FR2767988A1 - Digital signal coding and encoding - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale le codage de signal numérique et propose à cette fin un dispositif et un procédé de codage d'un signal numérique qui offre une allocation adaptative de débit au signal à coder. Elle concerne également un procédé et un dispositif de décodage correspondants au procédé et au dispositif de codage. The present invention relates in general to digital signal coding and proposes for this purpose a device and a method for coding a digital signal which offers an adaptive allocation of bit rate to the signal to be coded. It also relates to a decoding method and device corresponding to the coding method and device.
Le codage a pour but de compresser le signal, ce qui permet de transmettre, respectivement mémoriser, le signal numérique en réduisant le temps de transmission, ou le débit de transmission, respectivement en réduisant la place mémoire utilisée. The purpose of coding is to compress the signal, which allows the digital signal to be transmitted, respectively stored, by reducing the transmission time, or the transmission rate, respectively by reducing the memory space used.
L'invention se situe dans le domaine de la compression avec perte de signaux numériques. The invention relates to the field of compression with loss of digital signals.
Dans la suite, on considère que le codage d'un signal numérique comporte deux opérations principales : la quantification du signal, par exemple une quantification vectorielle, qui fournit une suite de symboles, puis un codage entropique de ces symboles, par exemple un codage de Huffman, qui fournit une suite binaire. In the following, it is considered that the coding of a digital signal comprises two main operations: the quantization of the signal, for example a vector quantization, which provides a series of symbols, then an entropy coding of these symbols, for example a coding of Huffman, which provides a binary sequence.
II est connu de décomposer un signal en sous-bandes de fréquence avant de le compresser. La décomposition consiste à créer, à partir du signal, un jeu de sous-bandes qui contiennent chacune une gamme limitée de fréquences. Les sous-bandes peuvent être de différentes résolutions, la résolution d'une sous-bande étant le nombre d'échantillons par unité de longueur utilisés pour représenter cette sous-bande. Dans le cas d'un signal numérique d'image, une sous-bande de fréquence de ce signal peut être ellemême considérée comme une image, c'est-à-dire un tableau bidimensionnel de valeurs numériques. It is known to decompose a signal into frequency sub-bands before compressing it. The decomposition consists in creating, from the signal, a set of sub-bands which each contain a limited range of frequencies. The sub-bands can be of different resolutions, the resolution of a sub-band being the number of samples per unit of length used to represent this sub-band. In the case of a digital image signal, a frequency sub-band of this signal can itself be considered as an image, that is to say a two-dimensional table of digital values.
II est à noter que la décomposition d'un signal en sous-bandes de fréquence ne crée aucune compression en elle-même, mais permet de décorréler le signal de façon à en éliminer la redondance préalablement à la compression proprement dite. Les sous-bandes sont ainsi codées de manière plus efficace que le signal d'origine. It should be noted that the decomposition of a signal into frequency sub-bands does not create any compression in itself, but makes it possible to decorrelate the signal so as to eliminate the redundancy thereof before the compression proper. The sub-bands are thus coded more efficiently than the original signal.
Un procédé connu de codage de signal numérique, en l'occurrence d'une image numérique, divise le signal en parties et attribue un mode de codage à chaque partie de façon optimale, ce qui permet d'adapter de manière optimale le débit. A known method of coding a digital signal, in this case a digital image, divides the signal into parts and assigns an coding mode to each part optimally, which makes it possible to optimally adapt the bit rate.
Les modes de codage sont composés d'un mode de quantification et d'un mode de codage entropique. Le procédé connu consiste à tester toutes les combinaisons de mode de quantification et de mode de codage entropique, pour chaque partie du signal, puis à sélectionner la meilleure combinaison, en fonction d'un critère, pour chaque partie du signal. The coding modes are composed of a quantization mode and an entropy coding mode. The known method consists in testing all the combinations of quantization mode and of entropy coding mode, for each part of the signal, then in selecting the best combination, according to a criterion, for each part of the signal.
Ce procédé implique de nombreux calculs, dont la quantité croît avec le nombre de modes de quantification, de modes de codage entropique et de parties du signal. En pratique, il est nécessaire de réduire l'un de ces nombres, par exemple le nombre de parties du signal, pour réduire le temps de calcul. Cette réduction est réalisée au détriment de l'adaptativité du débit au signal à coder. Le rapport compression sur distorsion est en conséquence perfectible. This process involves numerous calculations, the quantity of which increases with the number of quantization modes, entropy coding modes and parts of the signal. In practice, it is necessary to reduce one of these numbers, for example the number of parts of the signal, to reduce the calculation time. This reduction is achieved at the expense of the adaptability of the bit rate to the signal to be coded. The compression to distortion ratio can therefore be improved.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de la technique antérieure, en fournissant un dispositif et un procédé de compression de signal numérique qui offre un rapport compression sur distorsion élevé. The present invention aims to remedy the drawbacks of the prior art, by providing a digital signal compression device and method which offers a high compression-to-distortion ratio.
A cette fin, I'invention propose un procédé de codage de signal numérique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de:
- division du signal en blocs,
- attribution d'un mode de quantification et d'un mode de codage entropique à chacun des blocs, selon un critère d'attribution, parmi un ensemble prédéterminé de modes de quantification et un ensemble prédéterminé de modes de codage entropique,
- quantification de chacun des blocs du signal par le mode de quantification qui lui a été attribué,
- formation de sous-ensemble de blocs, chaque sous-ensemble contenant des blocs auxquels a été attribué un même mode de quantification,
- sélection, pour chaque sous-ensemble formé, d'un mode de codage entropique selon un critère de sélection,
- réitération des étapes d'attribution, quantification, formation et sélection, de manière à satisfaire un critère de convergence.To this end, the invention proposes a digital signal coding method, characterized in that it comprises the steps of:
- division of the signal into blocks,
allocation of a quantization mode and an entropy coding mode to each of the blocks, according to an allocation criterion, from a predetermined set of quantization modes and a predetermined set of entropy coding modes,
- quantification of each of the signal blocks by the quantization mode which has been allocated to it,
- forming a subset of blocks, each subset containing blocks to which the same quantification mode has been assigned,
- selection, for each subset formed, of an entropy coding mode according to a selection criterion,
- reiteration of the stages of allocation, quantification, training and selection, so as to satisfy a convergence criterion.
Corrélativement, I'invention propose un dispositif de codage de signal numérique, caractérisé en ce qu'il comporte:
- des moyens de division de signal numérique en blocs,
- des moyens d'attribution d'un mode de quantification et d'un mode de codage entropique à chacun des blocs, selon un critère d'attribution, parmi un ensemble prédéterminé de modes de quantification et un ensemble prédéterminé de modes de codage entropique,
- des moyens de quantification de chacun des blocs du signal par le mode de quantification qui lui a été attribué,
- des moyens de formation de sous-ensemble de blocs, chaque sous-ensemble contenant des blocs auxquels a été attribué un même mode de quantification,
- des moyens de sélection, pour chaque sous-ensemble formé, d'un mode de codage entropique selon un critère de sélection.Correlatively, the invention proposes a digital signal coding device, characterized in that it comprises:
- means for dividing digital signals into blocks,
means for assigning a quantization mode and an entropy coding mode to each of the blocks, according to an allocation criterion, from a predetermined set of quantization modes and a predetermined set of entropy coding modes,
means for quantifying each of the blocks of the signal by the quantization mode which has been assigned to it,
means for forming a subset of blocks, each subset containing blocks to which the same quantification mode has been assigned,
means for selecting, for each subset formed, an entropy coding mode according to a selection criterion.
Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'obtenir un rapport compression sur distorsion élevé. The method and the device according to the invention make it possible to obtain a high compression-to-distortion ratio.
En effet, I'invention permet d'attribuer un mode de quantification et un mode de codage entropique à chacun des blocs du signal, qui sont bien adaptés pour coder ce bloc et par conséquent qui le codent avec précision. Indeed, the invention makes it possible to assign a quantization mode and an entropy coding mode to each of the signal blocks, which are well suited for coding this block and consequently which code it with precision.
Selon une caractéristique préférée, le procédé comporte en outre une étape d'initialisation à laquelle chacun des modes de quantification est respectivement associé à un mode de codage entropique, en fonction du signal numérique, de manière à satisfaire un critère d'association. According to a preferred characteristic, the method further comprises an initialization step in which each of the quantization modes is respectively associated with an entropy coding mode, as a function of the digital signal, so as to satisfy an association criterion.
Cette étape d'initialisation permet d'arriver à la convergence avec un nombre réduit d'itérations. This initialization step makes it possible to arrive at convergence with a reduced number of iterations.
Selon une autre caractéristique préférée, le critère d'association consiste à rechercher le minimum, pour chacun des modes de quantification, des débits du signal quantifié par le mode de quantification considéré, puis codé par chacun des modes de codage entropique. According to another preferred characteristic, the association criterion consists in seeking the minimum, for each of the quantization modes, of the bit rates of the signal quantified by the quantization mode considered, then coded by each of the entropy coding modes.
Ce critère vise à obtenir finalement un bon taux de compression du signal. This criterion aims ultimately to obtain a good signal compression rate.
Selon une caractéristique préférée, le critère d'attribution minimise une somme pondérée du débit et de l'erreur de codage provoqués par la quantification et le codage entropique du bloc considéré. According to a preferred characteristic, the allocation criterion minimizes a weighted sum of the bit rate and the coding error caused by the quantization and the entropy coding of the block considered.
Ce critère participe à l'obtention d'un bon rapport compression sur distorsion avec l'invention. This criterion contributes to obtaining a good compression-to-distortion ratio with the invention.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, le critère de sélection consiste, pour un sous-ensemble donné, à rechercher le minimum des débits du sous-ensemble quantifié puis codé par chacun des modes de codage entropique. According to a preferred characteristic of the invention, the selection criterion consists, for a given subset, of seeking the minimum of the bit rates of the quantized subset then coded by each of the entropy coding modes.
Ce critère vise à obtenir finalement un bon taux de compression du signal. This criterion aims ultimately to obtain a good signal compression rate.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, le critère de convergence est satisfait lorsque les mêmes sous-ensembles de blocs ont été formés à deux itérations successives de l'étape de formation. According to a preferred characteristic of the invention, the convergence criterion is satisfied when the same subsets of blocks have been formed in two successive iterations of the training step.
Ce critère de convergence est simple à mettre en oeuvre, puisqu'il suffit de mémoriser les sous-ensembles obtenus à chaque itération et de les comparer à ceux mémorisés à l'itération précédente. This convergence criterion is simple to implement, since it suffices to memorize the subsets obtained at each iteration and to compare them with those memorized at the previous iteration.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention un indicateur est associé à chaque bloc pour indiquer quel mode de quantification et quel mode de codage entropique sont obtenus après convergence. According to another preferred characteristic of the invention, an indicator is associated with each block to indicate which quantization mode and which entropy coding mode are obtained after convergence.
Cet indicateur est utilisé lors du décodage. This flag is used during decoding.
Le dispositif de codage comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre les caractéristiques précédentes. The coding device comprises means adapted to implement the above characteristics.
L'invention concerne également un procédé de décodage d'un signal numérique codé, ledit signal comportant des représentations codées de blocs formés dans le signal d'origine, chaque représentation codée comportant au moins un indicateur représentatif d'un mode de quantification et d'un mode de codage entropique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de:
- lecture de la valeur de l'indicateur,
- décodage et déquantification des représentations codées, en fonction de la valeur de l'indicateur respectif.The invention also relates to a method for decoding a coded digital signal, said signal comprising coded representations of blocks formed in the original signal, each coded representation comprising at least one indicator representative of a quantization mode and of an entropy coding mode, characterized in that it comprises the steps of:
- reading of the indicator value,
- decoding and dequantification of the coded representations, according to the value of the respective indicator.
Corrélativement, I'invention concerne un dispositif de décodage d'un signal numérique codé, ledit signal comportant des représentations codées de blocs formés dans le signal d'origine, chaque représentation codée comportant au moins un indicateur représentatif d'un mode de quantification et d'un mode de codage entropique,
caractérisé en ce qu'il comporte:
- des moyens de lecture de la valeur de l'indicateur,
- des moyens de décodage et de déquantification des représentations codées, en fonction de la valeur de l'indicateur.Correlatively, the invention relates to a device for decoding a coded digital signal, said signal comprising coded representations of blocks formed in the original signal, each coded representation comprising at least one indicator representative of a quantization mode and d '' an entropy coding mode,
characterized in that it comprises:
- means for reading the value of the indicator,
- means for decoding and dequantizing the coded representations, according to the value of the indicator.
Le procédé et le dispositif de décodage permettent de reconstruire le signal, par exemple dans un appareil récepteur correspondant à un appareil émetteur dans lequel le signal a été codé selon l'invention. The decoding method and device make it possible to reconstruct the signal, for example in a receiving device corresponding to a sending device in which the signal has been coded according to the invention.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture d'un mode préféré de réalisation illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels
- la figure 1 est un bloc diagramme d'un mode de réalisation d'un dispositif de codage de signal numérique selon l'invention;
- la figure 2 est un circuit de décomposition en sous-bandes de fréquence, inclus dans le dispositif de la figure 1;
- la figure 3 est une image numérique à coder par le dispositif de codage selon l'invention;
- la figure 4 est une image décomposée en sous-bandes par le circuit de la figure 2
- la figure 5 est une image décomposée en sous-bandes puis divisée en blocs;
- la figure 6 est un bloc diagramme d'un mode de réalisation d'un dispositif de décodage selon l'invention;
- la figure 7 est un algorithme de codage d'un signal numérique selon l'invention;
- la figure 8 est un algorithme d'initialisation inclus dans l'algorithme de la figure 7;
- la figure 9 est un algorithme de détermination de mode de quantification et de mode de codage entropique, inclus dans l'algorithme de la figure 7 ; et
- la figure 10 est un algorithme de décodage d'un signal numérique selon l'invention.The characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading a preferred embodiment illustrated by the attached drawings, in which
- Figure 1 is a block diagram of an embodiment of a digital signal coding device according to the invention;
- Figure 2 is a decomposition circuit into frequency sub-bands, included in the device of Figure 1;
- Figure 3 is a digital image to be coded by the coding device according to the invention;
- Figure 4 is an image broken down into sub-bands by the circuit of Figure 2
- Figure 5 is an image broken down into sub-bands and then divided into blocks;
- Figure 6 is a block diagram of an embodiment of a decoding device according to the invention;
- Figure 7 is an algorithm for coding a digital signal according to the invention;
- Figure 8 is an initialization algorithm included in the algorithm of Figure 7;
FIG. 9 is an algorithm for determining the quantization mode and the entropy coding mode, included in the algorithm of FIG. 7; and
- Figure 10 is an algorithm for decoding a digital signal according to the invention.
