FR2904164A1 - Procedes et dispositifs de filtrage et de codage, procedes et dispositifs de decodage associes, systeme de telecommunication et programme d'ordinateur les mettant en oeuvre. - Google Patents

Abstract

Le procédé de filtrage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons dits « initiaux » comporte, pour obtenir une sous-bande :i) pour chaque échantillon initial à filtrer :a. une première étape de filtrage (210) en appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés,b. une étape de sélection (215) d'un dit échantillon primaire filtré en mettant en oeuvre au moins un critère prédéterminé pour constituer une sous-bande intermédiaire etii) une deuxième étape de filtrage (215) effectuant uniquement un simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de filtrage, un

procédé et un dispositif de codage, un procédé et un dispositif de décodage, un système de télécommunication mettant en oeuvre ces dispositifs et des programmes d'ordinateur mettant en oeuvre ces procédés.

La présente invention concerne, de manière générale, le filtrage, la compression, le codage, la décompression et le décodage de signaux numériques multidimensionnels, notamment de signaux représentatifs d'images fixes ou animées. Dans le cas, par exemple, d'un appareil photo numérique, une image numérique est constituée d'un ensemble de N x M pixels (compression de picture element ou élément d'image), où N est la hauteur de l'image et M la largeur de l'image, en pixels. L'image est généralement codée avant d'être stockée en mémoire. Les données initiales, c'est-à-dire l'information représentative des pixels de l'image, sont organisées en un tableau bidimensionnel accessible, par exemple, ligne à ligne. Cependant, préalablement à son codage, une image numérique subit une transformation consistant à appliquer un filtre à tout ou partie d'une image numérique. Réciproquement, lors du décodage d'une image numérique codée, l'image subit une transformation inverse. Le filtre mis en oeuvre au cours de la transformation initiale est un produit de convolution entre le signal d'image et un vecteur prédéterminé permettant, pour chaque pixel de la zone à laquelle il s'applique, de modifier sa valeur en fonction des valeurs des pixels avoisinants, affectées de coefficients, ou poids. C'est un but de la présente invention de minimiser le coût de codage 30 pour obtenir une compression de signal optimale, comme requis, dans l'article de Shoham, Y. et Gersho, A., Efficient bit allocation for an arbitrary set of 1 2904164 2 quantizers Vector Quantization, Abut, H. (Ed.), IEEE Press, 1990, pages 289 à 296. Il est connu, notamment d'après le document WO 2004056120, une technique de filtrage permettant de réduire la quantité d'information contenue 5 dans les sous-bandes de fréquence d'une image. Cette technique s'appuie sur la technique de décomposition en bandelettes. En utilisant la décomposition en bandelettes pour filtrer une image, le signal est tout d'abord analysé de façon à détecter des régularités locales dans le flux. En effet, les parties du signal qui ont un flux homogène sont isolées et filtrées en tenant compte de la direction du 10 flux. Ainsi, le filtrage génère un signal qui contient moins d'information que le signal non filtré et la compression qui s'ensuit est plus efficace. Toutefois, cette technique nécessite un grand nombre de calculs. En effet, il faut analyser le signal de façon à identifier les parties ayant un flux homogène, ce qui constitue une opération complexe. 15 De plus, cette technique ne permet pas la séparabilité, capacité d'un filtre à être appliqué, indépendamment, sur les différentes dimensions du signal, par exemple, le long des lignes et le long les colonnes ou inversement. C'est un des buts de la présente invention de réaliser un filtrage tenant compte de la propriété de séparabilité, de faible complexité, tout en 20 maintenant un bon niveau de compression. C'est aussi un des buts de la présente invention d'optimiser le compromis compression - distorsion pour le codage d'un signal multidimensionnel. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un 25 procédé filtrage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons dits initiaux , qui comporte, pour obtenir une sous-bande : i) pour chaque échantillon initial à filtrer : a. une première étape de filtrage en appliquant un filtre passe-haut 30 selon une pluralité d'orientations géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés, 2904164 3 b. une étape de sélection d'un dit échantillon primaire filtré en mettant en oeuvre au moins un critère prédéterminé pour constituer une sous-bande intermédiaire et ii) une deuxième étape de filtrage effectuant uniquement un simple sous- 5 échantillonnage de la sous-bande intermédiaire. Grâce à ces dispositions, l'optimisation qui résulte de la sélection de l'échantillon primaire n'est pas perdue par le filtrage secondaire qui est appliqué à l'échantillon primaire sélectionné. De plus, le sous-échantillonnage est aisé et rapide à mettre en oeuvre. 10 On peut ainsi optimiser un critère de sélection dans le cadre d'un filtrage intermédiaire passe-haut présentant une pluralité d'orientations géométriques possibles. L'inventeur a découvert que, pour le signal multidimensionnel résultant de l'application du procédé objet de la présente invention, le compromis débit-distorsion obtenu est supérieur à celui obtenu 15 avec les procédés de l'art antérieur. Selon des caractéristiques particulières, au cours de la première étape de filtrage, on applique le filtre passe-haut en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, et, au cours de la deuxième étape de filtrage, on effectue le simple sous-échantillonnage de la sous-bande 20 intermédiaire en parcourant la sous-bande intermédiaire dans une deuxième dimension de l'image. Grâce à ces dispositions, deux dimensions d'image sont traitées successivement, rendant le procédé de filtrage et le procédé inverse simples et rapides à mettre en oeuvre. 25 Selon des caractéristiques particulières, au cours de chaque étape de filtrage, on applique un sous-échantillonnage réduisant le nombre d'échantillons dans une dimension d'image, de telle manière que le nombre d'échantillons de la sous-bande est réduit dans chaque dimension d'image, par rapport à une image représentée par le signal à filtrer.

