blocs rectangulaires verticaux 30 de N/4 x N (Vl, V2, V3 et V4). Puis, on détermine si l'on doit diviser davantage, ou non, les blocs N1, N2, N3 et N4 suivant l'un des trois sous-blocs 11,12 et 13 de N/4 x N/4, de N/2 x N/8 et de N/8 x N/2, on détermine si l'on doit, ou non, diviser davantage les blocs H1, H2, H3, et H4 suivant l'un des trois sous-blocs 21, 22 et 23 de N/2 x N/8, de N x N/16 et de N/4 x N/4, et l'on détermine si l'on doit diviser, ou non, les blocs V1, V2, V3 et V4 suivant l'un des trois sous-blocs 31, 32 et 33 de N/8 x N/2, de N/4 x N/4 et de N/16 x N. Ce dont il résulte que l'on peut obtenir une image reproduite qui est plus ressemblante à une image d'origine puisque les blocs élémentaires ont une forme qui est fonction du type d'image. De plus, le nombre de blocs après division est réduit, ce qui réduit ainsi débit binaire nécessaire. Le procédé décrit ci-dessus peut être utilisé efficacement pour une compression d'image pour transmettre des données d'image par l'intermédiaire d'une voie de transmission ayant un débit
de transmission extrêmement faible.
En se référant à la figure 2, on mémorise une image complète de donnée dans une mémoire d'image complète 52 sous forme d'images complètes pour une séquence d'images d'entrée 51. En même temps, un soustracteur 53 soustrait, de la donnée a de la mémoire d'image complète 52, la donnée b d'une mémoire de reproduction 54 dans laquelle on a mémorisé l'image complète directement précédente à reproduire. Puis, la donnée résultante c, c'est-à-dire, la variation d'image entre la donnée a et la donnée b, est entrée dans un sélecteur de donnée 55. C'est-à-dire que dans le cas o l'on utilise sans changement la donnée d'image d'origine de l'image complète courante, on utilise la donnée a qui est reçue directement de la mémoire d'image complète 52. Lorsque l'on utilise un signal de variation, on peut utiliser la donnée c. La donnée d ainsi sélectionnée traverse une mémoire de blocs 56 et est délivrée à un générateur d'arborescence de quadrillage 100 qui divise les zones efficaces de la donnée en fonction de critères et qui obtient une donnée d'arborescence de quadrillage e et une valeur représentative f de la zone constituée des arborescences de quadrillage. Une partie d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage 200 prépare une table de ROM en utilisant la donnée e et la valeur f. Puis, les données d'arborescence de quadrillage et les valeurs représentatives sont transformées en une donnée de train de bits g, mémorisée dans un tampon de transmission 58, synchronisée par un signal d'horloge prédéterminé et transmise par une voie de transmission. Dans le même temps, la donnée de train de bits g produite par la partie d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage 200 est également transmise à un synthétiseur d'image 57. Puis, une image est reproduite en utilisant la donnée
de train de bits g et elle est mémorisée dans une mémoire de reproduction 54.
L'image mémorisée est structurée pour être utilisée pour obtenir un signal de variation d'image reproduite entre l'image complète courante et l'image complète
précédente, lorsque l'on traite la donnée de l'image complète qui suit.
La présente invention est un procédé qui, parmi les procédés de compression d'image, adopte une segmentation séquentielle de façon à réduire la redondance d'image. Cependant, lorsque la compression d'image est effectuée en utilisant un signal de variation entre des images complètes dans une séquence d'images en mouvement, on peut commander l'arborescence de quadrillage de façon variable en fonction de la structure d'image afin de transmettre efficacement le signal d'erreur. Ainsi, on peut réduire le phénomène de blocage ou la division non naturelle des procédés classiques, en améliorant par ce moyen la qualité de l'image comprimée et reconstituée, ce qui est
1o l'aspect le plus important de la présente invention.
En d'autres termes, dans la présente invention, une image est analysée à l'aide d'un bloc d'une taille prédéterminée comme le montre la figure 1, en ce qui concerne les données de séquence d'images d'entrée respectives. Puis, l'image lue est comparée à une condition spécifique. Si la condition est satisfaite, le bloc est divisé en quatre blocs spécifiques. Lorsque le bloc atteint
le bloc unitaire minimal, le processus prend fin.