Selon le mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1, un dispositif de codage selon l'invention est destiné à coder un signal numérique dans le but de le compresser. Le dispositif de codage est intégré dans un appareil 100, qui est par exemple un appareil photographique numérique, ou un camescope numérique, ou un système de gestion de base de données, ou encore un ordinateur. According to the embodiment chosen and shown in Figure 1, a coding device according to the invention is intended to code a digital signal in order to compress it. The coding device is integrated into an apparatus 100, which is for example a digital photographic camera, or a digital camcorder, or a database management system, or even a computer.
Le signal numérique à compresser SI est dans ce mode particulier de réalisation une suite d'échantillons numériques représentant une image. The digital signal to be compressed SI is in this particular embodiment a series of digital samples representing an image.
Le dispositif comporte une source de signal 1, ici de signal d'image. The device comprises a signal source 1, here an image signal.
De manière générale, la source de signal soit contient le signal numérique, et est par exemple une mémoire, un disque dur ou un CD-ROM, soit convertit un signal analogique en signal numérique, et est par exemple un camescope analogique associé à un convertisseur analogique-numérique. Une sortie 11 de la source de signal est reliée à un circuit d'analyse, ou de décomposition en sous-bandes 2. Le circuit de décomposition 2 possède des sorties 22 qui sont reliées à un circuit de division en blocs 4. Le circuit 4 a des sorties 41 reliées à un circuit de codage 5.In general, the signal source either contains the digital signal, and is for example a memory, a hard disk or a CD-ROM, or converts an analog signal into a digital signal, and is for example an analog camcorder associated with a converter analog-digital. An output 11 of the signal source is connected to an analysis or sub-band decomposition circuit 2. The decomposition circuit 2 has outputs 22 which are connected to a block division circuit 4. The circuit 4 has outputs 41 connected to a coding circuit 5.
Le circuit de codage 5 comporte des circuits de quantification 51i, où i est un entier allant de 1 à 2 à titre d'exemple. Chaque circuit de quantification 51 i met en oeuvre un mode de quantification Q qui lui est propre, par exemple quantification scalaire ou quantification vectorielle. Le circuit de codage 5 comporte également des circuits de codage entropique 52j, où j est un entier allant de 1 à 10 à titre d'exemple. Chaque circuit de codage entropique 52j met en oeuvre un codage entropique Ej qui lui est propre, par exemple un codage de Huffman. The coding circuit 5 includes quantization circuits 51i, where i is an integer ranging from 1 to 2 by way of example. Each quantization circuit 51 i implements a quantization mode Q which is specific to it, for example scalar quantization or vector quantization. The coding circuit 5 also includes entropy coding circuits 52j, where j is an integer ranging from 1 to 10 by way of example. Each entropy coding circuit 52j implements its own entropy coding Ej, for example Huffman coding.
Une sortie 51 du circuit 5 est reliée à un circuit de traitement 8, qui est par exemple un circuit de transmission, ou une mémoire. An output 51 of circuit 5 is connected to a processing circuit 8, which is for example a transmission circuit, or a memory.
La source d'image 1 est un dispositif pour générer une suite d'échantillons numériques représentant une image IM. La source 1 comporte une mémoire d'image et fournit un signal numérique d'image SI à l'entrée du circuit de décomposition 2. Le signal d'image SI est une suite de mots numériques, par exemple des octets. Chaque valeur d'octet représente un pixel de l'image IM, ici à 256 niveaux de gris, ou image noir et blanc. The image source 1 is a device for generating a series of digital samples representing an IM image. The source 1 comprises an image memory and supplies a digital image signal SI to the input of the decomposition circuit 2. The image signal SI is a series of digital words, for example bytes. Each byte value represents a pixel of the IM image, here at 256 gray levels, or black and white image.
Le circuit de décomposition en sous-bandes 2, ou circuit d'analyse, est un ensemble classique de filtres, respectivement associés à des décimateurs par deux, qui filtrent le signal d'image selon deux directions, en sous-bandes de hautes et basses fréquences spatiales. Selon la figure 2, le circuit 2 comporte trois blocs successifs d'analyse pour décomposer l'image IM en des sous-bandes selon trois niveaux de résolution. The sub-band decomposition circuit 2, or analysis circuit, is a conventional set of filters, respectively associated with decimators in pairs, which filter the image signal in two directions, in high and low sub-bands spatial frequencies. According to FIG. 2, circuit 2 comprises three successive analysis blocks for decomposing the IM image into sub-bands according to three levels of resolution.
De manière générale, la résolution d'un signal est le nombre d'échantillons par unité de longueur utilisés pour représenter ce signal. Dans le cas d'un signal d'image, la résolution d'une sous-bande est liée au nombre d'échantillons par unité de longueur pour représenter cette sous-bande. La résolution dépend du nombre de décimations effectuées. In general, the resolution of a signal is the number of samples per unit of length used to represent this signal. In the case of an image signal, the resolution of a sub-band is linked to the number of samples per unit of length to represent this sub-band. The resolution depends on the number of decimations performed.
Le premier bloc d'analyse reçoit le signal numérique d'image et l'applique à deux filtres numériques respectivement passe-bas et passe-haut 21 et 22 qui filtrent le signal d'image selon une première direction, par exemple horizontale dans le cas d'un signal d'image. Après passage par des décimateurs par deux 210 et 220, les signaux filtrés résultant sont respectivement appliqués à deux filtres passe-bas 23 et 25, et passe-haut 24 et 26, qui les filtrent selon une seconde direction, par exemple verticale dans le cas d'un signal d'image. Chaque signal filtré résultant passe par un décimateur par deux respectif 230, 240, 250 et 260. Le premier bloc délivre en sortie quatre sous-bandes LL1, LH1, HL1 et HH1 de résolution RES, la plus élevée dans la décomposition. The first analysis block receives the digital image signal and applies it to two digital low-pass and high-pass filters 21 and 22 respectively which filter the image signal in a first direction, for example horizontal in the case an image signal. After passing through decimators by two 210 and 220, the resulting filtered signals are respectively applied to two low-pass filters 23 and 25, and high-pass filters 24 and 26, which filter them in a second direction, for example vertical in the case an image signal. Each filtered signal resulting passes through a decimator by two respective 230, 240, 250 and 260. The first block delivers as output four sub-bands LL1, LH1, HL1 and HH1 of resolution RES, the highest in the decomposition.
La sous-bande LL1 comporte les composantes, ou coefficients, de basse fréquence, selon les deux directions, du signal d'image. La sous-bande
LH1 comporte les composantes de basse fréquence selon une première direction et de haute fréquence selon une seconde direction, du signal d'image.The LL1 sub-band comprises the components, or coefficients, of low frequency, in both directions, of the image signal. The sub-band
LH1 comprises the components of low frequency in a first direction and of high frequency in a second direction, of the image signal.
La sous-bande HL1 comporte les composantes de haute fréquence selon la première direction et les composantes de basse fréquence selon la seconde direction. Enfin, la sous-bande HH1 comporte les composantes de haute fréquence selon les deux directions.The HL1 sub-band comprises the high frequency components in the first direction and the low frequency components in the second direction. Finally, the sub-band HH1 comprises the high frequency components in the two directions.
