FR2982983A1

FR2982983A1 - Procede de codage et de reconstruction d'un bloc de pixels et dispositifs correspondants

Info

Publication number: FR2982983A1
Application number: FR1160614A
Authority: FR
Inventors: Dominique Thoreau; Aurelie Martin; Edouard Francois; Jerome Vieron
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-05-24
Also published as: KR20130056834A; CN103139563B; EP2597871A1; US20130329786A1; EP2597871B1; JP2013110747A; TW201334545A; CN103139563A; TWI558214B; JP6309188B2

Abstract

L'invention concerne un procédé de codage d'un bloc de pixels comprenant les étapes suivantes : - calculer (100) un bloc de résidus à partir du bloc de pixels et d'un bloc de prédiction ; - transformer (104) le bloc de résidus en un bloc de coefficients avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; - coder (106) le bloc de coefficients. Le procédé comprend, avant l'étape de transformation (104), une étape de rephasage (102) des fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal du bloc de pixels. L'étape de transformation utilise les fonctions de base rephasées.

Description

PROCEDE DE CODAGE ET DE RECONSTRUCTION D'UN BLOC DE PIXELS ET DISPOSITIFS CORRESPONDANTS 1. Domaine de l'invention L'invention se rapporte au domaine général du codage d'images. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de codage d'un bloc de pixels et un procédé de reconstruction d'un tel bloc. L'invention concerne également un dispositif de codage et un dispositif de décodage d'un tel bloc. 2. Etat de l'art Il est connu pour coder un bloc de pixels de prédire ce bloc spatialement ou temporellement en vue de calculer un bloc de résidus représentatif de l'erreur de prédiction. Le bloc de résidus est ensuite transformé en un bloc de coefficients qui est alors quantifié puis codé en un flux F. Classiquement, le bloc de résidus est transformé avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base. Les fonctions de base de la transformée sont généralement appliquées de manière identique quelle que soit la position du bloc dans l'image. Or lorsque les fonctions de base ne sont pas bien phasées par rapport au signal observé dans le bloc de résidus, on observe un étalement des fréquences. Supposons par exemple que le bloc de résidus est composée d'un motif correspondant à l'une des fonctions de base de la transformée, i.e. de même fréquence que cette fonction de base. Lorsque le signal du bloc sur lequel est appliquée la transformée est en phase avec la fonction de base (, la transformée va générer un unique coefficient dont l'énergie est représentative du signal en question. En revanche lorsque le signal du bloc est déphasé par rapport à la fonction de base, la transformée va générer plusieurs coefficients. Dans ce cas, la quantification qui suit la transformation élimine souvent certains coefficients contrairement au cas où le bloc est phasé. Ceci a pour effet d'entrainer une perte d'information. Cette perte d'information est due à la quantification et à l'étalement des coefficients dans le domaine transformé. On notera ainsi, dans le cas d'un signal déphasé, que l'on perd en énergie car celle-ci est répartie sur plusieurs coefficients mais également en précision au niveau de la phase, ces deux inconvénients engendrant l'effet de bloc bien connu dans le domaine de la compression d'images et de vidéos. 3. Résumé de l'invention L'invention a pour but de pallier au moins un des inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention concerne un procédé de codage d'un bloc pixels comprenant les étapes suivantes : - calculer un bloc de résidus à partir du bloc de pixels et d'un bloc de prédiction ; - transformer le bloc de résidus en un bloc de coefficients avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - coder le bloc de coefficients. Avantageusement, le procédé de codage comprend, avant l'étape de transformation, une étape de rephasage des fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal du bloc de pixels et l'étape de transformation utilise les fonctions de base rephasées. Le procédé de codage selon l'invention permet avantageusement de réduire l'étalement des coefficients dans le domaine transformé ce qui augmente l'efficacité de codage par diminution du coût de codage. En effet, le procédé de codage en rephasant les fonctions de base de la transformée adapte avantageusement celle-ci au signal à coder. La transformée ainsi rephasée est plus efficace car sa capacité à compacter le signal, en l'occurrence l'erreur résiduelle, en un nombre réduit de coefficients augmente. Selon un autre aspect de l'invention, la transformée étant séparable, le jeu de fonctions de base comprend des fonctions de base horizontales et des fonctions de base verticales. L'étape de rephasage des fonctions de base horizontales et verticales comprend les étapes suivantes : a) transformer au moins une ligne de résidus du voisinage causal du bloc de pixels avec les fonctions de base horizontales en des coefficients ; b) déterminer le coefficient de plus grande amplitude ; c) identifier la fonction de base horizontale correspondant au coefficient déterminé ; d) déterminer un décalage spatial horizontal entre la fonction de base horizontale identifiée et la ligne de résidus ; et e) rephaser les fonctions de base horizontales avec le décalage spatial horizontal déterminé; et f) réitérer les étapes a) à e) verticalement sur au moins une colonne de résidus du voisinage causal du bloc de pixels pour rephaser les fonctions de base verticales avec un décalage spatial vertical déterminé à l'étape d). Avantageusement, les résidus de la ligne de résidus et de la colonne de résidus sont calculés selon un mode de prédiction identique au mode de prédiction utilisé pour calculer le bloc de résidus. Selon une caractéristique particulière, le décalage spatial vertical et le décalage spatial horizontal sont déterminés par corrélation de phase, les décalages spatiaux correspondant à un pic de corrélation maximale, dit pic principal. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le procédé de codage comprend entre les étapes d) et e) une étape de détermination d'un décalage sous-pixellique horizontal respectivement vertical en calculant un barycentre à partir du pic principal et de pics de corrélation entourant le pic principal. Selon ce mode de réalisation, les fonctions de base horizontales sont rephasées avec un décalage égal à la somme du décalage spatial horizontal et du décalage sous-pixellique horizontal et les fonctions de base verticales sont rephasées avec un décalage égal à la somme du décalage spatial vertical et du décalage sous-pixellique vertical. L'invention se rapporte également à un procédé de reconstruction d'un bloc de pixels comprenant les étapes suivantes : - décoder un bloc de coefficients ; - transformer le bloc de coefficients en un bloc de résidus avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - reconstruire le bloc de pixels à partir du bloc de résidus et d'un bloc de prédiction.