Ainsi, chaque signal filtré d'une image présente une définition réduite, dans chaque dimension de l'image. Pour un sous-échantillonnage de coefficient 2904164 deux, quatre signaux filtrés comportent, ensemble, autant d'échantillons que le signal à filtrer. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède l'amplitude 5 minimale. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède un coût de codage minimal, la fonction de coût de codage étant une combinaison linéaire du débit et de la distorsion générés. 10 Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, on effectue un codage des échantillons filtrés et on sélectionne l'échantillon filtré qui occupe, une fois codé, un espace mémoire minimal. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, on effectue une mesure d'erreur des échantillons filtrés, par rapport à 15 l'échantillon initial, et on sélectionne l'échantillon filtré qui présente une mesure d'erreur minimale. Grâce à chacune de ces dispositions, l'échantillon sélectionné présente un bon compromis entre la qualité qu'il permet d'obtenir et l'occupation d'un canal de transmission ou d'une mémoire. 20 Selon des caractéristiques particulières, le procédé de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus comporte une étape d'association à chaque échantillon de la sous-bande, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour former l'échantillon filtré sélectionné correspondant. 25 Selon des caractéristiques particulières, le procédé de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus comporte une étape d'association aux échantillons de la sous-bande, d'une information représentative du filtre passe-haut appliqué au cours de la première étape de filtrage. Grâce à chacune de ces dispositions, à la réception, on peut 30 connaître les conditions de filtrage et, par exemple, appliquer un filtre inverse pour estimer l'échantillon initial afin de reconstruire l'image. 2904164 5 Selon des caractéristiques particulières, le procédé de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, pour obtenir un signal filtré, pour chaque échantillon initial à filtrer : - pour fournir une première sous-bande, la première étape de 5 filtrage appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, verticale ou horizontale, l'étape de sélection d'un échantillon primaire filtré et, pour chaque échantillon primaire filtré sélectionné, la deuxième étape de filtrage effectuant uniquement un simple 10 sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, horizontale ou verticale, respectivement ; - pour fournir une deuxième sous-bande, deux étapes de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquées successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale ; 15 - pour fournir une troisième sous-bande, une étape de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la deuxième 20 dimension de l'image et l'étape de sélection d'un échantillon primaire filtré, et - pour fournir une quatrième sous-bande, une étape de filtrage passe-haut comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques 25 et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et l'étape de sélection d'un échantillon primaire filtré. Selon des caractéristiques particulières, au cours de la deuxième étape de filtrage, le simple échantillonnage consiste à ne conserver qu'un échantillon pour représenter une pluralité d'échantillons alignés selon une 30 dimension du signal multidimensionnel. Grâce à ces dispositions, l'étape de sous-échantillonnage est simple à implémenter et son déroulement est rapide. 2904164 6 Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de codage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons, qui comporte un procédé de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus et une étape de codage de l'échantillon filtré sélectionné. 5 Selon des caractéristiques particulières, lorsque le procédé de filtrage comporte une étape d'association, à l'échantillon filtré sélectionné, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre appliqué à l'échantillon filtré et/ou d'au moins un filtre appliqué à l'échantillon initial, au cours de l'étape de codage, on effectue le codage avec perte sur les données 10 d'échantillon filtré sélectionné et sans perte sur ladite information représentative. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé représentant au moins une sous-bande comportant une pluralité d'échantillons codés, qui comporte : 15 - une étape de décodage des échantillons codés, - une étape de filtrage qui consiste en un simple sur-échantillonnage de la sous-bande pour fournir une sous-bande sur-échantillonnée, - une étape de décodage d'une information représentative d'une 20 orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, - une étape de filtrage inverse de la sous-bande sur-échantillonnée, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre ladite orientation géométrique de filtre. Selon des caractéristiques particulières, le procédé de décodage tel 25 que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, une étape de décodage d'une information représentative d'au moins un filtre utilisé pour former l'échantillon filtré et, au cours de l'étape de filtrage inverse on applique un filtre inverse correspondant audit filtre utilisé pour former l'échantillon filtré. Selon des caractéristiques particulières, le procédé de décodage tel 30 que succinctement exposé ci-dessus comporte, pour obtenir une sous-bande de résolution supérieure à partir de quatre sous-bandes de résolution inférieure à décoder : 2904164 7 - une étape de décodage, pour chacune de la première, la troisième et la quatrième sous-bande de résolution inférieure, d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, 5 - à partir de la première sous-bande de résolution inférieure, l'étape de filtrage consistant en un simple sur-échantillonnage de la première sous-bande de résolution inférieure, en parcourant la première sous-bande de résolution inférieure selon une première dimension de l'image, horizontale ou verticale, et l'étape de filtrage inverse de la première sous-bande sur- 10 échantillonné, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la première sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, verticale ou horizontale, pour fournir une première sous-bande intermédiaire ; 15 - à partir de la deuxième sous-bande de résolution inférieure, deux étapes de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, appliquées successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale, pour fournir une deuxième sous-bande intermédiaire ; - à partir de la troisième sous-bande de résolution inférieure, l'étape 20 de filtrage inverse qui applique, à la troisième sous-bande, un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la troisième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et une étape de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant les 25 échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une troisième sous-bande intermédiaire ; - à partir de la quatrième sousbande de résolution inférieure, l'étape de filtrage inverse qui applique, à la quatrième sous-bande, un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la 30 quatrième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et l'étape de filtrage passe-haut comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant 2904164 8 les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une quatrième sous-bande intermédiaire et - une étape de combinaison des premières à quatrième sous-bandes intermédiaires pour produire la sous-bande de résolution supérieure. 5 Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un dispositif de filtrage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons dits initiaux , qui comporte, pour obtenir une sous-bande : - un premier moyen de filtrage qui applique à chaque échantillon initial à filtrer, un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations 10 géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés, - un moyen de sélection d'un dit échantillon primaire filtré pour chaque échantillon initial, en mettant en oeuvre au moins un critère prédéterminé, pour constituer une sous-bande intermédiaire et - un deuxième moyen de filtrage effectuant uniquement un simple 15 sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire. Selon des caractéristiques particulières, le premier moyen de filtrage est adapté à appliquer le filtre passe-haut en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, et le deuxième moyen de filtrage est adapté à effectuer le simple sous-échantillonnage de la sous-bande 20 intermédiaire en parcourant la sous-bande intermédiaire dans une deuxième dimension de l'image. Selon des caractéristiques particulières, chaque moyen de filtrage est adapté à appliquer un sous-échantillonnage réduisant le nombre d'échantillons dans une dimension d'image, de telle manière que le nombre 25 d'échantillons de la sousbande est réduit dans chaque dimension d'image, par rapport à une image représentée par le signal à filtrer. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de sélection est adapté à sélectionner l'échantillon primaire filtré qui possède l'amplitude minimale. 30 Selon des caractéristiques particulières, le moyen de sélection est adapté à sélectionner l'échantillon primaire filtré qui possède un coût de codage 2904164 9 minimal, la fonction de coût de codage étant une combinaison linéaire du débit et de la distorsion générés. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de :sélection est adapté à effectuer un codage des échantillons filtrés et à sélectionner 5 l'échantillon filtré qui occupe, une fois codé, un espace mémoire minimal. Selon des caractéristiques particulières, le moyen de sélection est adapté à effectuer une mesure d'erreur des échantillons filtrés, par rapport à l'échantillon initial, et à sélectionner l'échantillon filtré qui présente une mesure d'erreur minimale. 10 Selon des caractéristiques particulières, le dispositif de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus comporte un moyen d'association à chaque échantillon de la sous-bande, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour former l'échantillon filtré sélectionné correspondant. 15 Selon des caractéristiques particulières, le dispositif de filtrage tel que succinctement exposé ci-dessus comporte un moyen d'association aux échantillons de la sous-bande, d'une information représentative du filtre passe-haut appliqué par le premier moyen de filtrage. Selon des caractéristiques particulières : 20 - pour fournir une première sous-bande, le premier moyen de filtrage appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon une première dimension de l'image, verticale ou horizontale, le moyen de sélection sélectionne un échantillon primaire filtré et le deuxième moyen de filtrage 25 effectue uniquement un simple sous-échantillonnage en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, horizontale ou verticale, respectivement ; - pour fournir une deuxième sous-bande, deux moyens de filtrage passe-bas réalisant, chacun, un sous-échantillonnage, s'appliquent 30 successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale ; - pour fournir une troisième sous-bande, un moyen de filtrage passe-bas réalise un souséchantillonnage appliqué en parcourant les 2904164 10 échantillons selon la première dimension d'image, le premier moyen de filtrage, appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et le moyen de sélection sélectionne un échantillon 5 primaire filtré, et - pour fournir une quatrième sous-bande, un moyen de filtrage passe-haut réalisant un sous-échantillonnage, s'applique en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, le premier moyen de filtrage, appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientation géométriques et 10 un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et le moyen de sélection d'un échantillon primaire filtré. Selon un cinquième aspect, la présente invention vise un dispositif de codage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons, qui comporte un dispositif de filtrage tel que succinctement 15 exposé ci-dessus et un moyen de codage de l'échantillon filtré sélectionné. Selon des caractéristiques particulières, lorsque le dispositif de filtrage comporte un moyen d'association, à l'échantillon filtré sélectionné, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre appliqué à l'échantillon filtré et/ou d'au moins un filtre appliqué à l'échantillon initial, le 20 moyen de codage est adapté à effectuer le codage avec perte sur les données d'échantillon filtré sélectionné et sans perte sur ladite iinformation représentative. Selon un sixième aspect, la présente invention vise un dispositif de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé représentant au moins 25 une sous-bande comportant une pluralité d'échantillons codés, qui comporte : un moyen de décodage des échantillons codés, - un moyen de filtrage qui consiste en un simple sur-échantillonnage de la sous-bande pour fournir une sous-bande sur-échantillonnée, 30 - un moyen de décodage d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, 2904164 11 - un moyen de filtrage inverse de la sous-bande sur-échantillonnée, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre ladite orientation géométrique de filtre. