FR2903845A1 - Procede et dispositif de codage d'images, systeme de telecommunication comportant un tel dispositif et programme d'ordinateur mettant en oeuvre un tel procede - Google Patents

Abstract

Le procédé de codage d'une image numérique, comportant une étape de codage selon un format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure, comporte, en outre, pour au moins une partie de l'image et une définition d'image dite « cible » comprise entre les définitions de deux couches :- une étape d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au moins deux modes de codage de ladite partie d'image dans une couche supérieure en fonction de ladite définition cible,- une étape de sélection d'un mode de codage d'une couche supérieure en fonction du résultat de l'étape d'évaluation et- une étape d'encodage d'au moins une couche supérieure en mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné.

Description

10 La présente invention concerne un procédé et un dispositif de codage

d'images, un système de télécommunications comportant un tel dispositif et un programme d'ordinateur mettant en oeuvre un tel procédé. Elle s'applique, en particulier, aux codeurs vidéo, en particulier dans le but de comprimer, stocker ou transmettre des séquences vidéo. 15 La présente invention a pour but de proposer une solution simple liée notamment à la fonctionnalité d'adaptabilité spatiale de la future norme SVC (acronyme de Scalable Video Coding ou codage vidéo adaptable). SVC est une nouvelle norme de codage vidéo en cours d'élaboration qui devrait être finalisée fin 2006. SVC est développée par le groupe JVT (acronyme de 20 Joint Video Team ou équipe vidéo conjointe), qui réunit des experts de la compression vidéo du groupe MPEG (acronyme de moving picture expert group pour groupe d'expert en image animée) du comité ISOIIEC (acronyme de International Standardization Organization/lnternational Electrotechnical Committee pour, en français, Organisation internationale de standardisation / 25 Comité électrotechnique international) et les experts vidéo de l'ITU (acronyme de International Telecommunications Union, pour, en français, Union Internationale des Télécommunications). SVC prend pour base les techniques de compression vidéo de la norme MPEG4-AVC (AVC est l'acronyme de Advanced Video Coding en français, codage vidéo avancé) appelé encore H.264 et vise à 30 l'étendre, notamment pour offrir plus de capacité d'adaptation, appelée aussi adaptabilité ou scalabilité (en anglais scalabality ), du format vidéo. En effet, ce nouveau format vidéo aura la possibilité d'être décodé de manière différente en fonction des possibilités du décodeur et des caractéristiques du réseau. 1 2903845 2 En considérant deux séquences vidéo à encoder, représentant la même scène mais de tailles distinctes, une technique particulière a été mise au point dans le standard SVC pour permettre de coder les images de taille la plus grande (couche supérieure) à partir des images de taille inférieure (couche 5 inférieure), le but étant de prédire, au mieux, les images de le couche supérieure à partir des images de la couche inférieure. Par exemple, à partir d'une séquence vidéo de moyenne définition, de type SD (acronyme de Standard Definition , pour, définition standard), de définition 704x576 et de fréquence 60 Hz, avec le standard SVC, il sera possible d'encoder dans un flux binaire unique, à l'aide de deux couches , les données compressées de la séquence SD précédente et celles d'une séquence au format CIF (acronyme de Common Intermediate Format , pour format commun intermédiaire) de définition 352x288 et de fréquence 60 Hz. Pour décoder la définition CIF, le décodeur ne décodera qu'une partie des informations codées dans le flux binaire. En revanche, il devra décoder l'intégralité du flux binaire pour restituer la version SD. L'exemple donné ci-dessus illustre la fonctionnalité d'adaptabilité spatiale, c'est-à-dire la possibilité à partir d'un flux unique d'extraire des vidéos dont la définition (également connue sous le nom de résolution) des images est différente. Dans l'exemple ci-dessus, le rapport de définitions entre les deux images des deux séquences SD et CIF est de deux dans chaque dimension (horizontale et verticale). Il est à noter que le standard à venir ne se limite pas à cette valeur de deux, qui est néanmoins la plus courante. Il est prévu qu'il soit possible d'avoir n'importe quel rapport de définition des images entre les deux couches considérées. On observe que, pour des définitions d'images données et pour une fréquence temporelle donnée, il sera possible de décoder une séquence vidéo en sélectionnant la qualité souhaitée en fonction de la capacité du réseau. Ceci illustre les trois axes principaux d'adaptabilité offerts par SVC que sont l'adaptabilité spatiale, temporelle et en qualité. Dans le cadre du standard SVC, il a été proposé (voir l'article "AHG Report on Spatial Scalability Resampling" du "Joint Draft 6" issu des 19èmes rencontres du "Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG (ISO/IEC TCl/SC29NVG11 and ITU-T SG16 Q.6)", à Genève, Suisse, 31 mars2903845 3 7 avril 2006 et disponible par exemple sous http://ftp3.itu.ch/av-arcjkvt-site/2006 04 Geneva/JVT-S006.doc) un outil pour réaliser cette fonction d'adaptabilité spatiale qui s'appelle l'Extended Spatial Scalability (dont l'acronyme est ESS et qui signifie adaptabilité spatiale étendue ). Cet outil décrit comment réaliser 5 les prédictions de la couche supérieure (aussi dite couche d'amélioration ) en fonction de la couche inférieure (dite aussi couche de base ) quel que soit le rapport des définitions d'images entre ces deux couches. Ces prédictions concernent à la fois la prédiction des vecteurs de mouvement (en anglais inter-layer motion prediction ), la prédiction de texture (en anglais inter-layer texture 10 prediction ) et la prédiction d'erreur de prédiction (en anglais inter-layer residual prediction ). Lors du codage, on décompose une image à coder en macroblocs, ces macroblocs étant, par exemple des zones carrées de l'image numérique à coder, et on traite successivement ces macroblocs. Il est assez facile de prédire 15 les macroblocs d'une couche supérieure en fonction de la couche inférieure lorsque les rapports de définitions entre les macroblocs sont entiers. En particulier, un rapport de définitions égal à deux fait coïncider parfaitement les quatre macro-blocs de la couche supérieure avec un macro-bloc de la couche inférieure. 20 Pour des valeurs de rapport de définitions rationnelles non entières (par exemple 3/2, 4/3 ou 5/3), la non-correspondance des macroblocs du niveau inférieur avec ceux du niveau supérieur engendre une prédiction plus compliquée à mettre en oeuvre. Cette mise en correspondance devient difficile lorsque les rapports ont des valeurs rationnelles dont le dénominateur est élevé (par 25 exemple pour un rapport 17/11 horizontal qui fait correspondre 17 blocs de la couche supérieure à 11 blocs de la couche inférieure : les frontières horizontales de blocs ne correspondent que tous les 17 blocs pour la couche supérieure avec les frontières de blocs tous les 11 blocs dans la couche inférieure). La solution proposée par l'ESS permet de mettre en correspondance, 30 pour les trois modes de prédiction précités, les blocs et macroblocs de la couche inférieure avec ceux de la couche supérieure en utilisant un algorithme complexe décrit dans la spécification du standard. Cet algorithme permet de prédire, à la fois, les vecteurs de mouvement et la texture. Cependant, cette solution est complexe et grande consommatrice en ressources. 2903845 4 La spécification actuelle du standard SVC permet d'inclure, par exemple, une couche inférieure et une couche supérieure présentant, entre elles, un rapport de définition quelconque. Cependant, seules les deux définitions choisies par l'utilisateur à l'encodeur sont décodables par le décodeur. La même 5 vidéo codée ne peut donc pas être décodée et optimisée pour d'autres définitions que celles prévues à l'encodage. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, tout en optimisant la qualité de l'image décodée pour une définition dite cible comprise entre la définition de la couche supérieure et la définition de la couche 10 inférieure. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un procédé de codage d'une image numérique, comportant une étape de codage selon un format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, pour 15 au moins une partie de l'image et une définition d'image dite cible comprise entre les définitions de deux couches : - une étape d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au moins deux modes de codage de ladite partie d'image dans une couche supérieure en fonction de ladite définition cible, 20 - une étape de sélection d'un mode de codage d'une couche supérieure en fonction du résultat de l'étape d'évaluation et - une étape d'encodage d'au moins une couche supérieure en mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné. Ainsi, pour la mise en oeuvre de la présente invention, au niveau du 25 codeur, on prévoit le codage de la couche supérieure en fonction d'une évaluation du résultat de différents modes de codage pour une définition cible intermédiaire entre les définitions de deux couches successives. Au décodage, si on utilise, comme définition d'affichage, la résolution cible, la qualité d'image est optimisée et, si on utilise, comme définition d'affichage, une définition inférieure à 30 au moins une définition d'une couche supérieure et différente de la définition cible, un simple sous-échantillonnage de cette couche supérieure suffit à fournir une image de qualité à la définition d'affichage. On observe que la présente invention concerne particulièrement l'adaptabilité spatiale avec des niveaux d'adaptabilité successifs ayant des ratios 2903845 5 de définition non dyadiques. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'évaluation comporte une étape de décodage d'une couche de définition inférieure à la définition cible, une étape de passage à la même définition, d'une part, de l'image décodée et, 5 d'autre part, de l'image numérique à coder et une étape de détermination de ladite grandeur physique sur les images de même définition. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de passage à la même définition, on fait passer à la définition cible, d'une part, de l'image décodée et, d'autre part, de l'image numérique à coder. 10 Selon des caractéristiques particulières, l'étape de passage à la même définition comporte une étape de sous-échantillonnage de l'image numérique à coder pour obtenir une image à la définition cible. Selon des caractéristiques particulières, l'étape de passage à la même définition comporte une étape de sur-échantillonnage de l'image décodée, pour 15 obtenir une image à la définition cible. Grâce à chacune de ces dispositions, l'évaluation est effectuée sur des images de même définition, préférentiellement la résolution cible, si bien que l'étape de sélection est simplifiée puisque les images sur lesquelles on estime la grandeur physique sont de même taille, et représentatives de ce que donnerait 20 un décodage lorsque la définition d'affichage est identique à la définition cible. Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte une étape de détermination de ladite définition cible en fonction d'une demande d'au moins un dispositif de décodage. Grâce à ces dispositions, la définition cible peut être optimisée en 25 fonction de la demande des utilisateurs qui décodent et/ou visualisent la séquence vidéo. Les utilisateurs qui mettent en oeuvre, comme définition d'affichage, la définition cible, obtiennent, ainsi, une image de qualité optimisée pour cette définition. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape 30 d'évaluation, ladite grandeur physique est représentative d'au moins un débit de décodage et/ou d'une distorsion d'une image décodée. Selon des caractéristiques particulières, chaque partie d'image est un macrobloc, l'image numérique étant ainsi codées par macrobloc avec, pour chaque macrobloc, un mode de codage de la couche supérieure sélectionné. 2903845 6 Grâce à ces dispositions, l'optimisation du mode de codage est effectuée macrobloc par macrobloc. La qualité de l'image décodée est ainsi encore améliorée. Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que 5 succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre : - une étape de détermination d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition dite intermédiaire comprise entre les définitions de deux couches, une étape d'association, au résultat de l'étape de codage, 10 d'information représentative d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition intermédiaire. On observe que chaque définition cible peut être une définition intermédiaire. Ainsi, pour la mise en oeuvre de la présente invention, au niveau du 15 codeur, on fournit, au décodeur, de l'information sur le débit de données nécessaire au décodage, pour que le dispositif de décodage puisse effectuer des choix, pour une définition d'affichage, même différente de chaque définition intermédiaire. La mise en oeuvre de la présente invention permet ainsi d'obtenir l'adaptabilité spatiale quel que soit la définition d'affichage comprise strictement, 20 dans chaque dimension de l'image, entre la définition inférieure et la définition supérieure la plus élevée. La mise en oeuvre de la présente invention, au niveau du codeur, permet d'atteindre toute définition d'affichage par une opération de sous-échantillonnage réalisée au décodeur sur les images décodées. Les applications de l'invention visent à fournir un bon rapport débit- 25 distorsion au niveau du décodeur, quel qu'il soit. Par exemple, à partir d'une vidéo haute définition (par exemple 1920 x 1080), la mise en oeuvre de la présente invention permet de décoder, pour affichage sur l'écran d'un assistant personnel numérique ou d'un téléphone mobile, des versions spatiales plus petites qui sont plus adaptées aux ressources et à la définition de l'écran du 30 dispositif de décodage. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape d'association, on associe au résultat de l'étape de codage, de l'information représentative d'au moins une définition intermédiaire et d'au moins un dit débit 2903845 7 correspondant à ladite définition intermédiaire, à au moins une grandeur physique. Selon des caractéristiques particulières, ladite grandeur physique est une distorsion d'image décodée produite par sous-échantillonnage d'une couche 5 supérieure décodée, pour obtenir l'image présentant la définition intermédiaire. Grâce à chacune de ces dispositions, le décodeur peut tenir compte d'au moins un autre paramètre que le seul débit, par exemple la distorsion de l'image décodée, pour déterminer les conditions de décodage, par exemple en fonction de la définition d'affichage utilisée. 10 Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, une pluralité de débits correspondant à une pluralité de distorsions d'image décodée et, au cours de l'étape d'association, on associe une information représentative desdits débits et desdites distorsions au résultat de l'étape de codage. 15 Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, des valeurs de paramètres d'un modèle de débit d'image décodée en fonction d'une distorsion de ladite image décodée, et, au cours de l'étape d'association, on associe une information représentative desdites valeurs de paramètres au 20 résultat de l'étape de codage. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, des couples débits-distorsion et, au cours de l'étape d'association, on associe une information représentative desdits couples au résultat de l'étape de codage. 25 Grâce à chacune de ces dispositions, le décodeur peut tenir compte de la distorsion de l'image décodée pour choisir le débit mis en oeuvre au décodage, par exemple en fonction de la définition d'affichage. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de codage, on met en oeuvre un codage vidéo adaptable SVC. 30 Grâce à chacune de ces dispositions, la mise en oeuvre de la présente invention est une alternative simple à un outil déjà existant dans la future norme SVC, qui fournit une fonctionnalité d'adaptabilité spatiale. De plus, la mise en oeuvre de la présente invention fournit des résultats supérieurs à ceux de l'outil de la norme SVC : le taux de compression est plus élevé pour une qualité 2903845 8 équivalente. De plus, la mise en oeuvre de la présente invention permet d'introduire plusieurs facteurs de définition dans une même couche supérieure. En effet, en utilisant l'outil FGS (acronyme de fine grain scalability ) dans SVC, il est 5 possible de décoder tout ou une partie de la couche FGS. Une simple information concernant l'association faite entre les débits et les définitions intermédiaires permet alors de décoder les données nécessaires pour restituer la définition visée. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de 10 codage, la définition supérieure est une puissance de deux fois la définition inférieure, dans chaque dimension d'image. En effet, les inventeurs ont déterminé que ce ratio est favorable, en termes de consommation de ressource et en termes de qualité d'image, aussi bien au codage qu'au décodage. 15 Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte une étape d'apprentissage, au cours de laquelle on détermine, pour au moins une définition cible, des modes de codage plus couramment sélectionnés et, au cours de l'étape d'évaluation, on met en oeuvre lesdits modes de codage les plus couramment utilisés. 20 Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, on met en oeuvre des modes de codage associés, en mémoire, à la définition cible. Grâce à chacune de ces dispositions, on réduit la complexité de la sélection de mode de codage en exploitant le fait que certaines définitions cibles 25 sont plus propices, que d'autres, à certains modes de codage. On peut, par conséquent, simplifier le problème de la sélection de mode de codage en n'examinant pas tous les modes de codage possibles mais uniquement les modes les plus probables pour une définition cible donnée. Le procédé de codage tel que succinctement exposé ci-dessus est 30 particulièrement adapté à la transmission de signal représentatif d'images codées et d'information représentative de chaque débit de données correspondant à une définition intermédiaire, parallèlement ou suite à l'étape de codage d'image. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de codage d'une image numérique, comportant un moyen de codage selon un 2903845 9 format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure, qui comporte, en outre : - un moyen d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au moins deux modes de codage d'au moins une partie d'image dans une couche 5 supérieure en fonction d'une définition dite cible comprise entre les définitions de deux couches, - un moyen de sélection adapté à sélectionner, pour ladite partie d'image, un mode de codage d'une couche supérieure en fonction de l'évaluation et 10 - un moyen d'encodage d'au moins une couche supérieure mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné. Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'évaluation est adapté à décoder une couche de définition inférieure à la définition cible, à faire passer à la même définition, d'une part, l'image décodée et, d'autre part, l'image 15 numérique à coder et à déterminer ladite grandeur physique sur les images de même définition. Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'évaluation est adapté à faire passer à la définition cible, d'une part, de l'image décodée et, d'autre part, de l'image numérique à coder. 20 Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'évaluation est adapté à sous-échantillonner l'image numérique à coder pour obtenir une image à la définition cible. Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'évaluation est adapté à sur-échantillonner l'image décodée, pour obtenir une image à la 25 définition cible. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci-dessus comporte un moyen de détermination de la définition cible en fonction d'au moins une demande de dispositif de décodage. Selon des caractéristiques particulières, le moyen d'évaluation est 30 adapté à ce que ladite grandeur physique soit représentative d'au moins un débit de décodage et/ou d'une distorsion d'une image décodée. Selon des caractéristiques particulières, chaque partie d'image est un macrobloc, l'image numérique étant ainsi codées par macrobloc avec, pour chaque macrobloc, un mode de codage de la couche supérieure sélectionné. 2903845 10 Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre : - un moyen de détermination d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition dite intermédiaire 5 comprise entre les définitions de deux couches, - un moyen d'association, au résultat du codage, d'information représentative d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition intermédiaire. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que 10 succinctement exposé ci-dessus comporte un moyen d'apprentissage adapté à déterminer, pour au moins une définition cible, des modes de codage plus couramment sélectionnés, le moyen d'évaluation étant adapté à mettre en oeuvre lesdits modes de codage les plus couramment utilisés. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif tel que 15 succinctement exposé ci-dessus comporte une mémoire qui conserve des modes de codage associés à au moins une définition cible, le moyen de sélection étant adapté à mettre en oeuvre des modes de codage associés, en mémoire, à la définition cible. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un système de 20 télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de codage tel que succinctement exposé ci-dessus et au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de décodage. 25 Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un programme d'ordinateur chargeable dans un système informatique, ledit programme contenant des instructions permettant la mise en oeuvre du procédé de codage tel que succinctement exposé ci-dessus, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique. 30 Selon un cinquième aspect, la présente invention vise un support d'informations lisibles par un ordinateur ou un microprocesseur, amovible ou non, conservant des instructions d'un programme informatique, caractérisé en ce qu'il permet la mise en oeuvre du procédé de codage tel que succinctement exposé ci-dessus. 2903845 11 Les avantages, buts et caractéristiques de ce dispositif de codage, de ce système de télécommunications, de ce programme d'ordinateur et de ce support d'informations étant similaires à ceux du procédé de codage, tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. 5 D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente, sous forme d'un schéma bloc, un mode de réalisation particulier du dispositif de codage objet de la présente invention ; 10 - les figures 2, 3 et 4 représentent, sous forme de logigrammes, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé de codage objet de la présente invention et - la figure 5 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre pour le décodage d'images codées par la mise en oeuvre du 15 procédé de codage objet de la présente invention. On rappelle que, au sens de la présente invention, le terme d'image couvre non seulement les images complètes mais aussi les parties d'images, par exemple, les blocs ou macroblocs utilisés pour coder ou décoder une image. Ainsi, la présente invention pourra être mise en oeuvre pour une partie seulement 20 des blocs constituant une image. Le procédé de codage d'une image numérique objet de la présente invention comporte une étape de codage selon un format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure. Ce procédé comporte aussi, pour au moins une partie de l'image, par exemple 25 chaque macrobloc, et une définition d'image dite cible comprise entre les définitions de deux couches : -une étape d'évaluation d'au moins une grandeur physique, par exemple le débit et/ou la distorsion lors du décodage, pour au moins deux modes de codage de cette partie d'image dans une couche supérieure en fonction de 30 ladite définition cible, - une étape de sélection d'un mode de codage d'une couche supérieure en fonction du résultat de l'étape d'évaluation et - une étape d'encodage d'au moins une couche supérieure en mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné. 2903845 12 Dans des modes de réalisation particuliers, le choix du mode de codage, pour un macrobloc, se fait sur un critère débit-distorsion, le mode de codage optimisant ce critère étant sélectionné. Les moyens décrits ci-dessous, en regard de la figure 1, concernent 5 un dispositif de codage objet de la présente invention. Dans des systèmes de télécommunications objets de la présente invention, une pluralité de dispositifs terminaux comportant un tel dispositif de codage sont reliés, par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunications, deux, au moins de ces dispositifs terminaux comportant un dispositif de codage tel que décrit en regard de la figure 1, et un 10 dispositif de décodage adapté à recevoir et à décoder les signaux émis par le dispositif de codage tel que décrit en regard de la figure 1. Dans des modes de réalisation, une communication réseau de type streaming , ou diffusion en flux continu, est mise en place entre le décodeur et l'encodeur. 15 On observe, en figure 1, un dispositif 100 de codage objet de la présente invention et différents périphériques adaptés à implémenter chaque aspect de la présente invention. Dans le mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif 100 est un micro-ordinateur de type connu connecté, dans le cas du codeur, par le biais d'une carte graphique 104, à un moyen 20 d'acquisition ou de stockage d'images 101, par exemple une caméra numérique ou un scanner, adapté à fournir des informations d'images animées à coder et à transmettre. Le dispositif 100 comporte une interface de communication 118 reliée à un réseau 134 apte à transmettre, en entrée, des données numériques à 25 coder et, en sortie, des données codées par le dispositif. Le dispositif 100 comporte également un moyen de stockage 112, par exemple un disque dur, et un lecteur 114 de disquette 116. La disquette 116 et le moyen de stockage 112 peuvent contenir des données à coder, des données codées et un programme informatique adapté à implémenter le procédé de codage 30 objet de la présente invention. Selon une variante, le programme permettant au dispositif de mettre en oeuvre la présente invention est stocké en mémoire morte ROM (acronyme de Read Only Memory pour mémoire non réinscriptible) 106. Selon une autre variante, le programme est reçu par l'intermédiaire du 2903845 13 réseau de communication 134 avant d'être stocké. Le dispositif 100 est, optionnellement, relié à un microphone 124par l'intermédiaire d'une carte d'entré/sortie 122. Ce même dispositif 100 possède un écran 128 permettant de visualiser les données à coder ou 5 servant d'interface avec l'utilisateur pour paramétrer certains modes d'exécution du dispositif 100, à l'aide d'un clavier 110 et/ou d'une souris par exemple. Une unité centrale CPU (acronyme de central processing unit ) 103 exécute les instructions du programme informatique et de programmes 10 nécessaires à son fonctionnement, par exemple un système d'exploitation. Lors de la mise sous tension du dispositif 100, les programmes stockés dans une mémoire non volatile, par exemple la mémoire morte 106, le disque dur 112 ou la disquette 116, sont transférés dans une mémoire vive RAM (acronyme de random access memory pour mémoire à 15 accès aléatoire) 108 qui contiendra alors le code exécutable du programme objet de la présente invention ainsi que des registres pour mémoriser les variables nécessaires à sa mise en oeuvre. Bien entendu, la disquette 116 peut être remplacée par tout support d'information amovible, tel que disque compact, clé ou carte mémoire. De 20 manière plus générale, un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, mémorise un programme objet de la présente invention. Un bus de communication 102 permet la communication entre les différents éléments inclus dans le dispositif 100 ou reliés à lui. La 25 représentation, en figure 1, du bus 102 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale 103 est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du dispositif 100 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du dispositif 100. Le dispositif décrit ici est susceptible d'implémenter tout ou partie des 30 traitements décrits en regard des figures 2 à 4 pour mettre en oeuvre le procédé de codage objet de la présente invention. Par l'exécution du programme implémentant le procédé objet de la présente invention, l'unité centrale 103 constitue les moyens suivants: - un moyen d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au 2903845 14 moins deux modes de codage d'au moins une partie d'image dans une couche supérieure en fonction d'une définition dite cible comprise entre les définitions de deux couches, - un moyen de sélection adapté à sélectionner, pour ladite partie 5 d'image, un mode de codage d'une couche supérieure en fonction de l'évaluation et - un moyen d'encodage d'au moins une couche supérieure mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné. On rappelle que, dans le futur standard SVC, par exemple, à partir 10 d'une séquence vidéo de format 560x480 originellement composée de 60 images par seconde, il est possible d'encoder (et réciproquement de décoder) une définition spatiale inférieure dont la définition est, par exemple, égale à 336x288. Le rapport entre ces deux définitions, ici de 5/3, est choisi par l'utilisateur qui met les vidéos à disposition des destinataires, au niveau de l'encodeur, et peut être 15 quelconque suivant l'application visée. De la même manière, il est possible de coder (et par la suite de décoder), pour une même définition spatiale (560x480), différentes versions temporelles dyadiques : 60 Hz, 30 Hz, 15 Hz. Le nombre de versions est également choisi par l'utilisateur au moment de l'encodage. 