Une arborescence de quadrillage classique est structurée de telle façon que le bloc est divisé de façon régulière, c'est-à-dire, en carrés (la partie la plus à gauche de la figure 1). Lorsque l'on utilise seulement cette structure, il est très difficile d'exprimer efficacement une zone en fonction du type d'image. Ce dont il résulte que le rendement de compression de données est faible. Par conséquent, la présente invention présente une structure dans laquelle le bloc est divisé en trois types différents en partant d'un carré de niveau supérieur. Les trois types de division sont, comme le montre la figure 1, les carrés (11), les rectangles horizontaux (12) et les rectangles verticaux (13). En ce qui concerne chaque bloc, on détermine si l'on doit, ou non, diviser le bloc en l'un des trois sous-blocs. Les étapes décrites ci-dessus sont répétées jusqu'à ce que le bloc atteigne le bloc unitaire minimal L'étape de production de la donnée d'arborescence de quadrillage donne une valeur de répartition et une valeur moyenne pour chaque valeur de pixel dans le bloc et dans chaque sous-bloc élémentaire pour une pluralité de
types de sous-bloc. On détermine si l'on doit, ou non, diviser le bloc en sous-
blocs par un degré de répartition de la valeur de répartition des pixels existants Il dans le bloc. Si l'on suppose qu'un bloc est de N x N, que la valeur de pixel est P(i, j) et qu'une valeur de pixel moyenne est Pa(i, j), la valeur de répartition ( peut être exprimée comme suit:
N-1 N-1
=( 1) 1 ' (Pa(i, j)- p(i, j))2 NxN I =0 j =0 On détermine que l'on doit diviser, ou non, le bloc en sous-blocs en fonction de la relation entre la valeur de répartition pour le bloc obtenu de la
I0 manière indiquée ci-dessus et une valeur de seuil prédéterminée.
S'il n'y a pas besoin de diviser le bloc, on produit comme donnée d'arborescence de quadrillage une première donnée sélective et la valeur moyenne obtenue du bloc. Si le bloc doit être divisé, les valeurs de répartition pour chaque sous-bloc élémentaire sont comparées de façcon à détecter la valeur minimale et à sélectionner la valeur moyenne correspondant à la valeur de répartition minimale détectée parmi les valeurs moyennes d'une pluralité de sous-blocs élémentaires. Puis, la valeur de code de type de sous-bloc correspondant à la valeur minimale détectée est produite, et la valeur moyenne sélectionnée et la valeur de code produite sont produits comme donnée d'arborescence de quadrillage. Puis, la taille du bloc d'entrée est déterminée par le résultat de la détection. Les étapes ci-dessus, allant de la détection de la valeur minimale à la détermination de la taille de bloc, sont répétées jusqu'à ce
que la taille du sous-bloc atteigne une taille prédéterminée.
Comme on le voit à la figure 3, un bloc d'une taille prédéterminée dans une sortie d'image complète du sélecteur de donnée 55 est recçu par l'intermédiaire de la mémoire de blocs 56. Puis, on calcule une première valeur de répartition pour le bloc à l'aide de premiers moyens de calcul de valeur de répartition de bloc 102, et simultanément on calcule une première valeur
moyenne à l'aide de premiers moyens de calcul de valeur moyenne de bloc 103.