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif de décodage tel 5 que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, un moyen de décodage d'une information représentative d'au moins un filtre utilisé pour former l'échantillon filtré et le moyen de filtrage inverse est adapté à appliquer un filtre inverse correspondant audit filtre utilisé pour former l'échantillon filtré. Selon des caractéristiques particulières, pour obtenir une sous- 10 bande de résolution supérieure à partir de quatre sous-bandes de résolution inférieure à décoder : - un moyen de décodage décode, pour chacune de la première, la troisième et la quatrième sous-bande de résolution inférieure, une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel 15 passe-haut, - à partir de la première sous-bande de résolution inférieure, le moyen de filtrage consistant en un simple sur-échantillonnage de la première sous-bande de résolution inférieure, parcourt les échantillons selon une première dimension de l'image, horizontale ou verticale, et le moyen de filtrage 20 inverse applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la première sous-bande de résolution inférieure, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, verticale ou horizontale, pour fournir une première sous-bande intermédiaire ; 25 - à partir de la deuxième sous-bande de résolution inférieure, deux moyens de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, s'appliquent successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale, pour fournir une deuxième sous-bande intermédiaire ; - à partir de la troisième sous-bande de résolution inférieure, le 30 moyen de filtrage inverse applique à la troisième sous-bande de résolution inférieure un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la troisième sous-bande de résolution inférieure, en parcourant 2904164 12 les échantillons selon la première dimension de l'image et un moyen de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage s'applique en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une troisième sous-bande intermédiaire ; 5 - à partir de la quatrième sous-bande de résolution inférieure, le moyen de filtrage inverse à la quatrième sous-bande de résolution inférieure un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la quatrième sous-bande de résolution inférieure, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et le moyen de filtrage 10 passe-haut comportant un sur-échantillonnage, s'applique en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une quatrième sous-bande intermédiaire et - un moyen de combinaison combine les premières à quatrième sous-bandes intermédiaires pour produire la sous-bande de résolution 15 supérieure. Selon un septième aspect, la présente invention vise un système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, qui comporte au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de codage tel que succinctement exposé ci- 20 dessus au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de décodage tel que succinctement exposé ci-dessus. Selon un huitième 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 filtrage, 25 la mise en oeuvre du procédé de codage et/ou la mise en oeuvre du procédé de décodage tels que succinctement exposés ci-dessus, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique. Les avantages, buts et caractéristiques de ce procédé de codage, de ce procédé de décodage, de ce dispositif de filtrage, de ce dispositif de codage, 30 de ce dispositif de décodage, de ce système de télécommunication et de ce programme d'ordinateur étant similaires à ceux du procédé de filtrage, tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. 2904164 13 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 logigramme, des étapes de 5 procédé de codage, de transmission et de décodage d'une image ; - la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procéclé de filtrage objet de la présente invention ; - la figure 3 représente, schématiquement, des exemples de sous-10 bandes d'une image en cours de traitement, - la figure 4 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier des dispositifs et du système objets de la présente invention et - la figure 5 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé de 15 décodage objet de la présente invention. Avant de décrire les caractéristiques des procédés et dispositifs objets de la présente invention, on décrit, en regard de la figure 1, les étapes successives d'une transmission d'image avec compression par échantillons, par exemple des éléments d'image, ou pixels, et codage entropique. 20 On observe, tout d'abord, en figure 1, une étape 105 d'entrée d'une image numérique destinée à être compressée en vue d'un stockage ou d'une transmission. Cette étape 105 peut, selon les applications de la présente invention, être réalisée par chargement d'un fichier image à partir d'une mémoire ou d'un réseau informatique ou par capture d'une image, par exemple 25 par un appareil photo numérique ou un camescope numérique. L'image est ensuite filtrée, au cours d'une étape de filtrage 110, en mettant en oeuvre le procédé de filtrage objet de la présente invention, pour obtenir une image filtrée formée d'échantillons filtrés sélectionnés, préférentiellement associés à des informations représentatives de filtres et 30 d'orientations de filtres. L'étape 110 est détaillée en regard de la figure 2, dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. 2904164 14 Puis, l'image filtrée est quantifiée, au cours d'une étape 115 de quantification, puis codée au cours d'une étape de codage entropique 120, selon des techniques connues en soi. L'image ainsi compressée est stockée en mémoire ou transmise, ce deuxième casétant illustré par l'étape 125. 5 Après réception, et éventuellement stockage en mémoire, l'image codée reçue subit, successivement, une étape de décodage entropique 130, de déquantification, ou quantification inverse, 135 et de transformation inverse de la transformation effectuée au cours de l'étape 110, au cours de l'étape 140 détaillée en regard de la figure 5. L'image obtenue à la fin de ces étapes est 10 l'image décompressée qui est sortie, par exemple pour être stockée ou affichée, au cours d'une étape 145. On observe, en figure 2, l'étape de transformation 110 d'une image selon une résolution. On rappelle que, dans le vocabulaire du filtrage par sous-bandes, une résolution est un ensemble de sousbandes de mêmes 15 dimensions, qui sont toutes issues du filtrage multidimensionnel de la même sous-bande. Au cours de l'étape 110, on souhaite décomposer l'image originale sur un nombre de résolutions prédéterminé, par exemple sur trois résolutions. L'étape de transformation 110 comporte, dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, d'abord, une étape 200 de sélection d'une 20 image à traiter, puis une étape 205 de sélection d'une sous-bande à décomposer. Si on n'a pas encore décomposé l'image initiale en sous-bandes, l'image initiale est considérée comme la sous-bande à décomposer. Si des sous-bandes ont déjà été produites, c'est-à-dire si l'image initiale a déjà été 25 décomposée en sous-bandes, la sous-bande sélectionnée au cours de l'étape 205 est, dans le cas où la dernière sous-bande d'une résolution n'a pas encore été traitée, la sous-bande suivante dans la même résolution et, dans le cas où la dernière sous-bande d'un résolution a été traitée et qu'il reste au moins une résolution à traiter, la première sous-bande de la résolution suivante. 30 En variante, on ne traite, dans chaque résolution, que la première sous-bande, c'est-à-dire l'image initiale pour la première résolution, et l'image initiale ayant subit des filtrages passe-bas comportant des sous- 2904164 15 échantillonnages, pour les résolutions suivantes, comme illustré en figure 3 par les sous-bandes 305, 310 et 330. Puis, au cours d'étapes de filtrage et de sélection 210 et 215, on applique au moins un filtrage multidimensionnel à la sous-bande à décomposer, 5 afin de produire les sous-bandes de résolution inférieure. Un filtrage multidimensionnel est lui-même composé de plusieurs filtrages monodimensionnels, chaque filtrage monodimensionnel étant appliqué à une des dimensions du signal à filtrer, c'est-à-dire en parcourant la sous-bande parallèlement à l'une des dimensions d'image pour appliquer le filtrage à 10 chaque échantillon d'image. Ainsi, pour une image de dimension deux, il y a deux types de filtrage monodimensionnels possibles, passe-haut ou passe-bas, dans chaque dimension, horizontale ou verticale. Dans la suite de la description, on identifie une combinaison de filtrages monodimensionnels, combinaison aussi appelée 15 filtrage multidimensionnel, par deux lettres, XY , notation dans laquelle la première lettre, X , indique le type de filtrage appliqué le long de la première dimension (par exemple la dimension horizontale, c'est-à-dire ligne par ligne) et dans laquelle la deuxième lettre, Y , indique le filtrage appliqué le long de la seconde dimension (par exemple verticale, c'est-à-dire colonne par colonne). 20 Les lettres X et Y peuvent représenter, par exemple, un type de filtre monodimensionnel passe-haut ou passe-bas. Pour une séquence d'images, de dimension trois, il y a huit combinaisons de types de filtrage monodimensionnels possibles, passe-haut ou passe-bas, chaque combinaison étant, aussi, appelée filtrage 25 multidimensionnel. On identifie chacun des filtrages multidimensionnels par trois lettres, XYZ , notation dans laquelle la première lettre, X ., indique le type de filtrage appliqué le long de la première dimension (par exemple la dimension horizontale), dans laquelle la deuxième lettre, Y , indique le filtrage appliqué le long de la seconde dimension (par exemple verticale) et 30 dans laquelle la troisième lettre, Z , indique le filtrage appliqué le long de la troisième dimension (par exemple le temps). Les lettres X , Y et Z 2904164 16 peuvent représenter, par exemple, un type de filtre monodimensionnel passe-haut ou passe-bas. On désigne par H un filtre monodimensionnel passe-haut sans sélection de la direction d'application (par exemple un filtrage convolutif passe- 5 haut suivi d'un sous-échantillonnage d'un facteur 2, décrit dans l'article de Stéphane Mallat, A Theory for Multiresolution Signal Decomposition: The Wavelet Representation. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 11(7): 674-693 (1989)) comportant un sous-échantillonnage dans la direction d'application du filtre. 