Chaque sous-bande est une image construite à partir de l'image d'origine, qui contient de l'information correspondant à une orientation respectivement verticale, horizontale et diagonale des contours de l'image, dans une bande de fréquence donnée. Each sub-band is an image constructed from the original image, which contains information corresponding to a respectively vertical, horizontal and diagonal orientation of the contours of the image, in a given frequency band.
La sous-bande LL, est analysée par un bloc d'analyse analogue au précédent pour fournir quatre sous-bandes LL2, LH2, HL2 et HH2 de niveau de résolution RES2 intermédiaire dans la décomposition. La sous-bande LL2 comporte les composantes de basse fréquence selon les deux directions d'analyse, et est à son tour analysée par le troisième bloc d'analyse analogue aux deux précédents. Le troisième bloc d'analyse fournit des sous-bandes LL3,
LH3, HL3 et HH3, de résolution RES3 la plus faible dans la décomposition, résultant du découpage en sous-bandes de la sous-bande LL2.The LL sub-band is analyzed by an analysis block similar to the previous one to provide four LL2, LH2, HL2 and HH2 sub-bands of intermediate RES2 resolution level in the decomposition. The LL2 sub-band comprises the low frequency components according to the two directions of analysis, and is in turn analyzed by the third analysis block similar to the previous two. The third analysis block provides LL3 sub-bands,
LH3, HL3 and HH3, with the lowest RES3 resolution in decomposition, resulting from the sub-banding of the LL2 sub-band.
Chacune des sous-bandes de résolution RES2 et RES3 correspond également à une orientation dans l'image. Each of the resolution sub-bands RES2 and RES3 also corresponds to an orientation in the image.
La décomposition effectuée par le circuit 2 est telle qu'une sousbande d'une résolution donnée est découpée en quatre sous-bandes de résolution inférieure et a donc quatre fois plus de coefficients que chacune des sous-bandes de résolution inférieure. The decomposition performed by circuit 2 is such that a subband of a given resolution is cut into four sub-bands of lower resolution and therefore has four times more coefficients than each of the sub-bands of lower resolution.
Une image numérique IM en sortie de la source d'image 1 est représentée de manière schématique à la figure 3, tandis que la figure 4 représente l'image IMD résultant de la décomposition de l'image IM, en dix sous-bandes selon trois niveaux de résolution, par le circuit 2. L'image IMD comporte autant d'information que l'image d'origine IM, mais l'information est fréquentiellement découpée selon trois niveaux de résolution. A digital IM image at the output of image source 1 is represented diagrammatically in FIG. 3, while FIG. 4 represents the IMD image resulting from the decomposition of the IM image, into ten sub-bands according to three resolution levels, by circuit 2. The IMD image contains as much information as the original IM image, but the information is frequently split according to three resolution levels.
Le niveau de plus basse résolution RES3 comporte les sous-bandes
LL3, HL3, LH3 et HH3, c'est-à-dire les sous-bandes de basse fréquence selon les deux directions d'analyse. Le second niveau de résolution RES2 comporte les sous-bandes HL2, LH2 et HH2 et le niveau de plus haute résolution RES comporte les sous-bandes de plus haute fréquence HL1, LH1 et HH1.The lower resolution level RES3 includes the sub-bands
LL3, HL3, LH3 and HH3, that is to say the low frequency sub-bands according to the two directions of analysis. The second resolution level RES2 comprises the sub-bands HL2, LH2 and HH2 and the higher resolution level RES comprises the sub-bands of higher frequency HL1, LH1 and HH1.
La sous-bande LL3 de plus basse fréquence est une réduction de l'image d'origine. Les autres sous-bandes sont des sous-bandes de détail. The lower frequency LL3 subband is a reduction of the original image. The other sub-bands are retail sub-bands.
Bien entendu, le nombre de niveaux de résolution, et par conséquent de sous-bandes, peut être choisi différemment, par exemple 13 sous-bandes et quatre niveaux de résolution, pour un signal bidimensionnel tel qu'une image. Le nombre de sous-bandes par niveau de résolution peut également être différent. Les circuits d'analyse et de synthèse sont adaptés à la dimension du signal traité. Of course, the number of levels of resolution, and consequently of sub-bands, can be chosen differently, for example 13 sub-bands and four levels of resolution, for a two-dimensional signal such as an image. The number of sub-bands per resolution level can also be different. The analysis and synthesis circuits are adapted to the size of the signal processed.
Les sous-bandes formées par le circuit 2 sont fournies au circuit de division 4, selon un ordre de sous-bande a priori quelconque, mais prédéterminé. The sub-bands formed by the circuit 2 are supplied to the division circuit 4, according to an a priori arbitrary but predetermined sub-band order.
II est à noter que la décomposition en sous-bandes de fréquence du signal n'est pas essentielle pour l'invention, qui peut être mise en oeuvre pour un signal numérique qui n'a pas été décomposé en sous-bandes. It should be noted that the decomposition into frequency sub-bands of the signal is not essential for the invention, which can be implemented for a digital signal which has not been decomposed into sub-bands.
II est à noter également qu'une sous-bande du signal numérique est elle-même un signal numérique, et que selon l'invention, elle est traitée indépendamment des autres sous-bandes. It should also be noted that a sub-band of the digital signal is itself a digital signal, and that according to the invention, it is processed independently of the other sub-bands.
Comme représenté à la figure 5, le circuit de division 4 divise chaque sous-bande de détail en bloc. Selon le mode de réalisation choisi, toutes les sous-bandes fournies au circuit 4 sont divisées en un même nombre
N de blocs Bmn, où l'indice m est un entier, ici entre 1 et 9, qui représente l'ordre de la sous-bande considérée et l'indice n, entre 1 et N, est un entier qui représente l'ordre du bloc dans la sous-bande considérée. Les blocs sont ici de forme carrée, mais peuvent être en variante de forme rectangulaire. De manière générale, un bloc est un ensemble de coefficients extraits de la sousbande pour former un vecteur.As shown in Figure 5, the division circuit 4 divides each detail sub-band into a block. According to the embodiment chosen, all the sub-bands supplied to circuit 4 are divided into the same number
N of blocks Bmn, where the index m is an integer, here between 1 and 9, which represents the order of the sub-band considered and the index n, between 1 and N, is an integer which represents the order of the block in the sub-band considered. The blocks are here square, but may alternatively be rectangular. Generally, a block is a set of coefficients extracted from the subband to form a vector.
L'ordre des blocs est a priori quelconque, mais prédéterminé. Pour des raisons pratiques, les blocs sont ordonnés de la même manière dans toutes les sous-bandes, par exemple de gauche à droite et de haut en bas. The order of the blocks is a priori arbitrary, but predetermined. For practical reasons, the blocks are ordered in the same way in all the sub-bands, for example from left to right and from top to bottom.
En conséquence du mode de division en blocs, la surface des blocs est divisée par quatre en passant de la résolution RES1 à la résolution RES2, et de la résolution RES2 à la résolution RES3. As a consequence of the mode of division into blocks, the surface of the blocks is divided by four while passing from the resolution RES1 to the resolution RES2, and from the resolution RES2 to the resolution RES3.