Avantageusement, le procédé de reconstruction, comprend, avant l'étape de transformation, une étape de rephasage des fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal du bloc de pixels et l'étape de transformation utilise les fonctions de base rephasées.

Selon un autre aspect de l'invention, la transformée étant séparable, le jeu de fonctions de base comprend des fonctions de base horizontales et des fonctions de base verticales. L'étape de rephasage des fonctions de base horizontales et verticales comprend les étapes suivantes : a) transformer au moins une ligne de résidus du voisinage causal du bloc de pixels avec les fonctions de base horizontales en des coefficients ; b) déterminer le coefficient de plus grande amplitude ; c) identifier la fonction de base horizontale correspondant au coefficient déterminé ; d) déterminer un décalage spatial horizontal entre la fonction de base horizontale identifiée et la ligne de résidus ; et e) rephaser les fonctions de base horizontales avec le décalage spatial horizontal déterminé; et f) réitérer les étapes a) à e) verticalement sur au moins une colonne de résidus du voisinage causal du bloc de pixels pour rephaser les fonctions de base verticales avec un décalage spatial vertical déterminé à l'étape d). Avantageusement, les résidus de la ligne de résidus et de la colonne de résidus sont calculés selon un mode de prédiction identique au mode de prédiction utilisé pour calculer le bloc de résidus.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, le décalage spatial vertical et le décalage spatial horizontal sont déterminés par corrélation de phase, les décalages spatiaux correspondant à un pic de corrélation maximale, dit pic principal. Selon un autre mode de réalisation, le procédé de reconstruction comprend entre les étapes d) et e) une étape de détermination d'un décalage sous-pixellique horizontal respectivement vertical en calculant un barycentre à partir du pic principal et de pics de corrélation entourant le pic principal. Selon ce mode de réalisation, les fonctions de base horizontales sont rephasées avec un décalage égal à la somme du décalage spatial horizontal et du décalage sous-pixellique horizontal et les fonctions de base verticales sont rephasées avec un décalage égal à la somme du décalage spatial vertical et du décalage sous-pixellique vertical.

L'invention concerne également, un dispositif de codage d'un bloc pixels comprenant: - des moyens pour calculer un bloc de résidus à partir du bloc de pixels et d'un bloc de prédiction ; - des moyens pour transformer le bloc de résidus en un bloc de coefficients avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - des moyens pour coder le bloc de coefficients. Le dispositif de codage comprend, en outre, des moyens pour rephaser les fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal du bloc de pixels et les moyens pour transformer utilisent les fonctions de base rephasées. L'invention se rapporte en outre à un dispositif de décodage d'un flux représentatif d'un bloc de pixels comprenant : - des moyens pour décoder un bloc de coefficients à partir du flux; - des moyens pour transformer le bloc de coefficients en un bloc de résidus avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - des moyens pour reconstruire le bloc de pixels à partir du bloc de résidus et d'un bloc de prédiction.

Le dispositif de décodage comprend, en outre, des moyens pour rephaser les fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal du bloc de pixels et les moyens pour transformer utilisent les fonctions de base rephasées.