10 On désigne par L , un filtre monodimensionnel passe-bas classique (par exemple, un filtrage convolutif passe-bas suivi d'un sous-échantillonnage d'un facteur 2, décrit dans ce même article) comportant un sous-échantillonnage dans la direction d'application du filtre. Par exemple, un filtrage LH signifie que l'on applique un filtre passe-bas comportant un sous- 15 échantillonnage en parcourant la sous-bande ligne par ligne et un filtre passe-haut comportant un sous-échantillonnage en parcourant la sous-bande colonne par colonne. Lorsque l'on effectue une décomposition classique d'une image en sous-bandes, les quatre filtrages multidimensionnels possibles sont donc 20 représentés par les couples de lettres LL , LH , HL et HH . En considérant les quatre filtrages multidimensionnels possibles ainsi identifiés, on produit quatre nouvelles sous-bandes. Chacun des filtrages comportant un sous-échantillonnage d'un facteur deux dans sa direction d'application, c'est-à-dire verticalement ou horizontalement, la somme des nombres d'échantillons 25 des nouvelles sous-bandes ainsi produites est égale au nombre d'échantillons de la sous-bande initiale, comme illustré en figure 3. On observe que l'un des filtres passe-bas particuliers est constitué d'un simple sous-échantillonnage consistant à représenter une pluralité de points d'images, ou pixels, par un seul point d'image. On rappelle que plusieurs 30 méthodes de sous-échantillonnage existent. Par exemple, le point d'image résultant du sous-échantillonnage prend comme valeur l'une des valeurs des points d'images à représenter. Selon un autre exemple, le point d'image 2904164 17 résultant du sous-échantillonnage prend comme valeur la moyenne des valeurs des points d'images à représenter. Dans le cas où le sous-échantillonnage ne possède pas un facteur entier, on peut, par exemple, donner comme valeur au point d'image résultant du sous-échantillonnage, une moyenne pondérée des 5 valeurs de plusieurs points d'image, certains points d'image initiaux étant représentés par plusieurs points d'image. Dans la présente invention, les sous-échantillonnages mis en oeuvre sont, préférentiellement, des sous-échantillonnages à facteur entier, par exemple représentant deux points d'images successifs, dans l'ordre de 10 parcours des échantillons, par un point d'image ayant pour valeur la valeur de l'un des points d'image initiaux ou la moyenne des valeurs des points d'images initiaux. Dans la suite de la description, on note Ls les filtres passe-bas consistant uniquement en un simple sous-échantillonnage. 15 Conformément à la présente invention, pour au moins une partie des échantillons, on met en oeuvre un filtrage monodimensionnel passe-haut H selon une pluralité d'orientations géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés et on sélectionne l'un des échantillons filtrés selon un critère de sélection prédéterminé. Ce type de filtrage passe-haut est 20 noté Ho et comporte un sous-échantillonnage dans sa direction d'application, c'est-à-dire le long du parcours de la sous-bande à filtrer. Par exemple, les matrices suivantes représentent des applications du même filtre [-1, 2, -1] selon quatre orientations géométriques différentes, à 45 degrés l'une de l'autre : 25 0 -1 0 M1= 0 2 0 0 -1 0 30 0 0 -1 M2= 0 2 0 -1 0 0 2904164 18 0 0 0 M3 = -1 2 -1 0 0 0 -1 0 0 M4= 0 2 0 0 0 -1 10 De plus, conformément à la présente invention, au cas où au moins un filtrage est appliqué ultérieurement à l'échantillon primaire filtré, ce filtrage est uniquement un simple sous-échantillonnage du signal, noté Ls . Ainsi, à la fin du filtrage d'une sous-bande, l'optimisation d'un critère, par exemple de qualité, de coût, de distorsion, d'amplitude ou de débit, qui a 15 été effectuée par sélection d'un échantillon primaire filtré n'est pas amoindrie par un éventuel filtrage consécutif. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, à partir des quatre filtres définis plus haut, c'est-à-dire les filtres L, H, Ho et Ls, on n'utilise un filtrage Ho que lorsqu'il n'est pas suivi d'un filtre secondaire d'un type différent 20 du type Ls, c'est-à-dire simple sous-échantillonnage. Ainsi, parmi les 16 filtrages multidimensionnels correspondant aux 16 combinaisons possibles de ces quatre types de filtre, conformément à la présente invention, on n'en utilise, au plus, que quatre. Le tableau suivant montre les filtrages multidimensionnels mis en 25 oeuvre conformément à la présente invention. Filtrage d'une sous-bande Commentaire LL Pas de filtre H impliqué donc le filtrage est identique à la méthode classique LHo Le filtre Ho est le dernier filtre, donc l'échantillon qu'il produit est l'échantillon final. L'optimisation de l'échantillon sélectionné est valable. 5 2904164 19 HoLs Le filtre Ho n'est pas le dernier filtre. Pour que l'échantillon sélectionné qu'il produit reste optimisé par le filtrage consécutif, on applique un filtrage Ls qui laisse l'optimisation valide. HHo Le premier filtrage passe-haut produit un échantillon qui peut être modifié par le second filtrage passe-haut. Il n'est pas constitué d'un filtre Ho car l'optimisation du premier filtrage pourrait ne plus être valide après le deuxième filtrage. En revanche, le deuxième filtrage passe-haut produit l'échantillon final, donc on peut appliquer un filtre Ho. Ainsi, comme on l'observe en figure 3, par traitement de la sous-bande initiale 305, qui est, en fait, l'image initiale, on produit une première sous-bande HoLs 315, une deuxième sous-bande LL 310, une troisième 5 sous-bande LHo 320 et une quatrième sous-bande HHo 325. A partir de la deuxième sous-bande LL 310, on produit, de la même manière, une sous-bande LL 330, noté LLLL , une sous-bande HoLs 335, notée LLHoLs , une sous-bande LHo 340, notée LLLHo , et une sous-bande HHo 345, notée LLHHo et ainsi de suite, pour les résolutions 10 successives. On observe qu'en tridimensionnel (par exemple codage de vidéo dans lequel le déplacement dans la troisième dimension correspond au passage d'une image à une autre), le tableau des successions de filtrages conforme à la présente invention est le tableau suivant, dans lequel les lettres 15 successives représentent les types de filtres appliqués successivement dans les trois dimensions : Filtrage multidimensionnel LLL LLHo 2904164 LHoLs LHHo HoLsLs HLHo HHoLs HHHo Ainsi, conformément à la présente invention, on applique, lors du filtrage d'une sous-bande le long de ses différentes dimensions, la règle suivante : 5 - seul le dernier filtrage de type passe-haut de la série est du type Ho, c'est-à-dire avec sélection d'un échantillon parmi des échantillons obtenus par application de filtres selon une pluralité d'orientation géométriques différentes, les autres filtrages passe haut étant de type H, sans sélection et - les filtres passe-bas qui suivent un filtrage Ho sont tous de type 10 Ls, c'est-àdire uniquement un simple sous-échantillonnage. Au cours de l'étape 210, et dans le mode de réalisation préféré appliqué à une image fixe (de dimension deux), on applique à la sous-bande à décomposer, les couples de filtrages monodimensionnels suivants : - LL, 15 - L, suivi d'une pluralité de parcours de la deuxième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours, - une pluralité de parcours de la première dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour 20 chaque parcours et - H, suivi d'une pluralité de parcours de la deuxième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours. Pour les trois derniers cas et pour chaque échantillon, ou pixel, les 25 résultats de la première étape de filtrage 210 sont des sous-bandes appelées échantillons filtrés primaires . 20 2904164 21 Puis, au cours de l'étape 215, on sélectionne, pour chacun des trois derniers cas, parmi les échantillons filtrés primaires, l'échantillon filtré primaire qui optimise un critère prédéterminé. Puis, pour le troisième cas, on effectue, sur la sous-bande intermédiaire ainsi formée, une deuxième étape de filtrage 5 consistant uniquement en un simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire obtenue par cette sélection, afin que les deux dimensions aient été sous-échantillonnées. Ainsi, les quatre sous-bandes produites par les quatre filtrages multidimensionnels présentent la même définition, égale à un quart de celle de la sous-bande initiale, ou signal, à filtrer. 10 On observe que, dans le cas de séquences d'images, le signal à filtrer correspond à une représentation en trois dimensions, la première représentant un parcours de la succession d'images ligne par ligne en restant dans la même image, la deuxième, colonne par colonne en restant dans la même image et, la troisième image par image, en restant sur le pixel de mêmes 15 coordonnées dans l'image, par exemple. Dans ce cas, au cours de l'étape 210, on applique, au signal à filtrer, les filtrages : LLL, - LL, suivi d'une pluralité de parcours de la troisième dimension en 20 mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours, - LH, suivi d'une pluralité de parcours de la troisième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours, 25 - HL, suivi d'une pluralité de parcours de la troisième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours, - HH, suivi d'une pluralité de parcours de la troisième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques 30 différentes pour chaque parcours, 2904164 22 - L, suivi d'une pluralité de parcours de la deuxième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours, - une pluralité de parcours de la première dimension en mettant en 5 oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours et - H, suivi d'une pluralité de parcours de la deuxième dimension en mettant en oeuvre un filtre selon une pluralité d'orientations géométriques différentes pour chaque parcours. 10 Puis, pour chacun des sept derniers cas, issus d'un prernier filtrage fournissant des échantillons primaires filtrés, au cours de l'étape 215, on sélectionne, échantillon par échantillon (pixel par pixel, dans le cas d'une image), l'orientation de filtre qui optimise un critère de sélection pour obtenir des échantillons primaires filtrés. Puis, on effectue, pour les trois derniers cas 15 pour lesquels la sélection a fourni des sous-bandes intermédiaires, dans chaque dimension non encore parcourue, un deuxième filtrage consistant uniquement en un simple sous-échantillonnage dans la dimension en question. On obtient, ainsi, huit signaux filtrés possédant, chacun, un nombre d'échantillons égal à un huitième du nombre d'échantillons de la sous-bande, 20 ou signal, à filtrer initiale. L'étape 215 produit ainsi des sous-bandes, en nombre qui dépend du nombre de résolutions traitées, du nombre de sous-bande de définition supérieure traitées pour former des sous-bandes de définition inférieure et du nombre de dimensions du signal à filtrer, qui sont quantifiées au cours de 25 l'étape suivante. On observe que, en variante, on sélectionne le filtrage primaire correspondant à l'une des orientations géométriques, après l'étape de filtrage secondaire appliquant uniquement un sous-échantillonnage des échantillons primaires filtrés, ici dans le cas du filtre HoLs et, en trois dimensions, dans les cas des filtrages LHoLs, HoLsLs et HHoLs. 30 Pour effectuer la sélection de l'échantillon primaire filtré, on met en oeuvre, au cours de l'étape 215, l'un des critères suivants : 2904164 23 - on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède l'amplitude minimale ; - on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède un coût de codage minimal, la fonction de coût de codage étant une combinaison linéaire 5 du débit et de la distorsion générés ; - on sélectionne l'échantillon filtré qui occupe, une fois codé, un espace mémoire minimal ou - on effectue une mesure d'erreur des échantillons filtrés, par rapport à l'échantillon initial, et on sélectionne l'échantillon filtré qui présente 10 une mesure d'erreur minimale. Chacun de ces critères étant connu de l'homme du métier, ils ne sont pas détaillés ici. En revenant au cas des images en deux dimensions, le signal obtenu lors de l'étape 215, qui représente les quatre sous-bandes à transmettre au 15 récepteur, est alors quantifié au cours d'une étape 220, pour produire un ensemble de symboles quantifiés. On observe que toute méthode de quantification peut-être utilisée, comme, par exemple, la quantification scalaire ou la quantification vectorielle. L'ensemble des symboles quantifiés est compressé sans perte par 20 codage entropique, au cours de l'étape 225. On observe que toute technique de codage entropique peut être utilisée, comme, par exemple le codage de Huffman ou le codage arithmétique. Cette étape 225 produit un train de