20 Enfin, la future norme SVC permet d'attribuer un débit variable à chaque image et de fournir ainsi une adaptabilité en termes de qualité. Les techniques utilisées dans SVC permettent ainsi de combiner les aspects spatiaux, temporels et qualitatifs pour fournir, par exemple, une vidéo 336x288 à 15 Hz ayant une basse qualité. 25 Bien entendu, la notion d'adaptabilité spatiale est utilisée pour viser des définitions de récepteur d'images couramment utilisées lors de la visualisation de vidéos et qui ne sont pas multiples de 2. Il est à noter que des rapports entre les définitions peuvent être différents pour la hauteur et la largeur. Comme exposé ci-dessus, la présente invention vise, notamment, à 30 fournir un procédé et un dispositif de codage permettant l'adaptation spatiale, de manière simple, en fournissant une meilleure qualité d'image que dans l'art antérieur, compatible avec des outils du standard SVC et évitant la sélection de la définition au niveau de l'encodeur. La mise en oeuvre de la présente invention permet aussi de décoder les images avec des définitions différentes de celles 2903845 15 choisies à l'encodage, par exemple pour les afficher, successivement, sur un écran d'ordinateur, sur un téléviseur haute définition et sur un écran de téléphone mobile ou d'assistant numérique personnel. La présente invention a pour but de permettre la prise en compte d'au 5 moins une définition dite cible , lors du choix de mode de codage des macroblocs, mis en oeuvre par le codeur, dans le but d'améliorer les performances de codage. Ainsi, dans ce mode de réalisation particulier, le dispositif de codage met en oeuvre les moyens suivants : 10 - un moyen d'encodage du niveau de base d'une image, appliqué sur les données originales correspondant à une image du niveau de base, pour compresser les données au niveau de base, - un moyen de définition de la définition d'affichage du niveau d'amélioration a privilégiée par l'encodeur, appliqué, par exemple, à la définition 15 atteignable avec le niveau d'amélioration la plus demandée par les utilisateurs, pour déterminer la définition à prendre en compte lors de la mise en oeuvre de la sélection de mode de codage, - un moyen de sous-échantillonnage du niveau d'amélioration à la définition d'affichage, appliqué aux données originales représentant les images 20 du niveau d'amélioration, pour mettre les images originales du niveau d'amélioration à la définition d'affichage, - un moyen du sur-échantillonnage du niveau de base à la définition d'affichage, appliqué aux données codées/décodées représentant les images du niveau de base, pour mettre les images codées/décodées du niveau de base à la 25 définition d'affichage - un moyen de sélection de modes de codage, appliqué aux macroblocs du niveau d'amélioration pour sélectionner, pour chaque macrobloc, le meilleur mode de codage sur un critère débit-distorsion et en prenant en compte la définition d'affichage et 30 - un moyen d'encodage du niveau d'amélioration, appliqué aux données du niveau d'amélioration prise à la définition originale mais avec des modes de codage sélectionnés en fonction de la définition d'affichage, pour compresser le niveau d'amélioration à la définition originale avec un débit cohérent avec la définition d'affichage. 2903845 16 Ainsi, on prend en compte la définition d'affichage dans la sélection du mode de codage et on améliore les performances de compression. De plus, on prend en compte le nombre d'utilisateurs demandant une définition d'affichage donnée lors de la détermination de la définition à privilégier. On maximise ainsi la 5 satisfaction globale de l'ensemble des utilisateurs recevant la vidéo. La présente invention peut être mise en oeuvre dans un système de transmission vidéo depuis un serveur comportant le dispositif de codage illustré en figure 1, vers plusieurs dispositifs de décodage, ou décodeurs, sur un réseau multi-points (multicast). Dans le mode particulier de réalisation de la présente 10 invention illustré aux figures, ce serveur met en oeuvre le codage SVC et le procédé objet de la présente invention. Comme illustré en figure 2, une session vidéo débute par la définition de n couches d'adaptabilité à encoder, au cours d'une étape 201. Ces n couches correspondent au nombre de définitions originales différentes disponibles au 15 serveur. Préférentiellement, ces n définitions sont dyadiques, c'est-à-dire en progression géométrique de raison 2, dans chaque dimension des images. Puis, au cours d'une étape 203, on définit les définitions sur lesquelles la sélection de mode de codage sera appliquée. Dans un premier temps, jusqu'à l'étape 207, ces définitions sont prises égales aux définitions originales. Puis, au 20 cours d'une étape 205, on fixe le débit de codage des n couches d'adaptabilité spatiale. Chaque couche est ensuite encodée, étape 206, et transmise sur un réseau ou groupe multi-points, étape 207. En cours de la session vidéo, le serveur reçoit des requêtes de la part de dispositifs de décodage d'utilisateurs, 25 étape 209. Ces requêtes indiquent les définitions d'affichage mises en oeuvre par chaque utilisateur. Dès qu'une ou plusieurs requêtes sont reçues, le serveur stocke, pour chaque définition différente demandée, le nombre d'utilisateurs la demandant. On observe que les définitions demandées, peuvent être différentes des définitions originales d'encodage. 30 Au cours d'une étape 211, on choisit, parmi les définitions demandées, la définition la plus demandée par les utilisateurs, étant entendu qu'un facteur de pondération peut être appliqué, par exemple pour tenir compte du type de service de chaque utilisateur du service de transmission (par exemple, les définitions utilisées par les utilisateurs payant le service ayant un poids plus élevé que celles 2903845 17 des utilisateurs non payants). La définition choisie est, par la suite, appelée, définition cible . On observe qu'il peut y avoir une définition cible pour chaque couche supérieure, comprise entre sa définition et la définition de la couche précédente. 5 Par exemple, l'un des utilisateurs ne peut afficher que la définition CIF, dix utilisateurs peuvent afficher la définition VGA et vingt utilisateurs peuvent afficher une définition HDTV. Dans ce cas, trois définitions dyadiques sont encodées : 352x288, 704x576 et 1408x1152. Les deux définitions d'affichage les plus hautes, VGA et HDTV, se situent entre deux définitions de codage. La 10 définition cible HDTV est privilégiée pour la sélection de modes de codage car elle est demandée par une majorité de récepteurs. Puis, au cours d'une étape 213, on définit le débit de codage de chaque couche d'adaptabilité (spatiale, FGS et/ou CGS). Pour cela, on met en oeuvre, lors de l'étape 213, les étapes illustrées en figure 3, décrites ci-dessous. 15 On procède ensuite à l'encodage des n couches d'adaptabilité définies, étape 215, puis à leur transmission, étape 217. L'étape 217 est suivie de l'étape 209 dès que de nouvelles requêtes sont reçues. La figure 3 représente différentes étapes effectuées au niveau de l'encodeur, pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation particulier du 20 procédé de codage objet de la présente invention. Conformément à l'invention, une pluralité de couches supérieures peuvent être codées, chaque couche supérieure étant préférentiellement codée en mettant en oeuvre, pour la prédiction, la couche immédiatement inférieure qui peut être la couche de base ou une autre couche supérieure. Pour chaque 25 couche supérieure, il peut exister une définition cible et des définitions intermédiaires comprises entre la définition de cette couche supérieure et la définition de la couche immédiatement inférieure, étant entendu que la définition cible peut être, aussi, une définition intermédiaire. Dans des modes de réalisation particuliers de la présente invention, le 30 nombre de couches supérieures est déterminé, automatiquement, en fonction des définitions visées par le créateur. Par exemple, si, les rapports de définition sont 4/3, 5/3 et 8/3 et que l'on utilise à l'encodeur un rapport de deux entre les définitions des couches successives, les rapports de 4/3 et 5/3 (dont la valeur est comprise entre 1 et 2) seront atteints par la première couche supérieure et le 2903845 18 dernier rapport (8/3) (dont la valeur est comprise entre 2 et 4) sera atteint par la deuxième couche supérieure. Dans l'exemple choisi pour la description des figures 2 à 5, on se limite, dans un but de simplicité, aux ratios de définitions entre deux couches 5 codées égaux à deux. Cependant, conformément à l'invention, les ratios de définition entre deux couches successives, peuvent être des nombres entiers et, préférentiellement, des puissances de deux. Dans des modes de réalisation particuliers de la présente invention, le ratio, entier, des définitions entre les couches est déterminé, automatiquement, 10 en fonction des définitions visées par le créateur. Par exemple, si, les rapports de