Le rephasage des fonctions de base étant effectué de manière symétrique par le procédé de codage et de reconstruction aucune information supplémentaire n'a besoin d'être codée dans le flux. Notamment les décalages spatiaux n'ont pas à être transmis. 4. Listes des figures L'invention sera mieux comprise et illustrée au moyen d'exemples de modes de réalisation et de mise en oeuvre avantageux, nullement limitatifs, en référence aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 illustre un procédé de codage d'un bloc de pixels bcur selon l'invention; la figure 2 représente le bloc de pixels bcur et un voisinage causal de ce bloc bcur; la figure 3 représente un détail du procédé de codage illustré sur la figure 1; la figure 4 représente des fonctions Z et S dans un domaine transformé; la figure 5 représente des fonctions de corrélation dans un domaine transformée et dans un domaine spatial; la figure 6 illustre un procédé de procédé de reconstruction d'un bloc de pixels selon l'invention; la figure 7 représente un dispositif de codage selon l'invention; et la figure 8 représente un dispositif de décodage selon l'invention. 5. Description détaillée de l'invention L'invention concerne un procédé de reconstruction d'un bloc de pixels d'une séquence d'images et un procédé de codage d'un tel bloc. Une séquence d'images est une série de plusieurs images. Chaque image comprend des pixels ou points image à chacun desquels est associée au moins une donnée image. Une donnée image est par exemple une donnée de luminance ou une donnée de chrominance. Dans la suite les procédés de codage et de reconstruction sont décrits en référence à un bloc de pixels. Il est clair que ces procédés peuvent être appliqués sur plusieurs blocs d'une image et sur plusieurs images d'une séquence en vue du codage respectivement de la reconstruction d'une ou plusieurs images. Les termes « données de mouvement » sont à prendre au sens large. Elles désignent les vecteurs de mouvement et éventuellement les indices d'images de référence permettant d'identifier une image de référence dans la séquence d'images. Elles peuvent aussi comprendre une information indiquant le type d'interpolation utilisée pour déterminer le bloc de prédiction. En effet, dans le cas où le vecteur de mouvement associé à un bloc n'a pas des coordonnées entières, il est nécessaire d'interpoler les données image dans l'image de référence Ir pour déterminer le bloc de prédiction. Les données de 2 982 983 7 mouvement associées à un bloc sont généralement calculées par un procédé d'estimation de mouvement, p.ex. par appariement de blocs. Toutefois, l'invention n'est aucunement limitée par le procédé permettant d'associer un vecteur de mouvement à un bloc. 5 Les termes « données résiduelles » ou « erreur résiduelle » désignent des données obtenues après extraction d'autres données. L'extraction est généralement une soustraction pixel à pixel de données de prédiction à des données source. Toutefois, l'extraction est plus générale et comprend notamment une soustraction pondérée afin par exemple de tenir compte d'un 10 modèle de variation d'illumination. Les termes « données résiduelles » sont synonymes du terme « résidus ». Un bloc de résidus est un bloc de pixels auxquels sont associées des données résiduelles. Les termes « données résiduelles transformées» désignent des données résiduelles sur lesquelles on a appliqué une transformée. Une DCT 15 (acronyme anglais de « Discrete Cosine Transform ») est un exemple d'une telle transformée décrite dans le chapitre 3.4.2.2 du livre de I. E. Richardson intitulé 'H.264 and MPEG-4 video compression" publié chez J. Wiley & Sons en septembre 2003. La transformée en ondelettes décrite dans le chapitre 3.4.2.3 du livre de I. E. Richardson et la transformée de Hadamard en sont 20 d'autres exemples. De telles transformées « transforment » un bloc de données image, p.ex. des données résiduelles de luminance et/ou chrominance, en un « bloc de données transformées » également appelé « bloc transformé », « bloc de données fréquentielles » ou « bloc de coefficients ». Le bloc de coefficients comprend généralement un coefficient 25 basse fréquence connu sous le nom de coefficient continu ou coefficient DC et des coefficients haute fréquence connus sous le nom de coefficients AC. Le terme « domaine image » ou « domaine spatial » désigne le domaine des pixels auxquels sont associés des valeurs de luminance et/ou de chrominance. Le « domaine fréquentiel » ou « domaine transformé » désigne 30 le domaine des coefficients. On passe du domaine spatial au domaine transformé en appliquant sur l'image une transformée par exemple une DCT et inversement du domaine transformé au domaine spatial en appliquant une transformée inverse de la précédente par exemple un DCT inverse.

Les termes « données de prédiction » désignent des données utilisées pour prédire d'autres données. Un bloc de prédiction est un bloc de pixels auxquels sont associées des données de prédiction. Un bloc de prédiction est obtenu à partir d'un bloc ou plusieurs blocs de la même image que l'image à laquelle appartient le bloc qu'il prédit (prédiction spatiale ou prédiction intra-image) ou bien à partir d'un (prédiction monodirectionnelle) ou de plusieurs blocs de référence (prédiction bidirectionnelle ou bi-prédite) d'une image différente (prédiction temporelle ou prédiction inter-image) de l'image à laquelle appartient le bloc qu'il prédit.

