FR2996706A1

FR2996706A1 - Procede de codage d'une matrice, notamment d'une matrice representative d'une image fixe ou video.

Info

Publication number: FR2996706A1
Application number: FR1259484A
Authority: FR
Inventors: Than Marc-Eric Gervais; Bruno Loubet; Nicolas Bessou
Original assignee: I CES INNOVATIVE COMPRESSION ENGINEERING SOLUTIONS
Current assignee: JEAN-CLAUDE COLIN, FR
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-04-11
Also published as: WO2014053791A1; CA2887366C; BR112015007461A8; US9628806B2; IN2015DN03760A; JP2016502297A; JP6367202B2; EP2904707A1; KR102067612B1; CA2887366A1; KR20150068444A; US20150237348A1; BR112015007461A2

Abstract

Procédé de compression différentielle des valeurs d'une matrice, dans lequel la cellule de référence est choisie de sorte que la différence entre la valeur initiale, contenue dans une cellule à compresser, et la valeur décompressée de la cellule de référence soit minimale.

Description

10 La présente invention se rapporte au domaine du codage de valeurs numériques disposées en matrice, notamment dans le cas où cette matrice est une matrice à deux dimensions, représentant les pixels d'une image. Les contraintes principales des procédés de compression sont, d'une part, de 15 réduire le plus possible, en le comprimant, le volume, mesuré en octets, d'un fichier numérique initial et, d'autre part, de restituer un fichier le plus proche possible du fichier initial. Certains procédés de compression permettent de restituer exactement les 20 valeurs initiales. C'est le cas de la modulation DPCM. Selon ce procédé, une valeur origine, c'est-à-dire la première valeur du fichier numérique initial, est conservée, puis chaque autre valeur est remplacée par sa différence avec la valeur qui la précède dans le fichier initial. Les nombres correspondant aux différences sont généralement plus petits que ceux correspondant aux valeurs 25 initiales, ce qui permet d'obtenir un fichier compressé. Pour restituer une valeur initiale, il suffit de rajouter la différence correspondante à la valeur initiale précédente, c'est-à-dire que l'on additionne entre elles les différences de valeurs successives avec la valeur d'origine. Ce mode de compression s'applique donc à une suite linéaire, c'est-à-dire s'étendant selon une seule 30 dimension, de valeurs numériques ; il en va de même pour une matrice à deux dimensions de valeurs numériques, formée de lignes et de colonnes, ce mode - 2 - de compression pouvant s'appliquer à chaque ligne de la matrice successivement ; il en va de même quelle que soit le nombre de dimensions d'une matrice, le mode de compression pouvant être appliqué à chaque ligne (ou l'équivalent dans la dimension correspondante) de la matrice.