Cette division est simple à mettre en oeuvre, puisque toutes les sous-bandes sont divisées en un même nombre de blocs. Cependant, pour la mise en oeuvre de l'invention, le nombre et le format des blocs peuvent être différents d'une résolution à l'autre et d'une sous-bande à l'autre. This division is simple to implement, since all the sub-bands are divided into the same number of blocks. However, for the implementation of the invention, the number and the format of the blocks can be different from one resolution to another and from one sub-band to another.
Le circuit de codage 5 code chaque bloc Bien fourni par le circuit 4. A cette fin, le circuit de codage sélectionne un circuit de quantification 51j et un circuit de codage entropique 52j pour chacun des blocs à coder. La sélection des circuits 51 i et 52j sera exposée en détail dans la suite. The coding circuit 5 codes each block Although supplied by the circuit 4. To this end, the coding circuit selects a quantization circuit 51j and an entropy coding circuit 52j for each of the blocks to be coded. The selection of circuits 51 i and 52j will be explained in detail below.
Le circuit de quantification 51 quantifie chaque bloc Bm.n fourni par le circuit 4 et délivre une suite de symboles au circuit de codage entropique 52 qui transforme cette suite de symboles en une suite binaire. The quantization circuit 51 quantizes each block Bm.n supplied by the circuit 4 and delivers a sequence of symbols to the entropy coding circuit 52 which transforms this sequence of symbols into a binary sequence.
Un indicateur I*j est associé à chacun des blocs pour indiquer quel est le codage sélectionné par le circuit 5, c'est-à-dire quels sont les circuits de quantification 51 i et de codage entropique 52j qui sont sélectionnés. An indicator I * j is associated with each of the blocks to indicate which is the coding selected by the circuit 5, that is to say which are the quantization circuits 51 i and entropy coding 52j which are selected.
L'indicateur l,j est par exemple un mot dont la valeur représente le codage sélectionné (quantification et codage entropique).The indicator l, j is for example a word whose value represents the selected coding (quantization and entropy coding).
Le circuit 5 transmet au circuit de traitement 8 I'indicateur Ijj de chaque bloc codé, associé aux données de codage du bloc considéré. The circuit 5 transmits to the processing circuit 8 the indicator Ijj of each coded block, associated with the coding data of the block considered.
En référence à la figure 6, le dispositif de décodage réalise globalement des opérations inverses de celles du dispositif de codage. Le dispositif de décodage est intégré dans un appareil 200, qui est par exemple un lecteur d'image numérique, ou de séquence vidéo numérique, ou un système de gestion de base de données, ou encore un ordinateur. With reference to FIG. 6, the decoding device globally performs operations reverse from those of the coding device. The decoding device is integrated into an apparatus 200, which is for example a digital image player, or digital video sequence player, or a database management system, or even a computer.
Un même appareil peut comporter à la fois le dispositif de codage et le dispositif de décodage selon l'invention, de manière à effectuer des opérations de codage et de décodage. The same device can include both the coding device and the decoding device according to the invention, so as to perform coding and decoding operations.
Le dispositif de décodage comporte une source de données codées 10 qui comporte par exemple un circuit de réception associé à une mémoire tampon. The decoding device comprises a source of coded data 10 which comprises for example a reception circuit associated with a buffer memory.
Une sortie 101 du circuit 10 est reliée à un circuit il de lecture d'indicateur Ij j dont une sortie 11, est reliée à un circuit de décodage 12. An output 101 of the circuit 10 is connected to a circuit 11 for reading the indicator Ij j, one output 11 of which is connected to a decoding circuit 12.
Le circuit de décodage 12 a une sortie 12, reliée à un circuit de reconstruction 13. Ce dernier a une sortie 13, reliée à un circuit 14 d'exploitation des données décodées, comportant par exemple des moyens de visualisation d'image. The decoding circuit 12 has an output 12, connected to a reconstruction circuit 13. The latter has an output 13, connected to a circuit 14 for processing the decoded data, comprising for example image display means.
Le circuit 10 fournit des données codées au circuit 11, qui détermine le mode de codage utilisé (quantification et codage entropique) pour chacun des blocs en analysant l'indicateur Ij j. Circuit 10 supplies coded data to circuit 11, which determines the coding mode used (quantization and entropy coding) for each of the blocks by analyzing the indicator Ij j.
Les données de codage du bloc considéré sont lues et décodées par le circuit 12 qui forme un bloc décodé Bdm,n. Pour cela, les données codées par codage entropique sont lues et décodées. Les indices de quantification correspondant aux coefficients du bloc en cours de décodage sont extraits. Les indices sont déquantifiés pour générer les coefficients du bloc décodé Bdm n. The coding data of the block considered is read and decoded by the circuit 12 which forms a decoded block Bdm, n. For this, the data coded by entropy coding are read and decoded. The quantization indices corresponding to the coefficients of the block being decoded are extracted. The indices are dequantized to generate the coefficients of the decoded block Bdm n.
Le circuit 12 fournit les blocs décodés Bdm.n au circuit de reconstruction 13, qui est un circuit de synthèse correspondant au circuit d'analyse 2 décrit précédemment et reconstruit l'image IMd correspondant aux sous-bandes décodées. The circuit 12 supplies the decoded blocks Bdm.n to the reconstruction circuit 13, which is a synthesis circuit corresponding to the analysis circuit 2 described above and reconstructs the image IMd corresponding to the decoded sub-bands.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les circuits de décomposition en sous-bandes 2, de division en bloc 4, de codage 5 et de traitement 8, tous inclus dans le dispositif de codage représenté à la figure 1, sont réalisés par un microprocesseur associé à des mémoires vives et mortes. According to a preferred embodiment of the invention, the circuits for breaking down into sub-bands 2, dividing into blocks 4, coding 5 and processing 8, all included in the coding device represented in FIG. 1, are produced by a microprocessor associated with living and read-only memories.
La mémoire morte comporte un programme pour coder chacun des blocs de données, et la mémoire vive comporte des registres adaptés à enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution du programme.The read-only memory includes a program for coding each of the data blocks, and the random access memory includes registers adapted to store variables modified during the execution of the program.
De même, les circuits de lecture 11, de décodage 12, de reconstruction 13, inclus dans le dispositif de décodage représenté à la figure 6, sont réalisés par un second microprocesseur associé à des mémoires vives et mortes. La mémoire morte comporte un programme pour décoder chacun des blocs de données, et la mémoire vive comporte des registres adaptés à enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution du programme. Similarly, the reading 11, decoding 12, reconstruction 13 circuits, included in the decoding device shown in FIG. 6, are produced by a second microprocessor associated with living and read-only memories. The read-only memory includes a program for decoding each of the data blocks, and the random access memory includes registers adapted to store variables modified during the execution of the program.
En référence à la figure 7, un procédé de codage selon l'invention d'une image IM, mis en oeuvre dans le dispositif de codage, comporte des étapes El à E8. Le procédé de codage utilise un nombre prédéterminé de quantification Qj et un nombre prédéterminé de codage entropique Ej. With reference to FIG. 7, a method of coding according to the invention of an IM image, implemented in the coding device, comprises steps E1 to E8. The coding method uses a predetermined number of quantization Qj and a predetermined number of entropy coding Ej.