Les termes « mode de prédiction » désignent la manière dont un bloc est prédit. Parmi les modes de prédiction, il y a le mode INTRA qui correspond à une prédiction spatiale et le mode INTER qui correspond à une prédiction temporelle. Le mode de prédiction spécifie éventuellement la manière dont un bloc est partitionné pour être codé. Ainsi, le mode de prédiction INTER 8x8 associé à un bloc de taille 16x16 signifie que le bloc 16x16 est partitionné en 4 blocs 8x8 et prédit par prédiction temporelle. Les termes « données reconstruites » désignent des données (p.ex. pixels, blocs) obtenues après fusion de résidus avec des données de prédiction. La fusion est généralement une somme de données de prédiction à des résidus.

Toutefois, la fusion est plus générale et comprend notamment la somme pondérée afin par exemple de tenir compte d'un modèle de variation d'illumination. Un bloc reconstruit est un bloc de pixels reconstruits. En référence au décodage d'images, les termes « reconstruction » et « décodage » sont très souvent utilisés comme synonymes. Ainsi, un « bloc reconstruit » est également désigné sous la terminologie « bloc décodé ». Le terme codage est à prendre au sens large. Le codage peut éventuellement comprendre la transformation et/ou la quantification de données image. Il peut également désigner uniquement le codage entropique. Un « voisinage causal » d'un bloc courant désigne un voisinage de ce bloc qui 30 comprend des pixels codés/reconstruits avant ceux du bloc courant. En référence à la figure 1, l'invention concerne un procédé de codage d'un bloc de pixels bcur de taille NxN avec N entier du type comprenant une étape 2 9 82 9 83 9 de transformation avec une transformée T définie par un jeu de fonctions de base. Lors d'une étape 100, un bloc de résidus b est à partir du bloc de pixels bcur et d'un bloc de prédiction bp déterminé selon un mode de prédiction. A titre 5 d'exemple, b(i,j)=bcur(i,j)-bp(i,j) où (i,j) sont les coordonnées d'un pixel. Lors d'une étape 102, les fonctions de base de la transformée T sont rephasées à partir d'un voisinage causal du bloc bcur. Un exemple d'un tel voisinage est représenté sur la figure 2 par les zones ZCx et ZCy. Plus précisément, les fonctions de base sont rephasées à partir de résidus 10 calculés dans ce voisinage causal. Lors d'une étape 104, le bloc de résidus b est transformé en un bloc de coefficients B avec les fonctions de base rephasées. Le bloc de coefficients B est déterminé de la manière suivante : B - Tpha.'(b) , où Tpha.' est la transformée définie par les fonctions de base 15 rephasées. Lors d'une étape 106, le bloc de coefficients B est codé en un flux F. A titre d'exemple le bloc de coefficients B est éventuellement quantifié puis codé par codage entropique de type VLC (acronyme anglais de « Variable Length Coding », CAVLC (acronyme anglais de « Context-Adaptive Variable Length 20 Coding ») ou encore CABAC (acronyme anglais de « Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding ») . Ces techniques sont bien connues de l'homme du métier du codage d'images et ne sont pas décrites davantage. L'invention n'est aucunement limitée par le type de codage entropique utilisé. 25 Un mode particulier de réalisation est décrit en référence à la figure 3 pour une transformée séparable. Dans ce cas, le jeu de fonctions de base se décompose en fonctions de base verticales Cy et fonctions de base horizontales Cx. Ce mode de réalisation est décrit dans le cas particulier de la transformée DCT mais l'invention n'est aucunement limitée à cette transformée. Le mode de réalisation décrit en lien avec la figure 3 s'applique à toute transformée séparable. Dans le cas particulier de la DCT, les fonctions des bases sont définies comme suit : C, - [c, (i, j)1N><N> TH, TH est une valeur de seuil. Par exemple, TH est un multiple d'un pas de quantification QP utilisé lors du codage des coefficients. Le rephasage des fonctions de base n'est alors effectué que si Z(umax)> TH. 15 La transformée inverse de S(u) est notée s(x). s(x) correspond à l'une des fonctions de base de la transformée T qui est donc identifiée à partir de s(x). Lors d'une étape 1026, un décalage spatial horizontal dx entre la fonction de base horizontale identifiée et la ligne de résidus ZCx est déterminé. Selon un simple exemple illustratif, le décalage spatial horizontal dx est déterminé par 20 corrélation de phase comme illustré sur la figure 5. A cet effet, la ligne de résidus z(x) est transformée par une transformée de Fourier en un signal transformé FZ(u). De même, s(x) est transformé par la transformée de Fourier en un signal transformé FS(u). La corrélation est alors calculée selon la formule suivante : 25 Corr(u)- FS(u).FZ* (u) FS(u).FZ*(u)1 avec FZ* (tt) le complexe conjugué de FZ(u) La corrélation dans le domaine transformé est ramenée dans le domaine spatial en appliquant sur Corr(u) une transformée de Fourier inverse IFT. La corrélation dans le domaine spatial est notée corr(x) : corr(x)=IFT(Corr(u)).