En même temps, on calcule, respectivement, des secondes valeurs moyennes et des secondes valeurs de répartition pour les trois types de bloc de niveau inférieur à diviser par arborescence, à l'aide de seconds moyens de calcul de valeur de répartition 104 à 106 et de seconds moyens de calcul de valeur moyenne 107 à 109. C'est-à-dire que, comme le montre la figure 1, le bloc est divisé horizontalement et verticalement en deux segments, et que l'on obtient une valeur moyenne et une valeur de répartition pour quatre blocs 10 de N/2 x N/2 (N1, N2, N3 et N4), à l'aide de moyens de calcul de valeur de répartition 104 et d'un calculateur de valeur moyenne de quadrillage normal 107. En utilisant le même procédé, on obtient une valeur de répartition et une valeur moyenne pour les blocs 20 de N x N/4 (H1, H2, H3 et H4) à l'aide de moyens de calcul de valeur de répartition de quadrillage horizontal 105 et de moyens de calcul de valeur de moyenne de quadrillage horizontal 108. Puis, on obtient une valeur moyenne et une valeur de répartition pour les blocs 30 de N/4 x N à l'aide de moyens de calcul de valeur de répartition de quadrillage vertical 106 et de moyens de calcul de valeur moyenne de quadrillage vertical 109. A ce moment, on compare une première valeur de répartition (oi à la figure 6) du bloc à une valeur de seuil prédéterminée, à l'aide d'un comparateur 111. Si la première valeur de répartition est plus petite que la valeur de seuil, il n'y a pas besoin de diviser le bloc en sous-blocs. Donc, la sortie du comparateur 111 est haute, et un premier tampon de sortie 116 du sélecteur de sortie 101 est activé, et des deuxième et troisième tampons de sortie 117 et 118 sont désactivés à l'aide du signal qui a traversé un inverseur 115. Si la valeur de répartition est plus grande que la valeur de seuil, le bloc doit être divisé en sous-blocs. Donc, la sortie du comparateur 1 1 1 est basse, et le premier tampon de sortie 116 est désactivé, et les deuxième et troisième tampons de sortie 1 17 et 1 18 sont activés par le signal inversé 111 a sorti de l'inverseur 115. Ici, la structure d'arborescence de quadrillage ayant la valeur de répartition minimale détectée à partir du détecteur de valeur minimale 112 est sélectionnée par la valeur de répartition en fonction des trois arborescences de quadrillage mentionnées ci-dessus. A ce moment, une valeur moyenne est sélectionnée à partir du sélecteur de données 113 à l'aide de la valeursélectionnée. Puis, la donnée d'arborescence de quadrillage et sa valeur moyenne sont sorties par l'intermédiaire des deuxième et troisième tampons de sortie 117 et 1 18 activés. A ce moment, les critères pour sélectionner la répartition minimale parmi les trois structures d'arborescence de quadrillage sont les suivants. Comme on le voit à la figure 6, on compare la somme des valeurs de répartition GN1, CN2, ON3 et ON4 pour le quadrillage normal, la somme des valeurs de répartition GH1, OH2, GH3 et aH4 pour le quadrillage horizontal, et la somme des valeurs de répartition oV1, ov2, oV3 et GV4 pour le quadrillage vertical, et l'on sélectionne la plus petite valeur des trois comme valeur de répartition minimale. De plus, sa valeur moyenne est sélectionnée à partir des secondes valeurs moyennes par le sélecteur de donnée 113. Un code correspondant à l'arborescence de quadrillage ainsi obtenue est produit par le générateur de codes d'arborescence de quadrillage 114. Cependant, comme le montrent les figures 5A et 5B, on doit affecter une donnée de telle façon que le terminal de réception puisse reconnaître la structure d'arborescence de quadrillage. S'il n'y a pas besoin de diviser le bloc de N x N en sous-blocs, on donne la valeur "00" à la donnée. Si le bloc est divisé en un quadrillage normal, on donne la valeur "01" à la donnée, et si le bloc est divisé en un quadrillage horizontal, on donne la valeur "10" à la donnée. Si le bloc est divisé par un quadrillage vertical, on donne la valeur"11"
à la donnée. On produit ainsi une valeur de code d'arborescence de quadrillage.
Dans le mode de réalisation montré à la figure 3, si l'on donne à la donnée la valeur "00", la sortie des tampons de sortie 117 et 118 est "00" à l'état désactivé. Par conséquent, le générateur de valeurs de code d'arborescence de quadrillage 114 produit réellement des valeurs de code pour les trois cas de
19"01 ", "10", et "11".
De plus, les moyens de détermination de taille de bloc 119 reçoivent la donnée sélective du sous-bloc correspondant à la valeur de répartition minimale détectée par le détecteur de valeur minimale 112 et la donnée de taille de bloc délivrée à la mémoire de blocs 56 courante et modifient la taille de bloc. Puis, la taille de bloc est déterminée par le résultat de la détermination pour les trois cas suivants. Premièrement, si l'on doit, ou non, diviser le bloc en quatre blocs 10
de N/2 x N/2 (N1, N2, N3 et N4) de la couche 2 montrée à la figure 1.