L'étape El est la décomposition en sous-bandes de l'image IM, comme représenté à la figure 4. L'étape El a pour résultat les sous-bandes
LL3, HL3, LH3 et HH3 de plus faible résolution RES3, les sous-bandes LH2, HL2,
HH2 de résolution intermédiaire RES2, et les sous-bandes LH,, HL1 et HH1 de plus haute résolution RES1. Comme exposé plus haut, la décomposition en sous-bande n'est pas essentielle pour l'invention.The step E1 is the decomposition into sub-bands of the image IM, as represented in FIG. 4. The step E1 results in the sub-bands
LL3, HL3, LH3 and HH3 of lower resolution RES3, the sub-bands LH2, HL2,
HH2 of intermediate resolution RES2, and the sub-bands LH ,, HL1 and HH1 of higher resolution RES1. As explained above, the sub-band decomposition is not essential for the invention.
L'étape El est suivie par l'étape E2 qui est la division des sousbandes en blocs Bmn. comme représenté à la figure 5. Step E1 is followed by step E2 which is the division of the subbands into blocks Bmn. as shown in figure 5.
L'étape suivante E3 est une initialisation pour considérer la première sous-bande. Les sous-bandes sont prises en compte selon un ordre a priori quelconque, tout en étant prédéterminé. Chaque sous-bande est traitée indépendamment des autres sous-bandes. The next step E3 is an initialization to consider the first sub-band. The sub-bands are taken into account in any order a priori, while being predetermined. Each sub-band is processed independently of the other sub-bands.
L'étape suivante E4 est une initialisation pour associer un codeur entropique Ej à chacun des quantificateurs Qi. Cette étape a pour résultat des couples (Qi, Ej), qui sont adaptés à la sous-bande en cours de traitement, en fonction d'un critère. Cette étape est décrite en détail dans la suite. Selon un mode de réalisation simplifiée, cette étape est remplacée par une association effectuée a priori, quel que soit le signal à coder. The next step E4 is an initialization to associate an entropy coder Ej with each of the quantizers Qi. This step results in couples (Qi, Ej), which are adapted to the sub-band being processed, according to a criterion. This step is described in detail below. According to a simplified embodiment, this step is replaced by an association carried out a priori, whatever the signal to be coded.
L'étape E4 est suivie par l'étape E5 qui est la détermination, pour chacun des blocs de la sous-bande en cours de traitement, du quantificateur Qi et du codeur entropique Ej qui lui sont le plus adaptés, en fonction d'un critère. Step E4 is followed by step E5 which is the determination, for each of the blocks of the sub-band being processed, of the quantizer Qi and of the entropy coder Ej which are most suitable for it, as a function of a criterion.
Cette étape est détaillée dans la suite.This step is detailed below.
L'étape suivante E6 est le codage proprement dit de chacun des blocs de la sous-bande en cours de traitement. Pour un bloc donné Bmn; le codage consiste à effectuer la quantification du bloc considéré par le quantificateur Qi, pour former une suite de symboles qui est transformée en une suite binaire par le codeur entropique Ej. The next step E6 is the actual coding of each of the blocks of the sub-band being processed. For a given block Bmn; the coding consists in performing the quantization of the block considered by the quantizer Qi, to form a sequence of symbols which is transformed into a binary sequence by the entropy coder Ej.
Un indicateur I Ij j est associé à chacun des blocs pour indiquer quels sont le quantificateur Qi et le codeur entropique Ej qui sont utilisés pour coder le bloc considéré. L'indicateur I,J est par exemple un mot dont la valeur représente le codage sélectionné. An indicator I Ij j is associated with each of the blocks to indicate which are the quantizer Qi and the entropy coder Ej which are used to code the block considered. The indicator I, J is for example a word whose value represents the selected coding.
L'étape suivante E7 est un test pour déterminer si toutes les sousbandes ont été traitées. S'il reste au moins une sous-bande à traiter, l'étape E7 est suivie par l'étape E8 pour considérer la sous-bande suivante. L'étape E8 est suivie par l'étape E4 précédemment décrite. The next step E7 is a test to determine whether all the subbands have been processed. If at least one sub-band remains to be processed, step E7 is followed by step E8 to consider the next sub-band. Step E8 is followed by step E4 previously described.
L'étape d'initialisation E4 est détaillée à la figure 8 et comporte des sous-étapes E40 à E492. The initialization step E4 is detailed in FIG. 8 and includes sub-steps E40 to E492.
On considère ici une sous-bande quelconque de l'image numérique,
L'ensemble de quantificateurs (Qi) et l'ensemble de codeurs entropiques (Ei). We consider here any arbitrary sub-band of the digital image,
The set of quantifiers (Qi) and the set of entropy coders (Ei).
L'étape E40 est une initialisation pour considérer la première quantification Q1. Cette étape est suivie par l'étape E41 pour considérer le premier bloc à coder dans la sous-bande considérée. Step E40 is an initialization to consider the first quantization Q1. This step is followed by step E41 to consider the first block to be coded in the sub-band considered.
L'étape suivante E42 est la quantification du bloc considéré par le quantificateur considéré Qi. Cette étape a pour résultat une suite de symboles qui sont mémorisés. The next step E42 is the quantification of the block considered by the quantifier considered Qi. This step results in a series of symbols which are stored.
L'étape E42 est suivie par l'étape E43 qui est un test pour déterminer si le bloc considéré est le dernier de la sous-bande en cours de traitement. Si la réponse est négative, L'étape E43 est suivie de l'étape E44 pour considérer le bloc suivant dans la sous-bande. Les blocs sont considérés dans un ordre quelconque et prédéterminé. L'étape E44 est suivie de l'étape
E42 précédemment décrite.Step E42 is followed by step E43 which is a test to determine whether the block considered is the last of the sub-band being processed. If the answer is negative, step E43 is followed by step E44 to consider the next block in the sub-band. The blocks are considered in any order and predetermined. Step E44 is followed by step
E42 previously described.
Lorsque tous les blocs de la sous-bande ont été quantifiés, L'étape
E43 est suivie de l'étape E45 pour considérer le premier codeur entropique E. When all the blocks of the sub-band have been quantified, the step
E43 is followed by step E45 to consider the first entropy coder E.
L'étape suivante E46 est le codage, par le codeur entropique courant
Ej, des blocs précédemment quantifiés.The next step E46 is the coding, by the current entropy coder
Ej, previously quantified blocks.
L'étape E46 est suivie de l'étape E47 à laquelle le débit R.. de transmission de la sous-bande codée est calculé et mémorisé. Ce débit est égal à la somme des débits de tous les blocs codés de la sous-bande considérée. Step E46 is followed by step E47 at which the rate R .. of transmission of the coded sub-band is calculated and stored. This bit rate is equal to the sum of the bit rates of all the coded blocks of the sub-band considered.
L'étape suivante E48 est un test pour déterminer si tous les codeurs entropiques ont été utilisés. Si la réponse est négative, l'étape E48 est suivie de l'étape E49 pour considérer le codeur entropique suivant. L'étape E49 est suivie de l'étape E46 précédemment décrite. The next step E48 is a test to determine whether all the entropy coders have been used. If the answer is negative, step E48 is followed by step E49 to consider the next entropy coder. Step E49 is followed by step E46 previously described.