Le décalage ou phase dx est obtenu en déterminant le pic de corrélation dans le domaine spatial : dx = arg max{corr(x)} 2 9 82 9 83 12 Selon une variante de réalisation, le décalage spatial horizontal dx est déterminé par corrélation spatiale. Plus précisément, pour chaque décalage dx dans un ensemble E fini de décalages possibles, la corrélation spatiale est calculée entre la fonction de base identifiée rephasée avec dx et la ligne de 5 résidus ZCx. Le décalage dx retenu est celui pour lequel la corrélation spatiale est la plus grande. Par exemple, E={1,2,3,4}. Selon une variante, E={1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4} ce qui permet de déterminer un décalage souspixellique. Bien entendu, E peut comprendre des décalages encore plus précis par exemple au 1/4 de pixel, au 1/8 de pixel, etc. 10 Lors d'une l'étape 1028, les fonctions de base horizontales sont rephasées avec le décalage spatial horizontal dx déterminé à l'étape 1026. Dans le cas de la DCT, Cx est rephasée comme suit : ( (2( j+ dx )+1).i.; cx (i, j) - a(i)cos 2N ) De la même manière les étapes 1020 à 1028 sont appliquées verticalement 15 sur la zone ZCy comme illustré par la partie droite de la figure 3. Les fonctions de base verticales sont rephasées avec le décalage spatial vertical déterminé à l'étape 1026. Dans le cas de la DCT, Cy est rephasée comme suit : ( (2(i+ dy )+1) .; cy(i, j)- a(j)cos 2N ) Selon un mode de réalisation avantageux, les décalages dx et dy déterminés 20 lors de l'étape 1026 sont affinés lors d'une étape 1027. On détermine par exemple le barycentre de l'énergie entourant le pic de corrélation dans le domaine spatial, sur la base des trois pics d'énergie identifiés par les lettres a, b et c centrés sur le pic principal b comme illustré sur la figure 5. Le barycentre noté b' permet de déterminer un décalage sous-pixellique 25 horizontal noté Eix et un décalage sous-pixellique vertical noté Ey. Selon ce mode de réalisation, les fonctions de base horizontales et verticales sont décalées respectivement de (dx+ Eix) et (dy+ Ey) à l'étape 1028. Selon une autre variante, une courbe de fonction analytique connue, p.ex. une parabole, qui passe par les trois pics d'énergie centrés sur le pic principal est 30 déterminée. Le maximum de cette fonction correspond au décalage (dx+ Eix) ou (dy+ Ey) selon que l'on travaille en horizontal ou vertical.

En référence à la figure 6, l'invention concerne un procédé de reconstruction d'un bloc de pixels bcur de taille NxN avec N entier du type comprenant une étape de transformation avec une transformée T' définie par un jeu de fonctions de base. Lors d'une étape 200, un bloc de coefficients B représentatif du bloc brec à reconstruire est décodé d'un flux F. A titre d'exemple le bloc de coefficients B est éventuellement décodé par décodage entropique de type VLC (acronyme anglais de « Variable Length Coding », CAVLC (acronyme anglais de « Context-Adaptive Variable Length Coding ») ou encore CABAC (acronyme anglais de « Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding ») et éventuellement déquantifié. Cette étape est l'étape inverse de l'étape 106 du procédé de codage. Lors d'une étape 202, les fonctions de base de la transformée T' sont rephasées à partir d'un voisinage causal du bloc à reconstruire. Un exemple d'un tel voisinage est représenté sur la figure 2 par les zones ZCx et ZCy. Plus précisément, les fonctions de base sont rephasées à partir de résidus calculés dans ce voisinage causal. Lors d'une étape 204, le bloc de coefficients B est transformé en un bloc de résidus b avec les fonctions de base rephasées. Le bloc de résidus est déterminé de la manière suivante : b = Tphase(B) , où Tp'hase est la transformée définie par les fonctions de base rephasées. Lors d'une étape 206, un bloc de pixels brec est reconstruit à partir du bloc de résidus b et d'un bloc de prédiction bp déterminé selon un mode de prédiction. A titre d'exemple, brec(i,j)=b (i,j)+bp(i,j) où (i,j) sont les coordonnées d'un pixel. Les modes particuliers de réalisation décrits en référence aux figures 3, 4 et 5 pour le procédé de codage s'appliquent de manière identique au procédé de reconstruction et plus particulièrement à l'étape 202 de rephasage des fonctions de base. Dans ce cas toutefois, les lignes de pixels sont remplacées par des colonnes de pixels et le voisinage ZCx par un voisinage ZCy comme illustré sur la figure 2. Le bloc de coefficients B est transformé lors de l'étape 204 en un bloc de résidus selon la formule suivante : b=Cy.B.C,où Cx et Cy sont les fonctions de base horizontales et verticales rephasées de dx et dy, éventuellement de (dx+ Eix) et (dy+ Ey).