Il est admis que c'est la réduction la plus importante des écarts entre deux valeurs initiales qui permet d'obtenir un ratio de compression le plus important possible. C'est ainsi que la modulation DPCM a été introduite. Néanmoins, le taux de compression obtenu par la méthode DPCM reste faible. L'idée d'appliquer une compression complémentaire au fichier des différences parait donc séduisante. Cependant, les erreurs induites par cette nouvelle compression se cumulent en même temps que, lors de la restitution, on additionne entre elles les différences successives avec la valeur d'origine. Selon le procédé ADPCM (Adaptative DPCM), on compense partiellement ces erreurs en utilisant un algorithme sensé prédire ces erreurs. Cette méthode reste insatisfaisante au regard des taux de compressions qu'il est souhaitable d'atteindre. Par ailleurs, dans le cas d'une matrice représentant une image, fixe ou vidéo, le 20 traitement de chaque image se fait par blocs de 8 x 8 pixels, et dans chaque bloc, ligne par ligne, de la première à la huitième. Un tel procédé résulte souvent en un lignage et/ou une pixellisation de l'image restituée. L'invention a pour but de proposer un procédé de compression simple et 25 puissant qui permette de cumuler les avantages d'un taux de compression plus important que celui du seul procédé DPCM, tout en en conservant les avantages d'un codage différentiel, sans propagation d'erreurs, en même temps qu'il évite ou réduit notablement le risque de lignage et/ou de pixellisation propre aux procédés de l'art antérieur. 30 - 3 - Un procédé selon l'invention, pour le codage par couches successives d'une matrice initiale en une matrice compressée et sa restitution en une matrice restituée, chaque cellule de la matrice initiale contenant une valeur numérique initiale respective ; chaque cellule de la matrice compressée contenant une 5 valeur numérique compressée respective correspondant à la valeur numérique initiale respective; chaque cellule de la matrice restituée contenant une valeur numérique restituée respective correspondant à la valeur numérique initiale respective ; caractérisé en ce que pour traiter, c'est-à-dire compresser, au moins une valeur initiale d'une case initiale, on choisit, parmi les lignes 10 passant par ladite case, comme chemin de parcours pour la compression de ladite valeur initiale, celui qui, estimé à partir de valeurs restituées précédemment calculées, présente la plus faible variation. Un tel procédé peut comprendre au moins une couche pour laquelle, pour une 15 valeur initiale à traiter de ladite couche, la valeur compressée correspondante est déterminée en calculant une différence entre ladite valeur à traiter et une valeur restituée de référence précédemment déterminée et voisine, de préférence la plus proche voisine, de la case prévue pour contenir la valeur restituée correspondant à ladite valeur à traiter sur une des lignes passant par la 20 ladite case. Lorsque plusieurs des lignes passant par la cellule prévue pour contenir la valeur restituée correspondant à ladite valeur à traiter comprennent une valeur pouvant potentiellement être une valeur de référence, pour toutes les combinaisons de valeurs potentielles prises deux à deux, pour une première desdites valeurs de référence potentielles, située sur une première desdites 25 lignes et une deuxième desdites valeurs de référence potentielles, située sur une deuxième desdites lignes, on calcule une variation égale à la différence entre ladite première valeur et une autre valeur restituée, précédemment calculée, située sur une même troisième ligne que ladite première valeur, ladite troisième ligne étant parallèle la deuxième ligne, et ladite autre valeur étant à 30 une même distance de la première valeur que la deuxième valeur l'est de la valeur à traiter, la valeur de référence choisie étant la deuxième valeur pour laquelle ladite variation est la plus faible. Si les matrices sont à deux dimensions et lorsqu'il existe au moins deux valeurs de référence possibles, l'une sur la même ligne, l'autre sur la même colonne pour la valeur à traiter de 35 la deuxième couche, le choix de la valeur de référence se fait en : - calculant une première variation entre la première valeur de référence potentielle ayant le même numéro de colonne que la valeur traitée et la valeur restituée ayant même numéro de ligne que cette première valeur de référence potentielle et même indice de colonne que la deuxième valeur de référence potentielle ; et, - calculant une deuxième variation entre la deuxième valeur de référence potentielle ayant le même indice de ligne que la valeur traitée et la valeur restituée ayant même numéro de colonne que cette deuxième valeur de référence potentielle et même numéro de ligne ladite première valeur de référence potentielle ; puis, - choisissant la valeur de référence pour laquelle le chemin de parcours donne la variation la plus faible, c'est-à-dire que l'on choisit la première valeur de référence si la deuxième variation est inférieure en valeur absolue à la première variation, ou, que l'on choisit la deuxième valeur de référence si la première variation est inférieure en valeur absolue à la deuxième variation.