Lorsque tous les codeurs entropiques ont été utilisés, l'étape E48 est suivie de l'étape E490 à laquelle est déterminé, relativement au quantificateur
Qi, le minimum des débits calculés aux passages par l'étape E47, c'est-à-dire pour chacun des codeurs entropiques. Le débit minimum Rmjn correspond à un codeur entropique Ej, qui est associé au quantificateur considéré Qj. When all the entropy coders have been used, step E48 is followed by step E490 to which is determined, relative to the quantizer
Qi, the minimum of the rates calculated at the passages by step E47, that is to say for each of the entropy coders. The minimum bit rate Rmjn corresponds to an entropy coder Ej, which is associated with the quantizer considered Qj.
L'étape suivante E491 est un test pour déterminer si tous les quantificateurs ont été traités. Si la réponse est négative, L'étape E491 est suivie de l'étape E492 pour considérer le quantificateur suivant. Les quantificateurs sont pris dans un ordre quelconque, prédéterminé. L'étape
E492 est suivie de l'étape E41 précédemment décrite.The next step E491 is a test to determine whether all the quantifiers have been processed. If the answer is negative, step E491 is followed by step E492 to consider the following quantifier. The quantifiers are taken in any predetermined order. The stage
E492 is followed by step E41 previously described.
Lorsque tous les quantificateurs ont été traités, L'étape E491 est suivie de l'étape E5. When all the quantifiers have been processed, step E491 is followed by step E5.
L'étape E4 a ainsi pour résultat d'associer un codeur entropique Ej à chacun des quantificateurs Qi, en utilisant un critère de débit minimum pour transmettre le signal numérique codé, en l'occurrence une sous-bande codée. Step E4 thus has the result of associating an entropy coder Ej with each of the quantizers Qi, by using a minimum bit rate criterion for transmitting the coded digital signal, in this case a coded sub-band.
L'étape E5 est détaillée à la figure 9 et comporte des sous-étapes E50 à E598. Step E5 is detailed in FIG. 9 and includes sub-steps E50 to E598.
L'étape E50 est une initialisation pour considérer le premier bloc de la sous-bande en cours de traitement. Step E50 is an initialization to consider the first block of the sub-band being processed.
L'étape suivante E51 est une initialisation pour considérer le premier couple (Qi, Ej) de quantificateur et codeur entropique, parmi les couples formés à l'étape E4. Les couples sont considérés dans un ordre quelconque et prédéterminé. The following step E51 is an initialization to consider the first pair (Qi, Ej) of quantizer and entropy coder, among the couples formed in step E4. Couples are considered in any predetermined order.
L'étape suivante E52 est le en sous-bande est orthogonale, I'erreur Djj est égale à l'erreur quadratique entre le bloc original et le bloc reconstruit. Dans le cas d'une transformée biorthogonale, I'erreur Dii est proche de l'erreur quadratique entre le bloc original et le bloc reconstruit, si bien qu'il est possible d'estimer l'erreur par cette grandeur. The next step E52 is the sub-band is orthogonal, the error Djj is equal to the quadratic error between the original block and the reconstructed block. In the case of a biorthogonal transform, the Dii error is close to the quadratic error between the original block and the reconstructed block, so that it is possible to estimate the error by this quantity.
L'étape suivante E53 est un test pour déterminer si tous les couples de quantificateurs et codeur entropiques ont été utilisés. Si la réponse est négative, l'étape E53 est suivie de l'étape E54 à laquelle le couple suivant est considéré. L'étape E54 est suivie de l'étape E52 précédemment décrite. The next step E53 is a test to determine whether all the pairs of entropy quantifiers and coders have been used. If the answer is negative, step E53 is followed by step E54 in which the next pair is considered. Step E54 is followed by step E52 previously described.
Lorsque tous les couples de quantificateurs et codeur entropiques ont été considérés, l'étape E53 est suivie de l'étape E55 à laquelle le minimum des sommes calculées aux passages par l'étape E52 est déterminé. Ce minimum correspond à l'un des couples de quantificateurs et codeur entropiques (Qi, Ej) qui est alors attribué au bloc considéré Bm,n. When all the pairs of entropy quantifiers and coders have been considered, step E53 is followed by step E55 in which the minimum of the sums calculated at the passages by step E52 is determined. This minimum corresponds to one of the pairs of entropy quantifiers and coders (Qi, Ej) which is then assigned to the block considered Bm, n.
L'étape E55 est suivie de l'étape E56 qui est un test pour déterminer si tous les blocs de la sous-bande considérée ont été traités. Si la réponse est négative, l'étape E56 est suivie de l'étape E57 pour considérer le bloc suivant. Step E55 is followed by step E56 which is a test to determine whether all the blocks of the sub-band considered have been processed. If the answer is negative, step E56 is followed by step E57 to consider the next block.
L'étape E57 est suivie de l'étape E51 précédemment décrite.Step E57 is followed by step E51 previously described.
Les étapes E50 à E57 ont ainsi pour résultat d'attribuer un quantificateur et un codeur entropique à chacun des blocs de la sous-bande considérée. The steps E50 to E57 thus have the result of assigning a quantizer and an entropy coder to each of the blocks of the sub-band considered.
Lorsque tous les blocs de la sous-bande ont été traités, l'étape E56 est suivie de l'étape E58 à laquelle le premier quantificateur est considéré. When all the blocks of the sub-band have been processed, step E56 is followed by step E58 in which the first quantizer is considered.
A l'étape suivante E59, tous les blocs auxquels a été affecté le quantificateur courant Qi (étape E55) sont quantifiés par le quantificateur Qi. In the next step E59, all the blocks to which the current quantizer Qi has been assigned (step E55) are quantized by the quantizer Qi.
Ces blocs forment un sous-ensemble de la sous-bande considérée. L'étape
E59 est suivie par l'étape E591 à laquelle est considéré le premier codeur entropique.These blocks form a subset of the sub-band considered. The stage
E59 is followed by step E591 at which the first entropy coder is considered.
L'étape suivante E592 est le codage des blocs quantifiés à l'étape
E59 par le codeur entropique courant Ej1. Les données de codage de chacun des blocs sont mémorisées. The next step E592 is the coding of the quantized blocks in the step
E59 by the current entropy encoder Ej1. The coding data of each of the blocks is memorized.
L'étape E592 est suivie de l'étape E593 qui est un test pour déterminer si tous les codeurs entropiques ont été utilisés. Si la réponse est négative, L'étape E593 est suivie de l'étape E594 pour considérer le codeur entropique suivant. L'étape E594 est suivie de l'étape E592 précédemment décrite. Step E592 is followed by step E593 which is a test to determine whether all the entropy coders have been used. If the answer is negative, step E593 is followed by step E594 to consider the following entropy coder. Step E594 is followed by step E592 previously described.
Lorsque tous les codeurs entropiques ont été utilisés, L'étape E593 est suivie de l'étape E595 à laquelle est déterminé le débit des données de codage des blocs du sous-ensemble considéré, par chacun des codeurs entropiques. Le codeur entropique Eji, pour lequel le débit est minimum, est attribué aux blocs du sous-ensemble considéré. Un nouveau couple (Qil Ej) a donc été attribué aux blocs du sous-ensemble considéré, auxquels avait été précédemment attribué le couple (Qi, Ej) à l'étape E55. When all the entropy coders have been used, step E593 is followed by step E595 at which the rate of the coding data of the blocks of the subset considered is determined by each of the entropy coders. The Eji entropy coder, for which the bit rate is minimum, is assigned to the blocks of the subset considered. A new pair (Qil Ej) has therefore been allocated to the blocks of the subset considered, to which the pair (Qi, Ej) had previously been assigned in step E55.