En référence aux figures 7 et 8, l'invention concerne un dispositif de codage CODER d'un bloc de pixels et un dispositif de décodage DECODER d'un flux F représentatif d'un tel bloc de pixels. Sur ces figures, les modules représentés sont des unités fonctionnelles, qui peuvent ou non correspondre à des unités physiquement distinguables. Par exemple, ces modules ou certains d'entre eux peuvent être regroupés dans un unique composant, ou constituer des fonctionnalités d'un même logiciel. A contrario, certains modules peuvent éventuellement être composés d'entités physiques séparées. En référence à la figure 7, le dispositif de codage CODER reçoit en entrée des images I appartenant à une séquence d'images. Chaque image est divisée en blocs de pixels bcur à chacun desquels est associée au moins une donnée image, e.g. de luminance et/ou de chrominance. Le dispositif de codage CODER met en oeuvre notamment un codage avec prédiction temporelle. Seuls les modules du dispositif de codage CODER se rapportant au codage par prédiction temporelle ou codage INTER sont représentés sur la figure 6. D'autres modules non représentés et connus de l'homme du métier des codeurs vidéo mettent en oeuvre le codage INTRA avec ou sans prédiction spatiale. Le dispositif de codage CODER comprend notamment un module de calcul ADD1 apte à extraire selon l'étape 100 du procédé de codage, par exemple par soustraction pixel à pixel, du bloc courant bcur un bloc de prédiction bp pour générer un bloc de résidus b. Il comprend en outre un module de transformation T apte à transformer avec une transformée T définie par un jeu de fonctions de base le bloc de résidus b en un bloc de coefficients B. La transformée T est par exemple une DCT. Le dispositif de codage CODER comprend en outre un module de rephasage REPHAS apte à rephaser les fonctions de base de la transformée T selon l'étape 102 du procédé de codage décrit en référence à la figure 1. Le module de transformation T applique donc, selon l'étape 104 du procédé de codage, sur le bloc b un jeu de fonctions de base rephasées. La sortie du module de transformation T est reliée à l'entrée d'un module de quantification Q apte à quantifier le bloc de coefficients B en des données quantifiées. La sortie du module de quantification est reliée à l'entrée d'un module de codage entropique COD apte à coder les données quantifiées en un flux F de données codées. L'étape 106 du procédé de codage est donc mise en oeuvre par les modules Q et COD. Il comprend en outre un module IQ effectuant l'opération inverse du module de quantification Q relié à un module IT effectuant l'opération inverse du module de transformation T. La sortie du module IT est reliée à un module de calcul ADD2 apte à additionner pixel à pixel le bloc de données issu du module IT et le bloc de prédiction bp pour générer un bloc reconstruit qui est stocké dans une mémoire MEM. Le dispositif de codage CODER comprend en outre un module d'estimation de mouvement ME apte à estimer au moins un vecteur de mouvement Vp entre le bloc bcur et une image de référence Ir stockée dans la mémoire MEM, cette image ayant été précédemment codée puis reconstruite. Selon une variante l'estimation de mouvement peut être faite entre le bloc courant bc et l'image source correspondant à Ir auquel cas la mémoire MEM n'est pas reliée au module d'estimation de mouvement ME. Selon une méthode bien connue de l'homme du métier, le module d'estimation de mouvement recherche dans l'image de référence Ir, respectivement dans l'image source correspondante, un vecteur de mouvement de telle sorte à minimiser une erreur calculée entre le bloc courant bcur et un bloc dans l'image de référence Ir , respectivement dans l'image source correspondante, identifié à l'aide dudit vecteur de mouvement. Selon une variante, le vecteur de mouvement est déterminé par corrélation de phase ou estimation de mouvement globale ou encore par « template matching ». Les données de mouvement sont transmises par le module d'estimation de mouvement ME à un module de décision DECISION apte à sélectionner un mode de codage pour le bloc bcur dans un ensemble prédéfinis de mode de codage. Le mode de codage retenu est par exemple celui qui minimise un critère de type débit-distorsion. Toutefois l'invention n'est pas limitée à cette méthode de sélection et le mode retenu peut être sélectionné selon un autre critère par exemple un critère de type a priori. Le mode de codage sélectionné par le module de décision DECISION ainsi que les données de mouvement, p.ex. le ou les vecteurs de mouvement dans le cas du mode de prédiction temporelle ou mode INTER sont transmis à un module de prédiction PRED. Le ou les vecteurs de mouvement et le mode de codage sélectionné sont en outre transmis au module de codage entropique COD pour être codés dans le flux F. Si un mode de prédiction INTER est retenu par le module de décision DECISION, le module de prédiction PRED détermine ensuite dans l'image de référence Ir précédemment reconstruite et stockée dans la mémoire MEM, le bloc de prédiction bp à partir du vecteur de mouvement déterminé par le module d'estimation de mouvement ME. Si un mode de prédiction INTRA est retenu par le module de décision DECISION, le module de prédiction PRED détermine dans l'image courante, parmi les blocs précédemment codés et stockés dans la mémoire MEM, le bloc de prédiction bp.