Il existe avantageusement au moins une couche, de préférence une couche de base, pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter de ladite couche, la valeur compressée correspondante est déterminée en calculant une différence entre la valeur initiale et une valeur de référence égale à une valeur restituée précédemment calculée, appartenant soit à la même ligne, soit à la même colonne, que celle ladite valeur à traiter. De préférence, il existe au moins une couche, pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter, la valeur de référence est calculée à partir d'un couple encadrant de valeurs initiales ayant déjà été traitées et disposées de part et d'autre de ladite valeur, pour laquelle la valeur restituée est calculée à partir d'une valeur de référence à la décompression calculée à partir du couple encadrant équivalent de valeurs précédemment restituées. A titre de variante, il existe au moins une couche pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter de ladite couche, la valeur de référence est calculée à partir d'un couple encadrant de valeurs restituées ayant déjà été traitées et disposées de part et d'autre de ladite valeur, pour laquelle la valeur restituée est calculée à partir d'une valeur de référence à la décompression calculée à partir du couple même couple de valeurs précédemment restituées. Au titre d'une autre variante, il existe au moins une couche pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter de ladite couche, la valeur compressée correspondante est déterminée en calculant une différence entre la valeur initiale courante et une valeur de référence déterminée à partir d'un couple encadrant de valeurs restituées précédemment déterminées, le couple encadrant choisi étant celui dont la différence entre les deux valeurs dudit couple, c'est-à-dire la variation, est la plus faible. Dans l'un ou l'autre des cas, s'il existe au moins deux couples encadrants, on choisit pour calculer la valeur de référence le couple dont la variation, égale à la différence entre les valeurs restituées correspondantes de valeurs restituées précédemment déterminées, présente la valeur absolue la plus faible. La valeur de référence pour cette couche est avantageusement la moyenne 10 arithmétique entre les deux valeurs du couple encadrant choisi et, le cas échéant, la valeur de référence à la décompression est la moyenne arithmétique entre les valeurs restituées des valeurs du couple encadrant ; La valeur de référence pour cette couche peut alternativement être la moyenne arithmétique entre les deux valeurs initiales correspondant à celle du couple encadrant is choisi. Avantageusement, selon le procédé, il existe une valeur initiale d'origine dont la valeur compressée et la valeur restituée sont égales à ladite valeur initiale d'origine, ladite valeur d'origine restituée servant de valeur de référence, 20 directe ou indirecte, pour le traitement des autres valeurs initiales. Selon un mode préféré de l'invention, on applique une table de quantification à la différence entre la valeur initiale traitée et la valeur de référence, pour calculer la valeur compressée et la valeur restituée. De préférence, il existe 25 plusieurs tables de quantifications utilisables, la table de quantification utilisée étant définie à partir de valeurs restituées précédemment calculées. Avantageusement, il existe un seuil, en deçà duquel on applique une première table de quantification et au-delà duquel on applique une deuxième table de quantification. De préférence, selon que la valeur initiale à traiter appartient à 30 une couche ou une autre, on utilise une table ou une autre. Chaque cellule peut représenter un pixel d'une image. Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre 35 d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - 6 - La figure 1 est une illustration partielle d'une matrice initiale, représentant l'angle supérieur droit d'une image, ainsi que ceux de la matrice compressée et de la matrice d'erreur correspondantes ; Les figures 2 à 5 illustrent chacune une couche de cellules parmi les cellules de la matrice initiale ; Les figures 6 et 7 illustrent deux tables de quantification respectivement pour des valeurs sombres et claires de l'image, utilisables lors de la compression des valeurs de la couche de base ; Les figures 8 et 9 illustrent deux tables de quantification respectivement pour des valeurs sombres et claires de l'image, utilisables lors de la compression des valeurs des couches secondaires ; et, Les figures 10 à 14 illustrent des algorithmes utilisés dans le procédé selon l'invention. Un procédé selon l'invention va être décrit dans son application à la compression numérique d'une image. Dans cet exemple, l'image d'origine est représentée aux figures par une matrice M initiale. Cette matrice peut être celle des valeurs d'une image monochrome, si l'image d'origine est monochrome, ou bien l'une des matrices permettant de reconstituer une image en couleur, si l'image d'origine est en couleur. Dans le cas d'une image en couleur, la matrice initiale M peut représenter, pour chaque pixel, la luminosité du Rouge, du Vert ou du Bleu, dans le cas d'une image initiale en notation RVB ; elle peut représenter des valeurs composées de luminance Y, dans le cas d'une image initiale en notation YCbCr. Les valeurs de la matrice initiale M sont comprises entre 0 et 255. Ainsi, la matrice peut être la représentation d'une image brute ou bien celle d'une image ayant déjà subi une transformation colorimétrique.

Dans la description qui va suivre, on nommera « ligne », les lignes représentées horizontalement aux figures et « colonnes », les lignes représentées verticalement ; bien sûr, qu'elles soient horizontales ou verticales, les lignes sont traitées indifféremment selon le procédé. Dans la description qui va suivre, chaque cellule Cmn de la matrice initiale M est indicée par son numéro de ligne m et son numéro de colonne n et contient une valeur initiale correspondante Vmn, indicée de la même façon. A la matrice M initiale, correspond une matrice MC compressée et une matrice MR restituée après décompression de la matrice MC compressée. A chaque valeur Vmn de la matrice initiale M correspond une valeur compressée VCmn et une valeur restituée VRmn respectives, chacune dans une cellule CCmn, CRmn respective de mêmes indices. Pour simplifier la description, le procédé selon l'invention sera appliqué seulement à l'angle supérieur gauche de la matrice initiale M, donc à l'angle supérieur gauche de l'image correspondante ; par facilité de langage, on assimilera par la suite le coin de chaque matrice à la matrice correspondante, dont il est l'illustration. La figure 1 illustre donc la matrice initiale M, la matrice compressée MC et la matrice restituée MR obtenues, à partir de la matrice initiale M, par le procédé selon l'invention décrit en référence aux figures 10 à 14 ; la figure 1 illustre aussi une matrice d'erreur ME constituée des différences entre les valeurs restituées et les valeurs initiales.