L'étape E595 est suivie de l'étape E596 qui est un test pour déterminer si tous les quantificateurs ont été traités. Si la réponse est négative,
L'étape E596 est suivie de l'étape E597 pour considérer le quantificateur suivant. L'étape E597 est suivie de l'étape E592 précédemment décrite.Step E595 is followed by step E596 which is a test to determine whether all the quantifiers have been processed. If the answer is negative,
Step E596 is followed by step E597 to consider the following quantifier. Step E597 is followed by step E592 previously described.
Lorsque tous les quantificateurs ont été traités, L'étape E596 est suivie de l'étape E598 qui est un test de convergence. Ce test consiste à vérifier si les mêmes couples de quantificateurs et de codeurs entropiques sont attribués aux mêmes blocs, au cours de plusieurs répétitions successives des étapes E50 à E597. Le nombre de répétitions est par exemple de deux. When all the quantifiers have been processed, step E596 is followed by step E598 which is a convergence test. This test consists in checking whether the same pairs of quantifiers and entropy coders are assigned to the same blocks, during several successive repetitions of steps E50 to E597. The number of repetitions is for example two.
Tant que le test de convergence n'est pas positif, L'étape E598 est suivie de l'étape E50. Lorsque le test de convergence est positif, l'étape E598 est suivie de l'étape E6. As long as the convergence test is not positive, step E598 is followed by step E50. When the convergence test is positive, step E598 is followed by step E6.
En référence à la figure 10, un procédé de décodage selon l'invention d'une image IM, mis en oeuvre dans le dispositif de décodage, comprend des étapes E21 à E30. With reference to FIG. 10, a method of decoding according to the invention of an IM image, implemented in the decoding device, comprises steps E21 to E30.
L'étape E21 est une initialisation pour considérer la première sousbande à décoder. Step E21 is an initialization to consider the first subband to decode.
L'étape E21 est suivie de l'étape E22 qui est une initialisation pour considérer le premier bloc à décoder dans la sous-bande courante. Les sous bandes sont décodées dans le même ordre qu'au codage, et les blocs dans une sous-bande donnée sont décodés dans le même ordre qu'au codage, bien que des ordres différents soient possibles. Step E21 is followed by step E22 which is an initialization to consider the first block to be decoded in the current sub-band. The sub-bands are decoded in the same order as in coding, and the blocks in a given sub-band are decoded in the same order as in coding, although different orders are possible.
L'étape suivante E23 est la lecture de l'indicateur li,n pour déterminer quel mode de codage (quantificateur et codeur entropique) a été utilisé pour coder le bloc courant. The next step E23 is the reading of the indicator li, n to determine which coding mode (quantizer and entropy coder) was used to code the current block.
L'étape E23 est suivie de l'étape E24 qui est le décodage du bloc courant. Pour cela, les données codées sont lues et décodées. Les indices de quantification correspondant aux coefficients du bloc en cours de décodage sont extraits. Les indices sont déquantifiés pour générer les coefficients du bloc décodé Bdm,n. Step E23 is followed by step E24 which is the decoding of the current block. For this, the coded data are read and decoded. The quantization indices corresponding to the coefficients of the block being decoded are extracted. The indices are dequantized to generate the coefficients of the decoded block Bdm, n.
Le bloc décodé Bdm,n est mémorisé à l'étape suivante E25. The decoded block Bdm, n is stored in the next step E25.
Les étapes E26 et E28 sont des tests pour vérifier, respectivement si tous les blocs d'une sous-bande, et si toutes les sous-bandes ont été décodées. S'il reste au moins un bloc à décoder dans la sous-bande courante,
L'étape E26 est suivie par l'étape E27 pour considérer le bloc suivant. L'étape
E27 est suivie par l'étape E23 précédemment décrite.The steps E26 and E28 are tests to check, respectively if all the blocks of a sub-band, and if all the sub-bands have been decoded. If at least one block remains to decode in the current sub-band,
Step E26 is followed by step E27 to consider the next block. The stage
E27 is followed by step E23 previously described.
S'il reste au moins une sous-bande à décoder, l'étape E28 est suivie par l'étape E29 pour considérer la sous-bande suivante. L'étape E29 est suivie par l'étape E22 précédemment décrite. If at least one sub-band remains to be decoded, step E28 is followed by step E29 to consider the next sub-band. Step E29 is followed by step E22 previously described.
Lorsque toutes les sous-bandes ont été décodées, c'est-à-dire que la réponse est positive à l'étape E28, cette dernière étape est suivie de l'étape
E30 de construction de l'image décodée. Cette dernière peut ensuite être visualisée, par exemple.When all the sub-bands have been decoded, that is to say that the response is positive in step E28, this last step is followed by the step
E30 for construction of the decoded image. This can then be viewed, for example.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses, quite the contrary, any variant within the reach of ordinary skill in the art.
En particulier, I'invention peut aisément être appliquée à d'autres types de signaux. In particular, the invention can easily be applied to other types of signals.
Ces signaux peuvent être des signaux mono-dimensionnels tel que des sons, ou des relevés sismiques, ou encore des électrocardiogrammes; en fonction de leur nature, l'analyse des signaux est réalisée selon des fréquences temporelles ou spatiales. These signals can be mono-dimensional signals such as sounds, or seismic readings, or even electrocardiograms; depending on their nature, the analysis of the signals is carried out according to temporal or spatial frequencies.
Ces signaux peuvent être tridimensionnels tels que des séquences vidéo représentées selon deux fréquences spatiales et une fréquence temporelle. On met alors en oeuvre une décomposition en sous-bandes de fréquence en dimension trois, et la décomposition du signal en vecteurs s'effectue également en dimension trois. These signals can be three-dimensional such as video sequences represented according to two spatial frequencies and one temporal frequency. A decomposition into frequency sub-bands in dimension three is then implemented, and the decomposition of the signal into vectors is also carried out in dimension three.
Pour un signal ayant des composantes dans plusieurs bandes de fréquences, tel qu'un signal d'image en couleur ayant des composantes rouge, verte et bleue, l'invention s'applique dans chacune des bandes de fréquence. For a signal having components in several frequency bands, such as a color image signal having red, green and blue components, the invention applies in each of the frequency bands.
Claims (22)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9710807A FR2767988A1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Digital signal coding and encoding |
| EP98401966A EP0899960A3 (en) | 1997-08-29 | 1998-07-31 | Digital signal coding and decoding |
| US09/129,913 US6215422B1 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-06 | Digital signal huffman coding with division of frequency sub-bands |
| JP10253232A JPH11168385A (en) | 1997-08-29 | 1998-08-24 | Encoding and decoding of digital signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9710807A FR2767988A1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Digital signal coding and encoding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2767988A1 true FR2767988A1 (en) | 1999-03-05 |
Family
ID=9510603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9710807A Pending FR2767988A1 (en) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Digital signal coding and encoding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2767988A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2730594A1 (en) * | 1995-02-09 | 1996-08-14 | France Telecom | VECTORIAL QUANTIFICATION METHOD ON A NETWORK OF CONSTANT FLOW |
| EP0734164A2 (en) * | 1995-03-20 | 1996-09-25 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Video signal encoding method and apparatus having a classification device |
-
1997
- 1997-08-29 FR FR9710807A patent/FR2767988A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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