bits à transmettre à un récepteur en vue d'y être décodé, ou stocké dans un fichier compressé représentant l'image.

25 Dans des modes de réalisation, au cours de l'étape 225, on associe à l'échantillon filtré sélectionné codé, une information représentative de l'orientation géométrique du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour former l'échantillon filtré sélectionné et, éventuellement, une information représentative du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour constituer 30 le filtrage Ho et/ou une information représentative de chaque filtre appliqué à l'échantillon initial. Préférentiellement, au cours de l'étape de codage 225, on effectue le codage avec perte sur les données d'échantillon filtré sélectionné et 2904164 24 sans perte sur l'information représentative d'orientation et, éventuellement, de filtre(s) mis en oeuvre. Au cours de l'étape 230, on détermine s'il reste au moins une sous-bande à traiter. Si le nombre de résolutions souhaité est atteint et que la 5 dernière sous-bande à traiter de cette résolution a été traitée, le processus est terminé. Sinon, on retourne à l'étape de sélection de la sous-bande à décomposer 205. Ainsi, pour le filtrage de la première résolution, et pour chaque échantillon de la sous-bande initiale 305 à filtrer, on effectue : 10 - pour fournir la première sous-bande 315, la première étape de filtrage 210 appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, verticale ou horizontale, l'étape de sélection 215 d'un échantillon primaire filtré et, pour chaque échantillon primaire 15 filtré sélectionné, la deuxième étape de filtrage Ls 215 effectuant uniquement un simple sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, horizontale ou verticale, respectivement ; - pour fournir une deuxième sous-bande 310, deux étapes de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquées 20 successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale ; -pour fournir une troisième sous-bande 320, une étape de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage 210 appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations 25 géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et l'étape de sélection 215 d'un échantillon primaire filtré, et - pour fournir une quatrième sous-bande 325, une étape de filtrage passe-haut comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les 30 échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage 210 appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon 2904164 25 la deuxième dimension de l'image et l'étape de sélection 215 d'un échantillon primaire filtré. Il en va de même pour chaque sous-bande à filtrer. Selon un mode particulier de réalisation, le procédé de décodage 5 débute par l'étape 505 de décodage partiel consistant à décoder entropiquement les échantillons de l'image numérique codée et les informations associés et à déquantifier ces échantillons. Le décodage entropique est, notamment, un décodage de Huffman ou un décodage arithmétique, selon le codage entropique utilisé au codage. Concernant la déquantification, cette 10 dernière peut être, par exemple, une déquantification scalaire ou une déquantification vectorielle selon la déquantification utilisée au codage. L'étape 505 est suivie d'une étape 510 consistant à déterminer le filtre inverse à appliquer aux sous-bandes filtrées. Cette étape 510 consiste à utiliser les informations associées aux échantillons pour identifier, d'une part, le 15 type de filtre passe haut mis en oeuvre et, d'autre part, l'orientation géométrique de l'application de ce filtre. Dans des variantes, seule l'orientation géométrique est représentée par une information associée aux échantillons codés, le filtre mis en oeuvre selon deux dimensions au cours du codage étant connu du décodeur.