Le procédé selon l'invention permet le codage successif de couches successives de valeurs, à partir d'une valeur origine Voo contenue dans une cellule origine Coo la plus en haut à gauche de la matrice initiale M. L'encodage d'une valeur d'une couche donnée ne dépend que des couches précédemment encodées ou des valeurs précédemment encodées de sa propre couche. Dans l'exemple illustré, le procédé utilise quatre couches, une couche de base et trois couches secondaires.

A la figure 2, les valeurs des cellules appartenant à la couche de base sont représentées en gras dans la matrice M ; à la figure 3, les valeurs des cellules appartenant à la première couche secondaire sont représentées en gras dans la matrice M ; à la figure 4, les valeurs des cellules appartenant à la deuxième couche secondaire sont représentées en gras dans la matrice M ; et, à la figure 5, les valeurs des cellules appartenant à la troisième couche secondaire sont représentées en gras dans la matrice M. On note que, pour chaque couche, les cellules qui la composent sont régulièrement réparties dans la matrice.

Dans l'exemple illustré, la couche de base est encodée à l'aide d'un premier algorithme d'encodage différentiel sans perte, suivi d'une première quantification ; les couches secondaires sont encodées à l'aide d'un deuxième algorithme, prédictif, lui-même suivi d'une deuxième quantification. Deux tables de quantification TB1, TB2 sont utilisées pour la quantification des valeurs de la couche de base. Deux autres tables TS1, TS2 sont utilisées pour la quantification des valeurs des couches secondaires. Ces tables sont partiellement représentées aux figures 6 à 9. Les tables ne sont que partiellement représentées à ces figures. Notamment, elles ne présentent que des valeurs d'écart positives et inférieures à 13 ou 14, selon le cas ; néanmoins, une table complète comprend de préférence des valeurs négatives et, dans le cas d'une image codée sur huit bits, permet l'encodage d'écarts D dont les valeurs sont comprises entre -255 et +255.

Pour chaque type de couche, une première table TB1, TS1 est affectée à quantification des valeurs sombres ; les valeurs étant considérées comme sombres en deçà d'une valeur de seuil égale à 40, sur 255. Les deuxièmes tables TB2, TS2 sont affectées aux valeurs claires, c'est-à-dire à partir de 40 jusqu'à 255. Le choix de la valeur 40 pour la valeur de seuil est arbitraire, déterminée par un meilleur rendu des couleurs les plus sombres. Les premières tables TB1 et TS1 affectent aux valeurs sombres des quantifications moins - 9 - sévères, correspondant à une division par 2 pour la couche de base et à une division par 4 pour les couches secondaires, contre une division par 3 (TB2) et 5 ou 8 (TS2) respectivement pour les valeurs claires. Les dégradations, c'est-à-dire les erreurs entre valeur restituée et valeur initiale sont généralement plus perceptibles dans les zones sombres que dans les zones claires ; une telle disposition, permettant d'avoir des pertes moindres dans les zones sombres est donc particulièrement avantageuse. La suite de la présente description explique, en référence aux figures 11 à 14, comment on détermine si une valeur est estimée claire ou sombre.

Pour chaque table, la première colonne contient un écart à quantifier D, la deuxième colonne contient, pour chaque écart D, la valeur VC compressée correspondante, et, la troisième colonne contient la valeur correspondante restituée DR de l'écart D.

Le nombre de couches définit un pas p, q de la couche de base, c'est-à-dire une distance entre les cellules appartenant à la première couche. Dans l'exemple illustré, le pas p selon les lignes et le pas q selon les colonnes sont égaux, avec : q = p = 2(1-2), où « i » est le nombre de couches du procédé. Dans l'exemple décrit, il y a quatre couches, soient la couche de base et les trois couches secondaires, c'est à dire que : p = 2(4-2) = 4.