Deuxièmement, si l'on doit, ou non, diviser horizontalement le bloc en quatre blocs 20 de N x N/4 (H1, H2, H3 et H4). Troisièmement, si l'on doit, ou non, diviser verticalement le bloc en quatre blocs 30 de N/4 x N 30 (VI, V2, V3 et V4). De la même façon, la taille de bloc est déterminée par le résultat de la détermination en ce qui concerne les trois cas suivants. Premièrement, si l'on doit, ou non, diviser les blocs 10 (N1, N2, N3 et N4) en sous-blocs 11, 12 et 13 de N/4 x N/4, de N/2 x N/8 et de N/8 x N/2. Deuxièmement, si l'on doit, ou non, diviser les blocs 20 (H1, H2, H3 et H4) en blocs 21, 22 et 23 de N12 x N/8, de N x N/16, et de N/4 x N/4. Troisièmement, si l'on doit, ou non, diviser les blocs 30 (V1, V2, V3 et V4) en blocs 31, 32 et 33 de N/8 x N/2, de N/4 x N/4, et de N/16 x N. On effectue de manière répétitive la division par arborescence de quadrillage jusqu'à ce que le bloc atteigne la taille minimale ainsi établie, de façon à produire une arborescence de quadrillage. La figure 7 montre un mode de réalisation de l'arborescence de quadrillage dessinée par une division par arborescence de quadrillage à trois niveaux de la présente invention, et un train o0 de bits de la valeur de code d'arborescence de quadrillage produite qui y correspond. C'est-à-dire que les valeurs de code suivantes sont produites de manière séquentielle. La valeur de code "01" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage normal d'un bloc de N x N, et la valeur de code "00'W" est produite puisqu'il n'y a pas de division du sous-bloc de quadrillage normal de N/2 x N/2 du deuxième quadrant, et la valeur de code "01" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage normal du sous-bloc de quadrillage normal de N/2 x N/2 du premier quadrant, et la valeur de code "00, 00, 00, 00" est produite puisqu'il n'y a pas de division en quatre sous-blocs à quadrillage normal de N/4 x N/4 dans le premier quadrant. La valeur de code "11" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage vertical du sous- bloc à quadrillage normal de N/2 x N/2 du troisième quadrant, et la valeur de code "00, 00, 00, 00" est produite puisqu'il n'y a pas de division des quatre sous-blocs de N/8 x N/2 du troisième quadrant. La valeur de code "01" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage normal du sous-bloc à quadrillage normal de N/2 x N/2 du quatrième quadrant, et une valeur de code "11, 00, 00, 00" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage vertical du sous-bloc à quadrillage normal de N/4 x N/4 et qu'il n'y a plus de division des sous-blocs de N/16 x N/4 divisés en quadrillage vertical. La valeur de code "01, 00, 00, 00" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage normal du sous-bloc à quadrillage normal de N/4 x N/4 et qu'il n'y a pas de division des sous-blocs de N/8 x N/8. La valeur de code "11, 00, 00, 00, 00" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage vertical du sous-bloc à quadrillage normal de N/4 x N/4 et qu'il n'y a pas de division des sous-blocs de N/16 x N/4. La valeur de code "10, 00, 00, 00, 00" est produite puisqu'il y a une division en quadrillage horizontal du sous-bloc à quadrillage
normal de N/4 x N/4 et pas de division des sous-blocs de N/4 x N/16.
La valeur de code d'arborescence de quadrillage e et la valeur moyenne f sont entrées dans la partie d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage 200 et sont réorganisées, par un signal d'horloge prédéterminé,
sous forme d'un train de bits pour correspondre à une vitesse de transmission.
Premièrement, comme on le voit à la figure 4, le décodeur d'adresse 201 sélectionne une adresse appropriée en fonction de la donnée d'arborescence de quadrillage 3 entrée à partir du générateur d'arborescence de quadrillage , lit la donnée de la table de ROM 202 et envoie le résultat au circuit de train de bits 203. Après que la donnée d'arborescence de quadrillage pour le bloc en
cours a été agencée, on écrit la donnée de valeur moyenne pour le bloc.
Lorsqu'une opération de division par arborescence de quadrillage est terminée au moyen du procédé décrit ci-dessus, on divise le bloc de N x N adjacent. Ainsi, on répète le procédé décrit ci-dessus de manière à obtenir une structure d'arborescence de quadrillage nécessaire pour les données de toute
l'image et la valeur représentative, c'est-à-dire, une valeur moyenne.