20 Ainsi, lors du filtrage inverse, étape 515, on applique le filtre correspondant à l'orientation géométrique déterminée au cours de l'étape 510. L'étape 515 est suivie d'une étape 520 de remplacement de l'échantillon filtré courant par la valeur obtenue pour l'échantillon ayant subi le filtrage inverse. On obtient ainsi une première sous-bande intermédiaire.

25 Au cours d'une étape 525, on détermine s'il reste des sous-bandes intermédiaires à décoder et, si oui, on retourne à l'étape 510 pour, en appliquant les filtrages inverses des filtrages appliqués au codage, selon les dimensions concernées par ces filtrages, obtenir les deuxième à quatrième sousbandes intermédiaires.

30 Puis, au cours d'une étape 530, on combine les sous-bandes intermédiaires d'un niveau de résolution, pour obtenir la sous-bande de résolution supérieure. Au cours d'une étape 535, on détermine s'il reste une 2904164 26 résolution à traiter. Si oui, on répète les étapes 510 à 530 pour chaque résolution codée. Sinon, l'image initiale 305, en deux ou trois dimensions, a été décodée et le procédé de décodage s'achève. Ainsi, pour obtenir une sous-bande de résolution supérieure 305 à 5 partir de quatre sous-bandes de résolution inférieure à décoder, 310 à 325, on effectue : - une étape de décodage, pour chacune de la première, la troisième et la quatrième sous-bande de résolution inférieure, d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel 10 passe-haut, - à partir de la première sous-bande 315 de résolution inférieure, l'étape de filtrage consistant en un simple sur-échantillonnage de la première sous-bande de résolution inférieure, en parcourant la première sous-bande de résolution inférieure selon une première dimension de l'image, 15 horizontale ou verticale, et l'étape de filtrage inverse de la première sous-bande sur-échantillonné, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la première sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, verticale ou horizontale, pour fournir 20 une première sous-bande intermédiaire ; - à partir de la deuxième sous-bande 310 de résolution inférieure, deux étapes de filtrage passebas comportant un sur-échantillonnage, appliquées successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale, pour fournir une deuxième sous-bande intermédiaire ; 25 - à partir de la troisième sous-bande 320 de résolution inférieure, l'étape de filtrage inverse qui applique, à la troisième sous-bande, un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la troisième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et une étape 30 de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une troisième sous-bande intermédiaire ; 2904164 27 - à partir de la quatrième sous-bande 325 de résolution inférieure, l'étape de filtrage inverse qui applique, à la quatrième sous-bande, un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la quatrième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en 5 parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et l'étape de filtrage passe-haut comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une quatrième sous-bande intermédiaire et - une étape de combinaison des premières à quatrième sous- 10 bandes intermédiaires pour produire la sous-bande de résolution supérieure. On observe, en figure 4, un mode particulier de réalisation du dispositif objet de la présente invention, codeur et/ou décodeur, 400 et différents périphériques adaptés à implémenter chaque aspect de la présente invention. Dans le mode de réalisation illustré en figure 4, le 15 dispositif 400 est un micro-ordinateur de type connu connecté, dans le cas du codeur, par le biais d'une carte graphique 404, à un moyen d'acquisition ou de stockage d'images 401, par exemple une caméra numérique ou un scanner, adapté à fournir des informations d'images animées à compresser.

20 Le dispositif 400 comporte une interface de communication 418 reliée à un réseau 434 apte à transmettre, en entrée, des données numériques à compresser ou à décompresser et, en sortie, des données compressées ou décompressées par le dispositif. Le dispositif 400 comporte également un moyen de stockage 412, par exemple un disque 25 dur, et un lecteur 414 de disquette 416. La disquette 416 et le moyen de stockage 412 peuvent contenir des données à compresser ou à décompresser, des données compressées ou décompressées et un programme informatique adapté à implémenter le procédé de filtrage, de codage ou de décodage objets de la présente invention.

30 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) 406.

2904164 28 Selon uneautre variante, le programme est reçu par l'intermédiaire du réseau de communication 434 avant d'être stocké. Le dispositif 400 est, optionnellement, relié à un microphone 424 par l'intermédiaire d'une carte d'entré/sortie 422. Ce même dispositif 400 5 possède un écran 405 permettant de visualiser les données à compresser ou décompressées ou servant d'interface avec l'utilisateur pour paramétrer certains modes d'exécution du dispositif 400, à l'aide d'un clavier 410 et/ou d'une souris par exemple. Une unité centrale CPU (acronyme de central processing unit ) 10 403 exécute les instructions du programme informatique et de programmes nécessaires à son fonctionnement, par exemple un système d'exploitation. Lors de la mise sous tension du dispositif 400, les programmes stockés dans une mémoire non volatile, par exemple la mémoire morte 406, le disque dur 412 ou la disquette 416, sont transférés dans une mémoire 15 vive RAM (acronyme de random access memory pour mémoire à accès aléatoire) 408 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 416 peut être remplacée par tout support 20 d'information amovible, tel que disque compact, clé ou carte mémoire. De 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 402 permet la communication entre les 25 différents éléments inclus dans le dispositif 400 ou reliés à lui. La représentation, en figure 4, du bus 402 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale 403 est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du dispositif 400 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du dispositif 400.