Ainsi, les cellules de la couche de base ont pour indices : m = 4 y, avec y > 0 n= 4 z, avec z > 0 et, (y,z) (0,0)30 -10- Les cellules de base constituent donc un maillage parmi les cellules de la matrice initiale M, à partir duquel sont calculées les valeurs compressées des autres cellules. En utilisant pour les valeurs des cellules de base un encodage peu ou pas destructif relativement à l'encodage des autres cellules, on conserve ainsi, régulièrement réparties dans toute l'image, des valeurs restituées suffisamment proches des valeurs initiales pour conserver une impression de qualité voulue, tout en pouvant se permettre une compression plus importante des valeurs des couches secondaires. ro Dans l'exemple illustré, le coin supérieur gauche représenté, correspond à une maille ; avec pour chacune des cellules représentées : m < 4 et n < 4 On va maintenant décrire le procédé selon l'invention en référence aux figures 15 10 à 14. Chacune de ces figures représente le calcul d'une valeur compressée VCmn, c'est à dire une étape dans la constitution de la matrice compressée MC, notamment en fonction des valeurs initiales Vmn, de la matrice initiale M, mais aussi en fonction de valeurs restituées VR de valeurs précédemment compressées. Les figures 11 et 12 illustrent chacune la compression d'une 20 valeur respective parmi celles des cellules de la couche de base. Les figures 13 et 14 illustrent chacune la compression d'une valeur respective parmi celles des cellules de la première couche secondaire. Le procédé de compression/restitution selon l'invention, conserve la valeur 25 Voo de la cellule origine Coo, identifiée à la figure 10, de sorte que dans l'exemple illustré, on a : Voo = VCoo = VRoo = 25 La valeur origine restituée VRoo est une référence, directement ou 30 indirectement, pour le calcul des autres valeurs compressées VCmn ou restituées VRmn.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 11, l'application du procédé selon l'invention à la cellule Co4 de la matrice initiale M, plus particulièrement à la valeur Vo4=32 que contient la cellule Co4. La cellule Co4 appartient à la couche de base. A part le cas particulier de la valeur Voo, la valeur VO4 est la première à être compressée. Selon le premier algorithme, on prend pour valeur de référence la valeur restituée, déjà calculée, d'indice inférieur la plus proche sur la même ligne ou la même colonne. Dans le cas d'espèce, la valeur de référence est forcément la valeur VRoo = 25. La valeur de référence étant inférieure à 40, on traite la valeur Vo4 comme une valeur sombre et on utilise donc la première table TB1. On calcule ensuite la différence Do4 = Vo4-VRoo = +7 entre la valeur initiale à traiter Vo4 et la valeur de référence VRoo ; on déduit de la table TB1 et de la différence Do4 = +7, la valeur compressée VCo4 = +3 et la différence restituée DRo4 = +6. On obtient ensuite la valeur restituée VRo4 = VRoo + DRo4 = 25 + 6 = 31, en additionnant la différence restituée DRo4 à la valeur de référence VRoo.

La même procédure est appliquée à la valeur initiale V4o de la cellule C4o de la matrice initiale M. La même procédure peut ensuite être appliquée à toutes les valeurs initiales Vo,4z et V4y,o. On va maintenant décrire, en référence à la figure 12, l'application du procédé 25 selon l'invention à la cellule C44 de la matrice initiale M, plus particulièrement à la valeur V44=55 que contient la cellule C44. La cellule C44 appartient à la couche de base. Selon le premier algorithme, on prend pour valeur de référence la valeur 30 restituée, déjà calculée, d'indice inférieur la plus proche sur la même ligne ou la même colonne. Dans le cas d'espèce, deux valeurs répondent -12- potentiellement à cette définition, l'une VRo4 dans la case CRo4, l'autre VR4o dans la case CR4o de la matrice MR. Afin de faire un choix entre les deux valeurs de référence potentielles - on calcule la variation DVm = VRo4 - VRoo = +6 entre la première valeur de référence potentielle VRo4 ayant le même indice de colonne n=4 que la valeur V44 traitée et la valeur restituée VRoo ayant même indice de ligne m=o que cette première valeur de référence potentielle VRo4 et même indice de colonne n=o que la deuxième valeur de référence potentielle VR4o ; et, - on calcule la variation DVn = VR4o - VRoo = +24 entre la deuxième valeur de référence potentielle VR4o ayant le même indice de ligne m=4 que la valeur V44 traitée et la valeur restituée VRoo ayant même indice de colonne n=o que cette deuxième valeur de référence potentielle VR4o et même indice de ligne m=o que la première valeur de référence potentielle VRo4 ; puis, - on détermine un sens de parcours de la matrice, c'est-à-dire une direction selon laquelle sera choisie la valeur de référence, parallèlement à la variation la plus faible ; dans le cas d'espèce, la variation la plus faible est celle DVm, selon la ligne d'indice m=o, de sorte que l'on choisit la valeur de référence de même indice de ligne m que la valeur V44 traitée, de sorte que la valeur de référence choisie est la valeur VR4o, dans la case CR4o de la matrice restituée MR.