Comme on le voit a la figure 8B, la division peut être effectuée de façon plus souple par de telles arborescences de quadrillage sous forme d'arborescence de quadrillage normal, horizontal et vertical. Ainsi, on peut structurer une image qui est plus proche de l'image d'origine à l'aide simplement d'une division de niveau faible. Ce dont il résulte que l'on peut obtenir une bonne qualité d'image sans distorsion avec seulement une faible quantité de données par comparaison avec le procédé classique montré à la figure 8A, en
améliorant ainsi le taux de compression de données.
Claims (12)
1. Procédé de compression d'image utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage comprenant l'étape: (a) d'entrée de données d'image, sur la base d'une image complète ou sur la base d'une trame, par unités de bloc principal (1) ayant une taille prédéterminée; caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes: (b) de production d'une valeur représentative de chaque bloc et io d'une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on divise, ou non, le bloc principal par des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs (10, 20, 30), en fonction du type d'image du bloc principal (1), en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; et (c) de sortie d'une carte d'arborescence de quadrillage dessinée en fonction de la donnée de division sélective de la donnée d'arborescence de quadrillage et de la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train
de bits.
2. Procédé de compression d'image utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pluralité de types de sous- bloc est constituée d'une quadripartition régulière (10), d'une quadripartition verticale (30) et d'une
quadripartition horizontale (20).
3. Procédé de compression d'image utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit type d'image de chacun desdits blocs est une valeur de répartition en fonction d'une pluralité de valeurs de pixels dans des blocs, ou
une valeur de variation d'image entre des images complètes.
4. Procédé de compression d'image utilisant un procédé de 3( division conditionnelle par arborescence de quadrillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur représentative est une valeur moyenne des
pixels dans chaque bloc.
5. Procédé de compression d'image utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape (b) comprend les étapes: (b-1) d'obtention d'une valeur de répartition et d'une valeur moyenne pour la valeur de pixel dans chaque sous-bloc élémentaire d'un bloc et pour ladite pluralité de types de sous-bloc; (b-2) de détermination du fait que l'on effectue, ou non, une division par arborescence de quadrillage par la comparaison de ladite valeur de répartition avec une valeur de seuil prédéterminée; 0 (b-3) de production d'une première donnée de division sélective et de ladite valeur de bloc moyenne obtenue comme donnée d'arborescence de quadrillage, si ladite division par arborescence de quadrillage ne doit pas être effectuée;
(b-4) de comparaison de ladite valeur de répartition de chaque sous-
bloc élémentaire d'une pluralité de types de sous-bloc de manière à détecter une valeur minimale, si ladite division par arborescence de quadrillage doit être effectuée; (b-5) de sélection d'une valeur moyenne correspondant à ladite valeur de répartition minimale détectée parmi lesdites valeurs moyennes pour ladite pluralité de sous-blocs élémentaires: (b-6) de production d'une valeur de code de type de sousbloc correspondant a ladite valeur minimale détectée; (b-7) de production, comme donnée d'arborescence de quadrillage, d'une valeur moyenne sélectionnée et de ladite valeur de code produite; (b- 8) de détermination de la taille d'un bloc d'entrée en fonction dudit résultat de détection; et (b-9) de répétition desdites étapes (b-4) à (b-8) jusqu'à ce que la taille
du sous-bloc élémentaire atteigne une taille prédéterminée.
6 Dispositif de compression d'image utilisant un procédé de 3) division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce qu'il comprend: une mémoire de blocs (56) pour recevoir et mémoriser des données d'image sur la base d'une image complète, ou sur la base d'une trame, en unités de bloc principal (1) ayant une taille prédéterminée; un générateur d'arborescence de quadrillage (100) pour produire une valeur représentative de chaque bloc et une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on effectue, ou non, sur ledit bloc principal (1), des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs (10, 20, 30) en fonction du type d'image, en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; et des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage (200) pour sortir un dessin de carte d'arborescence de quadrillage en fonction de ladite donnée de division sélective de ladite donnée d'arborescence de quadrillage et de la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train
de bits.
7. Dispositif de compression d'image selon la revendication 6 utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que ladite pluralité de types de sous- bloc est constituée crd'une quadripartition régulière (10), d'une quadripartition verticale (30) et d'une
quadripartition horizontale (20).
8. Dispositif de compression d'image selon la revendication 6 utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que ledit type d'image de chacun desdits blocs est une valeur de répartition en fonction d'une pluralité de valeurs de pixels dans des blocs, ou
une valeur de variation d'image entre des images complètes.