En référence à la figure 8, le dispositif de décodage DECODER reçoit en entrée un flux F de données codées représentatives d'une séquence d'images ou d'une partie d'une telle séquence tel un bloc. Le flux F est par exemple transmis par un dispositif de codage CODER. Le dispositif de décodage DECODER comprend un module de décodage entropique DEC apte à générer des données décodées, p.ex. des modes de codage et des données décodées relatives au contenu des images. Le dispositif de décodage DECODER comprend en outre un module de reconstruction de données de mouvement. Selon un premier mode de réalisation, le module de reconstruction des données de mouvement est le module de décodage entropique DEC qui décode une partie du flux F représentatif des vecteurs de mouvement. Selon une variante non représentée sur la figure 8, le module de reconstruction des données de mouvement est un module d'estimation de mouvement. Cette solution de reconstruction de données de mouvement par le dispositif de décodage DECOD est connu sous le terme anglais de « template matching ». Les données décodées relatives au contenu des images sont alors transmises à un module de quantification inverse IQ apte à effectuer une quantification inverse des données décodées pour obtenir un bloc de coefficients B. L'étape 200 du procédé de reconstruction est mise en oeuvre dans les modules DEC et 10. Le module IQ est relié à un module de transformation IT apte à effectuer une transformation inverse de celle effectuée par le module T du dispositif de codage CODER. Les modules IQ et IT sont identiques aux modules IQ respectivement IT du dispositif de codage CODER ayant généré le flux codé F. Le dispositif de décodage DECODER comprend en outre un module de rephasage REPHAS apte à rephaser les fonctions de base de la transformée IT selon l'étape 202 du procédé de reconstruction décrit en référence à la figure 6. Le module de transformation IT applique donc, selon l'étape 204 du procédé de reconstruction, sur le bloc de coefficients B un jeu de fonctions de base rephasées. Le module IT est relié à un module de calcul ADD3 apte à fusionner, par exemple par addition pixel à pixel, le bloc de résidus b issu du module IT et un bloc de prédiction bp pour générer un bloc reconstruit brec qui est stocké dans une mémoire MEM.