définition sont 4/3 et 5/3 (valeurs comprises entre 1 et 2), le ratio des définitions choisi est préférentiellement de deux. Par exemple, si le rapport de définition le plus élevé est le rapport 8/3 15 et que l'on n'utilise, à l'encodeur, qu'une seule couche supérieure, le ratio des définitions choisi sera préférentiellement de trois ou de quatre. Dans l'exemple choisi pour la description des figures 2 à 5, on se limite, dans un but de simplicité, au codage de type SVC. Cependant la présente invention s'applique à tout codage mettant en oeuvre une pluralité de couches de 20 représentation d'images de différentes définitions, au moins l'une de ces couches étant codée en mettant en oeuvre une autre couche. Dans le mode de réalisation particulier illustré en figures 2 à 5, lors de l'encodage, on choisit une définition d'image de 336x288, pour la couche inférieure, et de 672x576, pour la première couche supérieure.

25 Au cours d'une étape 310, l'utilisateur qui met la séquence vidéo à disposition de destinataires affecte une valeur à au moins un paramètre d'encodage spécifique à SVC comme le type de codage adaptable en qualité, qui peut être CGS ou FGS, le mode de prédiction inter-couches, les paramètres d'estimation de mouvement (par exemple espace de recherche, précision de 30 l'estimation, etc.), le nombre d'images d'un groupe d'images. On observe que les fonctions et valeurs possibles de ces différents paramètres sont explicitées dans la spécification publique de la future norme SVC. Selon un autre mode de mise en oeuvre, ces valeurs peuvent être également définies par défaut, sans intervention de l'utilisateur. Elles sont, par exemple, mémorisées dans le 2903845 19 dispositif de codage. Au cours d'une étape 320, l'utilisateur sélectionne les ratios de définitions dites intermédiaires qu'il souhaite mettre à disposition des destinataires, par rapport aux définitions horizontale et verticale de la couche 5 inférieure, chaque définition intermédiaire étant strictement comprise entre les définitions de deux couches successives. Ces ratios correspondent aux définitions horizontales et verticales proposées pour l'affichage au niveau du décodeur, étant entendu que la mise en oeuvre de la présente invention permet d'afficher des images présentant d'autres définitions. Selon un mode de mise en 10 oeuvre alternatif, les ratios peuvent être déterminés sans intervention de l'utilisateur, en fonction des applications visées. En d'autres termes, ces ratios correspondent à plusieurs types de définition d'écran. Par exemple, pour les rapports de définition RR1 = 4/3, RR2 = 3/2 et RR3 = 5/3, les définitions (arrondies à l'entier le plus proche) des images 15 restituées après décodage et sous-échantillonnage conformément à la présente invention, seront, respectivement, de 448x384 pour RR1, 504x432 pour RR2 et 560x480 pour RR3. On observe que les définitions de décodage peuvent posséder des ratios différents pour les deux dimensions, horizontale et verticale, de l'image.

20 Ainsi, on peut avoir, entre deux couches successives, un ratio de définitions horizontales de 4/3 et un ratio de définitions verticales de 5/3. Puis, au cours d'une étape 330, on effectue une sélection du débit maximal DT0 pour la couche inférieure, de manière connue en soi. Au cours d'une étape 340, on code la séquence vidéo correspondant à 25 la couche inférieure avec le débit DT0. Au cours d'une étape 350, on associe au moins un débit à chaque définition sélectionnée lors de l'étape 320. Cette étape d'association des débits aux définitions peut, dans des variantes de la présente invention, se faire selon au moins deux méthodes possibles.