30 Le dispositif décrit ici et, particulièrement, l'unité centrale 403, sont susceptibles d'implémenter tout ou partie des traitements décrits en regard des 2904164 29 figures 1, 2, 3 et 5, pour mettre en oeuvre chaque procédé objet de la présente invention et constituer chaque dispositif objet de la présente invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé de filtrage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons dits initiaux , caractérisé en ce qu'il 5 comporte, pour obtenir une sous-bande : i) pour chaque échantillon initial à filtrer : a) une première étape de filtrage (210) en appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés, 10 b) une étape de sélection (215) d'un dit échantillon primaire filtré en mettant en oeuvre au moins un critère prédéterminé pour constituer une sous-bande intermédiaire et ii) une deuxième étape de filtrage (215) effectuant uniquement un simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire. 15

2. Procédé de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de la première étape de filtrage, on applique le filtre passe-haut en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, et, au cours de la deuxième étape de filtrage, on effectue le simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire en parcourant la sous-bande 20 intermédiaire dans une deuxième dimension de l'image.

3. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, au cours de chaque étape de filtrage (210, 215), on applique un sous-échantillonnage réduisant le nombre d'échantillons dans une dimension d'image, de telle manière que le nombre d'échantillons de la sous- 25 bande est réduit dans chaque dimension d'image, par rapport à une image représentée par le signal à filtrer.

4. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sélection (215), on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède l'amplitude minimale. 30

5. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sélection (215), on sélectionne l'échantillon primaire filtré qui possède un coût de codage minimal, la fonction 2904164 31 de coût de codage étant une combinaison linéaire du débit et de la distorsion générés.

6. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sélection (215), on effectue un 5 codage des échantillons filtrés et on sélectionne l'échantillon filtré qui occupe, une fois codé, un espace mémoire minimal.

7. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sélection (215), on effectue une mesure d'erreur des échantillons filtrés, par rapport à l'échantillon initial, et on 10 sélectionne l'échantillon filtré qui présente une mesure d'erreur minimale.

8. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'association (225) à chaque échantillon de la sous-bande, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour former 15 l'échantillon filtré sélectionné correspondant.

9. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'association (225) aux échantillons de la sous-bande, d'une information représentative du filtre passe-haut appliqué au cours de la première étape de filtrage. 20

10. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte, pour obtenir un signal filtré, pour chaque échantillon initial à filtrer : - pour fournir une première sous-bande (315), la première étape de filtrage (210) appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations 25 géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, verticale ou horizontale, l'étape de sélection (215) d'un échantillon primaire filtré et, pour chaque échantillon primaire filtré sélectionné, la deuxième étape de filtrage (215) effectuant uniquement un simple sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons 30 selon une deuxième dimension de l'image, horizontale ou verticale, respectivement ; 2904164 32 - pour fournir une deuxième sous-bande (310), deux étapes de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquées successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale ; - pour fournir une troisième sous-bande (320), une étape de filtrage passe-bas comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage (210) appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et l'étape de sélection (215) d'un échantillon primaire filtré, et - pour fournir une quatrième sous-bande (325), une étape de filtrage passe-haut comportant un sous-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, la première étape de filtrage (210) appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et l'étape de sélection (215) d'un échantillon primaire filtré.

11. Procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, au cours de la deuxième étape de filtrage, le simple échantillonnage consiste à ne conserver qu'un échantillon pour représenter une pluralité d'échantillons alignés selon une dimension du signal multidimensionnel.

12. Procédé de codage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons, caractérisé en ce qu'il comporte un procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et une étape de codage (225) de l'échantillon filtré sélectionné.

13. Procédé de codage selon la revendication 12, caractérisé en ce que, lorsque le procédé de filtrage comporte une étape d'association (225), à l'échantillon filtré sélectionné, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre appliqué à l'échantillon filtré et/ou d'au moins un filtre appliqué à l'échantillon initial, au cours de l'étape de codage (225), on effectue 2904164 33 le codage avec perte sur les données d'échantillon filtré sélectionné et sans perte sur ladite information représentative.

14. Procédé de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé représentant au moins une sous-bande comportant une pluralité 5 d'échantillons codés, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de décodage des échantillons codés, - une étape de filtrage qui consiste en un simple sur-échantillonnage de la sous-bande pour fournir une sousbande sur-échantillonnée, 10 - une étape de décodage d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, - une étape de filtrage inverse de la sous-bande sur-échantillonnée, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre ladite orientation géométrique de filtre. 15

15. Procédé de décodage selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une étape de décodage d'une information représentative d'au moins un filtre utilisé pour former l'échantillon filtré et en ce que, au cours de l'étape de filtrage inverse on applique un filtre inverse correspondant audit filtre utilisé pour former l'échantillon filtré. 20

16. Procédé de décodage selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il comporte, pour obtenir une sous-bande de résolution supérieure à partir de quatre sous-bandes de résolution inférieure à décoder: - une étape de décodage, pour chacune de la première, la troisième 25 et la quatrième sous-bande de résolution inférieure, d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, - à partir de la première sous-bande (315) de résolution inférieure, l'étape de filtrage consistant en un simple sur-échantillonnage de la 30 première sous-bande de résolution inférieure, en parcourant la première sous-bande de résolution inférieure selon une première dimension de l'image, horizontale ou verticale, et l'étape de filtrage inverse de la première sous-bande 2904164 34 sur-échantillonné, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la première sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, verticale ou horizontale, pour fournir 5 une première sous-bande intermédiaire ; - à partir de la deuxième sous-bande (310) de résolution inférieure, deux étapes de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, appliquées successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale, pour fournir une deuxième sous-bande intermédiaire ; 10 - à partir de la troisième sous-bande (320) de résolution inférieure, l'étape de filtrage inverse qui applique, à la troisième sous-bande, un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la troisième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et une étape 15 de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une troisième sous-bande intermédiaire ; - à partir de la quatrième sous-bande (325) de résolution inférieure, l'étape de filtrage inverse qui applique, à la quatrième sous-bande, un filtre 20 passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la quatrième sous-bande de résolution inférieure et un sur-échantillonnage, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et l'étape de filtrage passe-haut comportant un sur-échantillonnage, appliquée en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une 25 quatrième sous-bande intermédiaire et - une étape de combinaison des premières à quatrième sous-bandes intermédiaires pour produire la sous-bande de résolution supérieure.

17. Dispositif de filtrage d'un signal numérique multidimensionnel comportant une pluralité d'échantillons dits initiaux , caractérisé en ce qu'il 30 comporte, pour obtenir une sous-bande : 2904164 - un premier moyen de filtrage qui applique à chaque échantillon initial à filtrer, un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques, pour fournir une pluralité d'échantillons primaires filtrés, - un moyen de sélection d'un dit échantillon primaire filtré pour 5 chaque échantillon initial, en mettant en oeuvre au moins un critère prédéterminé, pour constituer une sous-bande intermédiaire et - un deuxième moyen de filtrage effectuant uniquement un simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire.