9. Dispositif de compression d'image selon la revendication 6 utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que ladite valeur représentative est une valeur moyenne des
pixels dans chaque bloc.
10. Dispositif de compression d'image selon la revendication 6 utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que ledit générateur d'arborescence de quadrillage (100) comprend: des premiers moyens de calcul (102, 103) pour obtenir une première valeur de répartition et une première valeur moyenne à partir d'une valeur de pixel d'un bloc principal de la mémoire de blocs (56); des seconds moyens de calcul (104 à 109)) pour obtenir une seconde valeur de répartition et une seconde valeur moyenne à partir d'une valeur de
pixel de chaque sous-bloc élémentaire pour ladite pluralité de types de sous-
bloc de ladite mémoire de blocs (56); un comparateur (111) pour comparer ladite première valeur de répartition à une valeur de seuil prédéterminée de façon à déterminer si l'on effectue, ou non, une division par arborescence de quadrillage; un détecteur de valeur minimale (112) pour détecter la valeur minimale en comparant les secondes valeurs de répartition desdits seconds moyens de calcul (104 à 106); un sélecteur de donnée (113) pour sélectionner une valeur moyenne correspondant à ladite valeur de répartition minimale détectée à partir dudit détecteur de valeur minimale (112) parmi les secondes valeurs moyennes desdits seconds moyens de calcul (107 à 109); un générateur de valeur de code d'arborescence de quadrillage (114) pour produire une valeur de code de type de sous-bloc correspondant à ladite valeur minimale détectée; un sélecteur de sortie pour sélectionner, en fonction du résultat de détermination dudit comparateur (111), la première valeur moyenne desdits premiers moyens de calcul (103), la valeur de code dudit générateur de valeur de code (114) et la seconde valeur moyenne sélectionnée par ledit sélecteur de donnée (113) et pour sortir le résultat comme donnée de division sélective et comme valeur représentative; et des moyens de détermination de taille de bloc (119) pour déterminer la taille du bloc d'entrée suivant en se référant à la donnée de taille de bloc actuellement entrée en fonction du résultat de détection du détecteur de valeur
minimale (112).
11. Dispositif de compression d'image selon la revendication 6 utilisant un procédé de division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que lesdits moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage comprennent: un décodeur d'adresse (201) pour décoder ladite donnée de division sélective de façon à produire un signal d'adresse; une table de ROM (mémoire morte) (202) pour produire une carte d'arborescence de quadrillage désignée par le signal d'adresse décodé; et un circuit de train de bits (203) pour sortir ladite carte d'arborescence de
quadrillage produite et ladite valeur représentative sous forme d'un train de bits.
12. Dispositif de compression d'image utilisant un procédé de I( division conditionnelle par arborescence de quadrillage, caractérisé en ce que: une mémoire d'image complète (52), pour recevoir des données d'image sur une base d'image complète; un sélecteur de données (55) pour sélectionner des données d'image et des données de variation d'image fournies par la mémoire d'image complète (52); une mémoire de blocs (56) pour recevoir et mémoriser des données d'image sur la base d'une image complète, ou sur la base d'une trame, en unités de bloc principal ayant une taille prédéterminée; un générateur d'arborescence de quadrillage (100) pour produire une valeur représentative de chaque bloc et une donnée de division sélective qui dépend du fait que l'on effectue, ou non, sur le bloc principal, des opérations séquentielles de quadrillage suivant un type sélectionné parmi une pluralité de sous-blocs en fonction du type d'image, en tant que donnée d'arborescence de quadrillage; des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage (200) pour sortir un dessin de carte d'arborescence de quadrillage en fonction de la donnée de division sélective de ladite donnée d'arborescence de quadrillage et de la valeur représentative de chaque bloc, sous forme d'un train de bits; un synthétiseur d'image (57) pour recevoir le train de bits qui est sorti des moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage (200) de manière à synthétiser les données d'image: une mémoire de reproduction (54) pour mémoriser les données d'image d'une image complète précédente reproduite par le synthétiseur d'image (57); des moyens de soustraction (53) pour obtenir des données de variation d'image entre les données d'image de l'image complète courante fournie par la mémoire d'image complète (52) et les données d'image de l'image complète précédente fournies par la mémoire de reproduction (54); et un tampon de transmission (58) pour transmettre la sortie de train de bits desdits moyens d'établissement de carte d'arborescence de quadrillage
(200).
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