30 Dans un premier cas, des opérations de codage, de décodage et de sous-échantillonnage sont réalisées afin de connaitre précisément pour une définition donnée les distorsions obtenues pour un débit donné. Ainsi un tableau comprenant plusieurs couples débit-distorsion peut être construit pour chacune des définitions sélectionnées. Par exemple, pour trois rapports de définitions 5 2903845 20 particulières RR1, RR2 et RR3, les tableaux sont donnés ci-dessous : Tableau pour le rapport de définition RR1 : Taille d'image correspondante 448 x 384 Débit Distorsion (Kbps) (PSNR en dB) 1 1500 31.94 2 2000 33.50 3 2500 34.40 4 3000 35.17 5 3500 38.83 Tableau pour le rapport de définition RR2 : Taille d'image correspondante 504 x 432 Débit Distorsion (Kbps) (PSNR en dB) 1 1500 31. 21 2 2000 32.82 3 2500 33.61 4 3000 34.45 5 3500 35.11 Tableau pour le rapport de définition RR3 : Taille d'image correspondante 560 x 480 Débit Distorsion (Kbps) (PSNR en dB) 1 1500 30.51 2903845 21 2 2000 32.21 3 2500 33.31 4 3000 34.05 5 3500 34.61 Dans un second cas, une modélisation paramétrique de la courbe débit distorsion des différentes définitions ciblées est réalisée, par exemple par extrapolation de la courbe de débit distorsion de la couche inférieure. Par 5 exemple, un modèle paramétrique simple du type DTi = Ai . exp(B;.DS;) est utilisé pour modéliser le débit DTi de la définition i en fonction de la distorsion (erreur quadratique) DS; à partir de deux réels A; et B;, réels déterminés de façon connue en soi, à partir de données connues ou extrapolées, par exemple, celles données dans les tableaux ci-dessus. Selon d'autres exemples, on utilise des modèles 10 paramétriques plus complexes comportant plus de paramètres bien connus par l'homme de l'art. Il existe aussi plusieurs méthodes connues de l'homme de l'art pour ajuster très rapidement les paramètres d'un tel modèle. Ainsi, dans des modes de réalisation du procédé objet de la présente invention, l'encodeur fournit au décodeur de l'information représentative de 15 couples débit/distorsion différents afin que le décodeur puisse déterminer au moins un paramètre de fonctionnement, par exemple débit en fonction de la définition visée et de la distorsion autorisée ou définition pour un débit et une distorsion prédéterminés. Par exemple, les courbes débit-distorsion ou leur modélisation sont 20 fournies, par le codeur, au décodeur afin de permettre au décodeur de déterminer les qualités des images qui seront obtenues pour un débit donné et une définition sélectionnée. Par exemple à partir des tables ci-dessus l'utilisateur sait que s'il décode la couche supérieure (de définition initiale 672x576) avec un débit de 2500 Kbit/s il obtiendra une qualité de 34.40 dB pour la définition 25 448x384. En revanche pour une définition plus grande (par exemple pour le rapport de définition RR2 correspondant à une taille d'image 504x432), et pour un même de débit 2500 Kbit/s la qualité baissera et se situera au niveau de 33.61 dB. Ces représentations de distorsion en fonction du débit permettent ainsi 2903845 22 d'adapter ou optimiser le décodage partiel de la couche supérieure à réaliser en fonction des besoins de l'utilisateur et du dispositif de décodage. Selon un autre exemple, si l'on vise une qualité similaire pour les différentes définitions (par exemple autour de 34,4 dB), les données de 5 débit/distorsion montrent que, pour la définition RR1, il est nécessaire d'atteindre un débit de 2500 Kbit/s alors qu'il faudra décoder un débit de 3000 Kbit/s pour la définition RR2. Au cours d'une étape 360, on réalise l'encodage de la couche supérieure. Au cours de cette étape 360, on met d'abord en oeuvre les étapes de 10 sélection de mode de codage illustrées en figure 4. Suivant le type de codage adaptable en qualité, CGS ou FGS, choisi dans l'étape 310, l'encodage de la couche supérieure est effectué de l'une des manières suivantes : - si le type de codage adaptable en qualité FGS a été choisi, la couche supérieure peut être unique et le débit maximum DT3, correspondant au débit 15 maximal nécessaire pour obtenir une qualité visée pour la définition RR3, est utilisé comme débit maximal de la couche supérieure. Puisque la couche FGS est sécable à n'importe quel endroit, les trois définitions intermédiaires citées en exemple ci-dessus sont incluses dans une seule couche supérieure et - si le type de codage adaptable en qualité CGS a été choisi, la 20 couche supérieure sera représentée par autant de couches physiques que nécessaire selon le choix de l'utilisateur. En effet, la mise en oeuvre d'une seule couche physique ne permet de coder qu'un seul point de la courbe débit distorsion des différentes définitions choisies. En revanche, en utilisant, par exemple, cinq couches physiques et en respectant les débits de 1500, 2000, 25 2500, 3000, 3500 Kbit/s, on peut précisément atteindre les qualités présentées dans les tableaux ci-dessus. Dans ce cas, la construction des couches CGS correspond parfaitement avec les points de débit annoncés. On rappelle que les couches CGS sont complémentaires et sont codées de façon incrémentale : la deuxième couche contient un incrément de données codées, par rapport à la 30 première couche. On observe que les étapes de codage de la couche inférieure et de la couche supérieure 340 et 360 sont effectuées de manière alternée sur un groupe d'images (en anglais Group of Picture , dont l'acronyme est GOP ). En effet, après avoir compressé un groupe d'images dans la couche inférieure, le 2903845 23 codage de la couche supérieure de ce même GOP est réalisé. On recommence ensuite avec un GOP pour la couche inférieure, et ainsi de suite. Au cours d'une étape 370, on associe aux informations codées, représentatives d'images, une information représentative d'au moins un débit de 5 données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition intermédiaire. Cette information est en fait représentative de la nécessité, au décodage, d'effectuer une étape de sous-échantillonnage pour restituer les définitions visées. Cette information, pour indiquer au décodeur qu'il doit effectuer le 10 sous-échantillonnage, peut être signalée de différentes manières : - elle peut être indiquée dans la syntaxe du décodeur et est interprétée par le décodeur qui doit effectuer un sous-échantillonnage : c'est une fonction obligatoire du décodeur ; - elle est indiquée par l'intermédiaire de messages SEI (acronyme de 15 Supplemental Enhancement Information pour information d'amélioration supplémentaire), comme indiqué ci-dessous : c'est alors une option de décodage; - elle est indiquée par un autre moyen, seul un décodeur propriétaire est capable d'interpréter ces informations (et donc de mettre en oeuvre la 20 présente l'invention). Préférentiellement, au cours d'une étape 370, on associe aussi, aux informations codées, représentatives d'images, une information représentative des trois définitions visées afin que le décodeur détermine les données encodées pour chaque définition. Ces informations pour chaque définition sont soit les 25 couples de débit-distorsion, soit les paramètres de modélisation (Ai, Bi). Dans des modes de réalisation particuliers, au cours de l'étape 370, pour transmettre les informations au décodeur, on utilise un message connu sous le nom de SEI (acronyme de Supplemental Enhancement Information pour information d'amélioration supplémentaire), spécifique à la mise en oeuvre 30 de la présente invention. Différents messages SEI sont déjà décrits dans la section D de la future norme SVC. La fonction première d'un message SEI est d'aider les processus de décodage, d'affichage ou autre. Cependant ces messages ne sont pas obligatoires et un décodeur conforme à la spécification devra décoder les séquences vidéo sans ces messages. Les variantes 2903845 24 proposées ici nécessitent que le décodeur ait la possibilité d'interpréter le message SEI en question, pourront exécuter la fonction d'adaptabilité spatiale objet de la présente invention. On observe que l'utilisation de messages SEI présente l'avantage de ne pas nécessiter, à la date de la présente invention, de 5 modification de syntaxe du décodeur. La méthode de sélection de modes de codage mise en oeuvre lors de l'étape 360 de la figure 3 est détaillée ci-dessous en regard de la figure 4. On rappelle que, dans la norme SVC, plusieurs modes de codage peuvent être affectés à un macrobloc. Dans un niveau de base, un macrobloc 10 peut être codé selon l'une des modes de codage suivants : - intra : dans ce mode de codage, le macrobloc est codé indépendamment de tout autre macrobloc des images antérieures ou postérieures, - forward : dans ce mode de codage, le macrobloc est codé en 15 faisant référence à une zone d'une image antérieure, - backward : dans ce mode de codage, le macrobloc est codé en faisant référence à une zone d'une image postérieure et - bidir : dans ce mode de codage, le macrobloc est codé en faisant référence à deux zones, l'une prise dans une image antérieure, l'autre prise dans 20 une image postérieure. La norme SVC spécifie des modes de codage supplémentaires pour les niveaux d'amélioration spatiaux : - intra BL , ou upward : dans ce mode de codage, le macrobloc est prédit à partir d'un macrobloc pris dans le niveau spatial inférieur, 25 - forward , ou backward ou bidir avec raffinement du mouvement calculé dans le niveau spatial inférieur, - forward ou backward ou bidir avec utilisation du mouvement calculé dans le niveau spatial inférieur et - forward ou backward ou bidir avec prédiction du résidu à 30 partir du niveau spatial inférieur. Au cours d'une étape 400, on encode la couche de base, aussi appelée couche inférieure. S'il n'y a pas de définition cible entre les définitions de la couche codée et de la couche immédiatement supérieure, on réitère l'étape 400 pour 2903845 25 cette couche immédiatement supérieure. Sinon, on passe à l'étape 401. On rappelle que, dans la norme SVC, une méthode classique de sélection de modes de codage travaille à la définition de la couche à encoder. On note que, parmi les modes de codage disponibles au niveau du dispositif de 5 codage, certains consistent à prédire des données à partir d'un niveau inférieur ( inter layer prediction ). Dans des modes de réalisation préférentiels de la présente invention, on met, par sur-échantillonnage, la définition de la couche de définition immédiatement inférieure à la définition cible, qui peut être la couche de base, ou une couche 10 supérieure, à la même définition que l'image numérique à coder et, préférentiellement, à la définition cible concernée. La méthode de sélection de mode de codage conforme à la présente invention débute ainsi, par la mise à l'échelle des images des deux couches encadrant la définition cible telle que définie au cours de l'étape 211. L'étape 401 15 consiste à décoder l'image de la couche immédiatement inférieure à la définition cible correspondant temporellement à l'image à encoder. Cette image décodée est ensuite sur-échantillonnée pour atteindre la définition cible, étape 403. Cette étape est suivie par un sous-échantillonnage de l'image originale de la couche d'amélioration, prise à la définition originale supérieure la plus proche, pour la 20 ramener à la définition cible, étape 404. Cette étape est suivie par l'étape 405 au cours de laquelle on décode les images pouvant servir à la prédiction de l'image à coder. Ces images sont elles aussi sous-échantillonnées pour les ramener àla définition cible lors de l'étape 406. A la fin de l'étape 406, on initialise à 0 le numéro du macrobloc courant.