18. Dispositif de filtrage selon la revendication 17, caractérisé en ce 10 que le premier moyen de filtrage est adapté à appliquer le filtre passe-haut en parcourant les échantillons selon une première dimension de l'image, et le deuxième moyen de filtrage est adapté à effectuer le simple sous-échantillonnage de la sous-bande intermédiaire en parcourant la sous-bande intermédiaire dans une deuxième dimension de l'image. 15 19 û Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que chaque moyen de filtrage est adapté à appliquer un sous-échantillonnage réduisant le nombre d'échantillons dans une dimension d'image, de telle manière que le nombre d'échantillons de la sous-bande est réduit dans chaque dimension d'image, par rapport à une image 20 représentée par le signal à filtrer. 20. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le moyen de sélection est adapté à sélectionner l'échantillon primaire filtré qui possède l'amplitude minimale. 21. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 25 17 à 19, caractérisé en ce que le moyen de sélection est adapté à sélectionner l'échantillon primaire filtré qui possède un coût de codage minimal, la fonction de coût de codage étant une combinaison linéaire du débit et de la distorsion générés. 22. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 30 17 à 19, caractérisé en ce que le moyen de sélection est adapté à effectuer un codage des échantillons filtrés et à sélectionner l'échantillon filtré qui occupe, une fois codé, un espace mémoire minimal. 2904164 36 23. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le moyen de sélection est adapté à effectuer une mesure d'erreur des échantillons filtrés, par rapport à l'échantillon initial, et à sélectionner l'échantillon filtré qui présente une mesure d'erreur minimale. 5 24. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'association à chaque échantillon de la sous-bande, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre passe-haut appliqué à l'échantillon initial pour former l'échantillon filtré sélectionné correspondant. 10 25. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'association aux échantillons de la sous-bande, d'une information représentative du filtre passe-haut appliqué par le premier moyen de filtrage. 26. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 15 17 à 25, caractérisé en ce que : - pour fournir une première sous-bande (315), le premier moyen de filtrage appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon une première dimension de l'image, verticale ou horizontale, le moyen de sélection 20 sélectionne un échantillon primaire filtré et le deuxième moyen de filtrage effectue uniquement un simple sous-échantillonnage en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, horizontale ou verticale, respectivement ; - pour fournir une deuxième sous-bande (310), deux moyens de 25 filtrage passe-bas réalisant, chacun, un sous-échantillonnage, :s'appliquent successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale ; - pour fournir une troisième sous-bande (320), un moyen de filtrage passe-bas réalise un sous-échantillonnage appliqué en parcourant les échantillons selon la première dimension d'image, le premier moyen de filtrage, 30 appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientations géométriques et un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon la deuxième 2904164 37 dimension de l'image et le moyen de sélection sélectionne un échantillon primaire filtré, et - pour fournir une quatrième sous-bande (325), un moyen de filtrage passe-haut réalisant un sous-échantillonnage, s'applique en parcourant les 5 échantillons selon la première dimension d'image, le premier moyen de filtrage, appliquant un filtre passe-haut selon une pluralité d'orientation géométriques et un sous-échantillonnage, parcourt les échantillons selon la deuxième dimension de l'image et le moyen de sélection d'un échantillon primaire filtré. 27. Dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 10 17 à 26, caractérisé en ce que le deuxième moyen de filtrage est adapté à effectuer le simple échantillonnage consistant à ne conserver qu'un échantillon pour représenter une pluralité d'échantillons alignés selon une dimension du signal multidimensionnel. 28. Dispositif de codage d'un signal numérique multidimensionnel 15 comportant une pluralité d'échantillons, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendications 17 à 27 et un moyen de codage de l'échantillon filtré sélectionné. 29. Dispositif de codage selon la revendication 28, caractérisé en ce que, lorsque le dispositif de filtrage comporte un moyen d'association, à 20 l'échantillon filtré sélectionné, d'une information représentative de l'orientation géométrique du filtre appliqué à l'échantillon filtré et/ou d'au moins un filtre appliqué à l'échantillon initial, le moyen de codage est adapté à effectuer le codage avec perte sur les données d'échantillon filtré sélectionné et sans perte sur ladite information représentative. 25 30. Dispositif de décodage d'un signal numérique multidimensionnel codé représentant au moins une sous-bande comportant une pluralité d'échantillons codés, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de décodage des échantillons codés, - un moyen de filtrage qui consiste en un simple sur- 30 échantillonnage de la sous-bande pour fournir une sous-bande sur-échantillonnée, 2904164 38 - un moyen de décodage d'une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, - un moyen de filtrage inverse de la sous-bande sur-échantillonnée, qui applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre ladite orientation 5 géométrique de filtre. 31. Dispositif de décodage selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen de décodage d'une information représentative d'au moins un filtre utilisé pour former l'échantillon filtré et en ce que le moyen de filtrage inverse est adapté à appliquer un filtre inverse 10 correspondant audit filtre utilisé pour former l'échantillon filtré. 32. Dispositif de décodage selon l'une quelconque des revendications 30 ou 31, caractérisé en ce que, pour obtenir une sous-bande de résolution supérieure à partir de quatre sous-bandes de résolution inférieure à décoder : 15 - un moyen de décodage décode, pour chacune de la première, la troisième et la quatrième sous-bande de résolution inférieure, une information représentative d'une orientation géométrique d'un filtre multidimensionnel passe-haut, - à partir de la première sous-bande (315) de résolution 20 inférieure, le moyen de filtrage consistant en un simple sur-échantillonnage de la première sous-bande de résolution inférieure, parcourt les échantillons selon une première dimension de l'image, horizontale ou verticale, et le moyen de filtrage inverse applique un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la première sous-bande de résolution 25 inférieure, en parcourant les échantillons selon une deuxième dimension de l'image, verticale ou horizontale, pour fournir une première sous-bande intermédiaire ; - à partir de la deuxième sous-bande (310) de résolution inférieure, deux moyens de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage, 30 s'appliquent successivement selon les dimensions d'image, verticale et horizontale, pour fournir une deuxième sous-bande intermédiaire ; 2904164 39 - à partir de la troisième sous-bande (320) de résolution inférieure, le moyen de filtrage inverse applique à la troisième sous-bande de résolution inférieure un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la troisième sous-bande de résolution inférieure, en parcourant 5 les échantillons selon la première dimension de l'image et un moyen de filtrage passe-bas comportant un sur-échantillonnage s'applique en parcourant les échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une troisième sous-bande intermédiaire ; - à partir de la quatrième sous-bande (325) de résolution inférieure, 10 le moyen de filtrage inverse à la quatrième sous-bande de résolution inférieure un filtre passe-haut en mettant en oeuvre l'orientation géométrique de filtre associée à la quatrième sous-bande de résolution inférieure, en parcourant les échantillons selon la première dimension de l'image et le moyen de filtrage passe-haut comportant un sur-échantillonnage, s'applique en parcourant les 15 échantillons selon la deuxième dimension d'image pour fournir une quatrième sous-bande intermédiaire et - un moyen de combinaison combine les premières à quatrième sous-bandes intermédiaires pour produire la sous-bande de résolution supérieure. 20 33. Système de télécommunications comprenant une pluralité de dispositifs terminaux reliés à travers un réseau de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de codage selon l'une quelconque des revendications 28 ou 29 et au moins un dispositif terminal équipé d'un dispositif de décodage selon l'une 25 quelconque des revendications 30 à 32. 34. Programme d'ordinateur chargeable dans un système informatique, ledit programme contenant des instructions permettant la mise en oeuvre du procédé de filtrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, la mise en oeuvre du procédé de codage selon l'une quelconque des 30 revendications 12 ou 13 et/ou la mise en oeuvre du procédé de décodage selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.