Le dispositif de décodage DECODER comprend en outre un module de prédiction PRED identique au module de prédiction PRED du dispositif de codage CODER. Si un mode de prédiction INTER est décodé, le module de prédiction PRED détermine dans une image de référence Ir précédemment reconstruite et stockée dans la mémoire MEM, le bloc de prédiction bp à partir du vecteur de mouvement Vp décodé pour le bloc courant bcur par le module de décodage entropique DEC. Si un mode de prédiction INTRA est décodé, le module de prédiction PRED détermine dans l'image courante, parmi les blocs précédemment reconstruits et stockés dans la mémoire MEM, le bloc de prédiction bp.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus. En particulier, l'homme du métier peut apporter toute variante dans les modes de réalisation exposés et les combiner pour bénéficier de leurs différents avantages. Notamment, le rephasage des fonctions de base à partir du voisinage causal est applicable à tout type de transformée quelle qu'en soit la taille ainsi que la dimension 1 D, 2D, etc. De même, la forme du voisinage causal selon l'invention peut varier.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de codage d'un bloc pixels comprenant les étapes suivantes : - calculer (100) un bloc de résidus à partir dudit bloc de pixels et d'un bloc de prédiction ; - transformer (104) ledit bloc de résidus en un bloc de coefficients avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - coder (106) ledit bloc de coefficients; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape de 10 transformation (104), une étape de rephasage (102) desdites fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal dudit bloc de pixels et en ce que l'étape de transformation utilise les fonctions de base rephasées.
2. Procédé de codage selon la revendication 1, dans lequel, ladite 15 transformée étant séparable, ledit jeu de fonctions de base comprend des fonctions de base horizontales et des fonctions de base verticales et dans lequel l'étape de rephasage (102) desdites fonctions de base horizontales et verticales comprend les étapes suivantes : a) transformer (1020) au moins une ligne de résidus du voisinage causal 20 dudit bloc de pixels avec les fonctions de base horizontales en des coefficients ; b) déterminer (1022) le coefficient de plus grande amplitude ; c) identifier (1024) la fonction de base horizontale correspondant audit coefficient déterminé ; 25 d) déterminer (1026) un décalage spatial horizontal entre la fonction de base horizontale identifiée et ladite ligne de résidus ; et e) rephaser (1028) lesdites fonctions de base horizontales avec ledit décalage spatial horizontal déterminé; et f) réitérer les étapes a) à e) verticalement sur au moins une colonne de 30 résidus du voisinage causal dudit bloc de pixels pour rephaser les fonctions de base verticales avec un décalage spatial vertical déterminé à l'étape d).
3. Procédé de codage selon la revendication 2, dans lequel les résidus de ladite ligne de résidus et de ladite colonne de résidus sont calculés selon un mode de prédiction identique audit mode de prédiction utilisé pour calculer ledit bloc de résidus.
4. Procédé de codage selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le décalage spatial vertical et le décalage spatial horizontal sont déterminés (1026) par corrélation de phase, lesdits décalages spatiaux correspondant à un pic de corrélation maximale, dit pic principal.
5. Procédé de codage selon la revendication 4, lequel comprend entre les étapes d) et e) une étape (1027) de détermination d'un décalage souspixellique horizontal respectivement vertical en calculant un barycentre à partir dudit pic principal et de pics de corrélation entourant ledit pic principal et dans lequel lesdites fonctions de base horizontales sont rephasées (1028) avec un décalage égal à la somme dudit décalage spatial horizontal et dudit décalage sous-pixellique horizontal et lesdites fonctions de base verticales sont rephasées (1028) avec un décalage égal à la somme dudit décalage spatial vertical et dudit décalage sous-pixellique vertical.
6. Procédé de reconstruction d'un bloc de pixels comprenant les étapes 20 suivantes : - décoder (200) un bloc de coefficients ; - transformer (204) ledit bloc de coefficients en un bloc de résidus avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - reconstruire (206) ledit bloc de pixels à partir dudit bloc de résidus et d'un 25 bloc de prédiction ; le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape de transformation, une étape de rephasage (202) desdites fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal dudit bloc de pixels et en ce que l'étape de transformation utilise les fonctions de base rephasées. 30
7. Procédé de reconstruction selon la revendication 6, dans lequel, ladite transformée étant séparable, ledit jeu de fonctions de base comprend des fonctions de base horizontales et des fonctions de base verticales et danslequel l'étape de rephasage (202) desdites fonctions de base horizontales et verticales comprend les étapes suivantes : a) transformer (1020) au moins une ligne de résidus du voisinage causal dudit bloc de pixels avec les fonctions de base horizontales en des coefficients ; b) déterminer (1022) le coefficient de plus grande amplitude ; c) identifier (1024) la fonction de base horizontale correspondant audit coefficient déterminé ; d) déterminer (1026) un décalage spatial horizontal entre la fonction de base horizontale identifiée et ladite ligne de résidus ; et e) rephaser (1028) lesdites fonctions de base horizontales avec ledit décalage spatial horizontal déterminé; et f) réitérer les étapes a) à e) verticalement sur au moins une colonne de résidus du voisinage causal dudit bloc de pixels pour rephaser les fonctions 15 de base verticales avec un décalage spatial vertical déterminé à l'étape d).
8. Procédé de reconstruction selon la revendication 7, dans lequel les résidus de ladite ligne de résidus et de ladite colonne de résidus sont calculés selon un mode de prédiction identique audit mode de prédiction utilisé pour calculer 20 ledit bloc de résidus.
9. Procédé de reconstruction selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le décalage spatial vertical et le décalage spatial horizontal sont déterminés (1026) par corrélation de phase, lesdits décalages spatiaux correspondant à 25 un pic de corrélation maximale, dit pic principal.
10. Procédé de reconstruction selon la revendication 9, lequel comprend entre les étapes d) et e) une étape (1027) de détermination d'un décalage souspixellique horizontal respectivement vertical en calculant un barycentre à 30 partir dudit pic principal et de pics de corrélation entourant ledit pic principal et dans lequel lesdites fonctions de base horizontales sont rephasées (1028) avec un décalage égal à la somme dudit décalage spatial horizontal et dudit décalage sous-pixellique horizontalet lesdites fonctions de base verticales sont rephasées (1028) avec un décalage égal à la somme dudit décalage spatial vertical et dudit décalage sous-pixellique vertical.
11. Dispositif de codage (CODER) d'un bloc pixels comprenant: - des moyens (ADD1) pour calculer un bloc de résidus à partir dudit bloc de pixels et d'un bloc de prédiction ; - des moyens (T) pour transformer ledit bloc de résidus en un bloc de coefficients avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - des moyens (Q, COD) pour coder ledit bloc de coefficients; le dispositif de codage étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens (REPHAS) pour rephaser lesdites fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal dudit bloc de pixels et en ce que lesdits moyens (T) pour transformer utilisent les fonctions de base rephasées.
12. Dispositif de décodage (DECODER) d'un flux représentatif d'un bloc de pixels comprenant : - des moyens (DEC, IQ) pour décoder un bloc de coefficients à partir dudit flux; - des moyens (IT) pour transformer ledit bloc de coefficients en un bloc de résidus avec une transformée définie par un jeu de fonctions de base; et - des moyens (ADD3) pour reconstruire ledit bloc de pixels à partir dudit bloc de résidus et d'un bloc de prédiction ; le dispositif de décodage étant caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens (REPHAS) pour rephaser lesdites fonctions de base à partir de résidus calculés dans un voisinage causal dudit bloc de pixels et en ce que lesdits moyens (T) pour transformer utilisent les fonctions de base rephasées.