25 Toutes les images nécessaires à l'encodage de l'image courante ayant été ramenées à la définition cible, on sélectionne alors le mode de codage. Cette méthode de sélection est appliquée séquentiellement à tous les macroblocs de l'image, dans la boucle d'étapes 407 à 410, et se termine lorsque tous les macroblocs sont codés pour toutes les couches supérieures, étape 411.

30 La méthode de sélection de mode consiste, au cours de l'étape 407, à déterminer si le numéro de macrobloc courant est inférieur on égal au nombre de macroblocs à traiter. Si oui, c'est-à-dire s'il reste des macroblocs à traiter, au cours de l'étape 408, on simule l'encodage du macrobloc dans tout ou partie des modes de codage possibles. On simule, par exemple, la prédiction de 2903845 26 mouvement (simulation des modes forward , backward et bidir ), la prédiction upward , simulation de I' intraBL , la prédiction de vecteurs de mouvement, le calcul des différences entre le macrobloc original et ses prédictions, différences appelées résidus , et les prédictions de résidus. On 5 obtient ainsi les performances débit/distorsion de chaque mode de codage, pour le macrobloc courant, et, au cours de l'étape 409, on choisit le meilleur mode de codage du macrobloc courant, par une optimisation Lagrangienne. Cette étape est suivie par le codage du macrobloc dans le mode sélectionné, étape 410, pour constituer la couche de définition immédiatement 10 supérieure à la définition cible. A la fin de l'étape 410, on incrémente le numéro du macrobloc courant. Si, au cours de l'étape 407, on détermine que le numéro du macrobloc courant est strictement supérieur au nombre de macroblocs à traiter, on passe à l'étape 411 au cours de laquelle on détermine si toutes les définitions cibles ont 15 été traitées. Sinon, on retourne à l'étape 401. Si oui, on passe à l'étape 370. Dans des modes de réalisation particuliers, pour réduire la complexité de la sélection de mode de codage, on exploite le fait que certaines définitions cibles sont plus propices que d'autres à certains modes de codage. Par exemple, une définition cible proche de la définition de base est plus propice au mode 20 intraBL , à la prédiction des vecteurs de mouvement à partir de la base sans raffinement et à la prédiction de résidus. Par contre une définition cible proche de la définition dyadique supérieure est plus propice aux modes de prédiction temporelle intra layer ( forward , backward , bidir ), au mode infra et à la prédiction de vecteurs de mouvement avec raffinement.

25 On peut, par conséquent, simplifier le problème de la sélection de mode de codage en n'examinant pas tous les modes de codage possibles mais uniquement les modes les plus probables pour une définition cible donnée. Pour réaliser ce second mode de réalisation, un ensemble de séquences dites d'entraînement peuvent être codées par un dispositif de 30 codage, en mettant en oeuvre le procédé objet de la présente invention. Au cours d'une étape d'apprentissage, chacune de ces séquences est codée à un certain nombre de définitions cibles (on prend, par exemple, dix définitions cibles). Pour chacune des définitions cibles, on stocke le nombre d'occurrences de chaque mode de codage sélectionné au cours de l'étape 409.

2903845 27 Le codage de l'ensemble des séquences d'entraînement donne alors le nombre d'occurrences moyen, ou probabilité d'apparition, de chaque mode de codage pour chaque définition cible. Ces informations qui associent, à au moins une définition cible, au moins un mode de codage, et qui sont obtenues durant une 5 étape d'apprentissage sont conservées par le dispositif de codage et, lors de la sélection d'un mode de codage, on met en oeuvre ces modes de codage les plus couramment utilisés lors de l'étape d'apprentissage. Ainsi, lorsque le dispositif de codage a à coder une séquence adaptable avec des définitions cibles données, il peut réduire son espace de 10 recherche des modes de codage en ne testant que les modes les plus probables pour chaque définition cible concernée. La figure 5 illustre des étapes mises en oeuvre pour le décodage d'images codées en mettant en oeuvre un mode de réalisation particulier du procédé de codage objet de la présente l'invention, notamment pour décoder les 15 informations transmises après la réalisation de la succession d'étapes des figures 2 à 4. Au cours d'une étape 510, on effectue une sélection de la définition choisie parmi celles qui sont disponibles, c'est-à-dire celles qui ont été transmises. Cette étape de sélection peut être effectuée de façon manuelle, par 20 un utilisateur utilisant, par exemple, le clavier 110 illustré en figure 1, ou de façon automatique suivant les caractéristiques du système d'affichage. Ensuite, au cours d'une étape 520, on lit les informations représentatives des relations débits-distorsion associées, au cours de l'étape 370, aux informations représentatives d'images, par exemple sous la forme d'un 25 message SEI. Puis, au cours d'une étape 530, on effectue le décodage de la couche inférieure qui sert pour la prédiction pour la couche supérieure. On exécute ensuite le décodage de la couche supérieure, au cours d'une étape 540. Le décodage de la couche supérieure est réalisé en fonction du 30 choix de définition effectué au cours de l'étape 510. Plus précisément, la sélection de la définition et du débit étant réalisée, le décodeur sait, grâce aux informations de débit-distorsion pour la définition sélectionnée, la quantité de données à décoder. Suivant le type de codage adaptable en qualité, FGS ou CGS, utilisé lors de l'encodage, deux modes de décodage sont possibles : 2903845 28 - dans le cas où le type de codage adaptable en qualité CGS a été utilisé au cours du codage, le décodeur décode, dans leur intégralité, un nombre déterminé de couches correspondant au débit choisi pour la définition sélectionnée. 5 - dans le cas où le type de codage adaptable en qualité FGS a été utilisé au cours du codage, le décodeur ne décode (après troncature du flux binaire) que la partie de la couche FGS correspondant au débit choisi pour la définition sélectionnée. Au cours d'une étape 550, on réduit les définitions des images de la 10 couche supérieure afin de fournir les définitions correspondant au rapport de définition multiplié par les définitions de la couche inférieure. On rappelle que les images de la couche supérieure ont des définitions horizontale et verticale doubles de celles de la couche inférieure dans le mode de mise en oeuvre préféré. L'étape 550 génère des images dont les définitions correspondent aux 15 besoins de l'utilisateur avec un débit optimal par rapport à la définition sélectionnée. En pratique, l'étape 550 est réalisée en utilisant des filtres sous-échantillonneurs bien connus de l'homme de l'art. Puis, au cours d'une étape 560, on affiche les images sous-échantillonnées résultant de l'étape 550 et correspondant aux définitions 20 sélectionnées par l'utilisateur. On observe que les étapes de décodage de la couche inférieure et de la couche supérieure ne se font pas complètement l'une après l'autre comme au niveau de l'encodage. Les traitements se font par groupe d'images, ou GOP. Ainsi, dès qu'un groupe d'images est décodé pour la couche inférieure, la couche 25 supérieure peut être décodée. On passe ensuite au groupe suivant pour la couche inférieure, et ainsi de suite. A la lecture de la description ci-dessus, on comprend que la mise en oeuvre de la présente invention permet de passer très rapidement d'une définition à une autre. Si le système (ou l'utilisateur) souhaite passer à une définition 30 supérieure en cours de visualisation d'une séquence, il suffit au décodeur de décoder un peu plus de données codées comme indiqué par les informations (tableau ou modèle) de débit-distorsion (pour une qualité équivalente, plus la définition est grande et plus le débit est élevé). La portée de la présente invention ne se limite pas aux modes de 2903845 29 réalisation décrits et représentés mais s'étend, bien au contraire, aux procédé et dispositif tels que définis dans les revendications. En particulier, la présente invention s'applique aussi bien aux cas où la couche supérieure représente la même partie d'image que chaque couche 5 supérieure, par exemple l'intégralité d'une image, qu'aux cas où les différentes couches représentent différentes parties de la même image.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de codage d'une image numérique, comportant une étape de codage selon un format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, pour au moins une partie de l'image et une définition d'image dite cible comprise entre les définitions de deux couches : -une étape d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au moins deux modes de codage de ladite partie d'image dans une couche supérieure en fonction de ladite définition cible, - une étape de sélection d'un mode de codage d'une couche supérieure en fonction du résultat de l'étape d'évaluation et - une étape d'encodage d'au moins une couche supérieure en mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné.

2 û Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'évaluation comporte une étape de décodage d'une couche de définition inférieure à la définition cible, une étape de passage à la même définition, d'une part, de l'image décodée et, d'autre part, de l'image numérique à coder et une étape de détermination de ladite grandeur physique sur les images de même définition.

3 û Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de passage à la même définition, on fait passer à la définition cible, d'une part, de l'image décodée et, d'autre part, de l'image numérique à coder.

4 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape de passage à la même définition comporte une étape de sous-échantillonnage de l'image numérique à coder pour obtenir une image à la définition cible.

5 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'étape de passage à la même définition comporte une étape de sur-échantillonnage de l'image décodée, pour obtenir une image à la définition cible.

6 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de ladite définition cible en fonction d'une demande d'au moins un dispositif de décodage. 2903845 31 7 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, au cours de l'étape d'évaluation, ladite grandeur physique est représentative d'au moins un débit de décodage et/ou d'une distorsion d'une image décodée. 5 8 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque partie d'image est un macrobloc, l'image numérique étant ainsi codées par macrobloc avec, pour chaque macrobloc, un mode de codage de la couche supérieure sélectionné. 9 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 10 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre : - une étape de détermination d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition dite intermédiaire comprise entre les définitions de deux couches, une étape d'association, au résultat de l'étape de codage, 15 d'information représentative d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition intermédiaire. 10 û Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, au cours de l'étape d'association, on associe au résultat de l'étape de codage, de l'information représentative d'au moins une définition intermédiaire et d'au moins 20 un dit débit correspondant à ladite définition intermédiaire, à au moins une grandeur physique dite secondaire . 11 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que ladite grandeur physique secondaire est une distorsion d'image décodée produite par sous-échantillonnage d'une couche supérieure 25 décodée, pour obtenir l'image présentant la définition intermédiaire. 12 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, une pluralité de débits correspondant à une pluralité de distorsions d'image décodée et, au cours de l'étape 30 d'association, on associe une information représentative desdits débits et desdites distorsions au résultat de l'étape de codage. 13 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, des valeurs de paramètres d'un modèle de 2903845 32 débit d'image décodée en fonction d'une distorsion de ladite image décodée, et, au cours de l'étape d'association, on associe une information représentative desdites valeurs de paramètres au résultat de l'étape de codage. 14 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, 5 caractérisé en ce que, au cours de l'étape de détermination, on détermine, pour au moins une définition intermédiaire, des couples débits-distorsion et, au cours de l'étape d'association, on associe une information représentative desdits couples au résultat de l'étape de codage. 15 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, 10 caractérisé en ce que, au cours de l'étape de codage, on met en oeuvre un codage vidéo adaptable SVC. 16 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de codage, la définition supérieure est une puissance de deux fois la définition inférieure, dans chaque dimension 15 d'image. 17 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'apprentissage, au cours de laquelle on détermine, pour au moins une définition cible, des modes de codage plus couramment sélectionnés et, au cours de l'étape d'évaluation, on met en oeuvre 20 lesdits modes de codage les plus couramment utilisés. 18 û Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sélection, on met en oeuvre des modes de codage associés, en mémoire, à la définition cible. 19 - Dispositif de codage d'une image numérique, comportant un 25 moyen de codage selon un format comportant une couche de définition inférieure et au moins une couche de définition supérieure, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre : - un moyen d'évaluation d'au moins une grandeur physique pour au moins deux modes de codage d'au moins une partie d'image dans une couche 30 supérieure en fonction d'une définition dite cible comprise entre les définitions de deux couches, - un moyen de sélection adapté à sélectionner, pour ladite partie d'image, un mode de codage d'une couche supérieure en fonction de l'évaluation et 2903845 33 - un moyen d'encodage d'au moins une couche supérieure mettant en oeuvre, pour chaque dite partie d'image, le mode de codage sélectionné. 20 û Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le moyen d'évaluation est adapté à décoder une couche de définition inférieure à la 5 définition cible, à faire passer à la même définition, d'une part, l'image décodée et, d'autre part, l'image numérique à coder et à déterminer ladite grandeur physique sur les images de même définition. 21 û Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le moyen d'évaluation est adapté à faire passer à la définition cible, d'une part, de 10 l'image décodée et, d'autre part, de l'image numérique à coder. 22 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce que le moyen d'évaluation est adapté à sous-échantillonner l'image numérique à coder pour obtenir une image à la définition cible. 23 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, 15 caractérisé en ce que le moyen d'évaluation est adapté à sur-échantillonner l'image décodée, pour obtenir une image à la définition cible. 24 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de détermination de la définition cible en fonction d'une demande d'au moins un dispositif de décodage. 20 25 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce que le moyen d'évaluation est adapté à ce que ladite grandeur physique soit représentative d'au moins un débit de décodage et/ou d'une distorsion d'une image décodée. 26 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, 25 caractérisé en ce que chaque partie d'image est un macrobloc, l'image numérique étant ainsi codées par macrobloc avec, pour chaque macrobloc, un mode de codage de la couche supérieure sélectionné. 27 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 26, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre : 30 - un moyen de détermination d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion correspondant à une définition dite intermédiaire comprise entre les définitions de deux couches, un moyen d'association, au résultat du codage, d'information représentative d'au moins un débit de données et/ou d'au moins une distorsion 2903845 34 correspondant à une définition intermédiaire. 28 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 27, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'apprentissage adapté à déterminer, pour au moins une définition cible, des modes de codage plus couramment 5 sélectionnés, le moyen d'évaluation étant adapté à mettre en oeuvre lesdits modes de codage les plus couramment utilisés. 29 û Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 28, caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire qui conserve des modes de codage associés à au moins une définition cible, le moyen de sélection étant 10 adapté à mettre en oeuvre des modes de codage associés, en mémoire, à la définition cible. 30 - Système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif terminal équipé d'un 15 dispositif de codage selon l'une quelconque des revendications 19 à 29 et au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de décodage. 31 -Programme d'ordinateur chargeable dans un système informatique, ledit programme contenant des instructions permettant la mise en oeuvre du procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, 20 lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique. 32 - Support d'informations lisibles par un ordinateur ou un microprocesseur, amovible ou non, conservant des instructions d'un programme informatique, caractérisé en ce qu'il permet la mise en oeuvre du procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18. 25