Dans le cas de la figure 12, la plus faible variation est DVm = +6 ; la valeur de référence est donc la valeur VR4o = 49. La valeur de référence étant supérieure à 40, on traite la valeur V44 comme une valeur claire et on utilise donc la deuxième table TB2. On calcule la différence D44 = V44-VR4o = +6 entre la valeur initiale à traiter V44 et la valeur de référence VR4o ; on déduit de la table TB2 et de la différence D44 = +6, la valeur compressée VCo4 = +2 et la différence restituée DR44 = +6. On obtient ensuite la valeur restituée -13- VR44 = VR4o + DR44 = 55, en additionnant la différence restituée DR44 à la valeur de référence VR4o. On va maintenant décrire, en référence aux figures 13 et 14, l'application du procédé selon l'invention à des cellules d'une couche secondaire de la matrice initiale M. Les cellules de chaque couche secondaire sont toutes encadrées par des cellules de la couche d'indice inférieur (cas de la figure 13), ou par des cellules de la même couche elles-mêmes encadrées par des cellules de la couche d'indice inférieur (cas de la figure 14).

Pour le traitement des couches secondaires, on choisit pour valeur de référence, une valeur moyenne entre les valeurs d'un couple encadrant ; un couple encadrant étant un couple de valeurs restituées précédemment calculées contenues dans deux cases les plus voisines, de part et d'autre de la cellule en cours de traitement, dans la matrice restituée MR, alignées sur la même ligne m ou sur la même colonne n. Cette moyenne est dans cet exemple arrondie à l'entier le plus proche. La figure 13 illustre plus particulièrement le traitement de la valeur Vo2=29 20 que contient la cellule Co2, appartenant à la première couche secondaire SM1 de la matrice initiale M. Dans le cas d'espèce, la valeur moyenne Wo2 est calculée entre les valeurs originales Voo, Vo4 précédemment calculées contenues dans deux cases les 25 plus voisines Coo, Co4, de part et d'autre de la cellule en cours de traitement CRo2, alignées sur la même ligne d'indice m=o ; aucun couple encadrant n'existant sur la colonne d'indice n=2. On déduit de ce raisonnement, la valeur de référence : Wo2 = (Voo+Vo4)/2 = 28 30 -14- De la même manière, on calcule la valeur de référence à la décompression WRo2, c'est-à-dire utilisée lors de la restitution, entre les valeurs restituées correspondantes VRoo et VRo4 contenues dans les cases CRoo et CRo4, pour obtenir la valeur de référence à la décompression : WRo2 = (VRoo+VRo4)/2 = 28 Les valeurs de référence à la compression et à la décompression ayant été obtenues avec des valeurs différentes, on calcule la différence Do2 = Vo2 - Wo2 = +1 entre la valeur initiale Vo2 en cours de traitement et la valeur de 10 référence à la décompression WRo2. La valeur de référence WRo2 étant inférieure à 40, elle est traitée comme une valeur sombre, à l'aide de la première table TS1 ; on déduit de la table TS1 la valeur compressée VCo2=0 ; puis la différence restituée DRo2=+0 et ensuite la valeur restituée : VRo2 = WRo2 + DRo2 = 28 + 0 = +28 15 La figure 14 illustre plus particulièrement le traitement de la valeur V22-41 que contient la cellule C22, appartenant aussi à la première couche secondaire SM1 de la matrice initiale M. 20 Dans le cas d'espèce, il existe deux couples encadrants potentiels (VRo2, VR42) et (VR2o, VR24) de valeurs restituées. De façon similaire à ce qui a été décrit en référence à la figure 12, afin de choisir la valeur de référence, on détermine d'abord le sens de parcours en fonction des valeurs restituées voisines précédemment calculées présentant la plus faible variation DV ; dans 25 le cas des couches secondaires, on choisit le couple encadrant dont les valeurs présentent la plus faible variation DV. Dans le cas d'espèce : DVm = VR24 - VR2o = +10, et DVn = VR24 - Vro2 = +24, où DVm représente la variation selon la ligne d'indice m=2 et DVn selon la 30 colonne d'indice n=2. -15- La variation DVm, selon la ligne, étant la plus faible, C'est donc le couple encadrant (VR2o, VR24) des valeurs situées sur la même ligne d'indice m=2 que la valeur en cours de traitement qui est choisi pour calculer la valeur de référence à la décompression WR22 : WR22 = (VR2o+VR24)/2 = (33+ 43) / 2 = 38 La valeur de référence à la compression W22 est alors calculée à partir des valeurs originales situées dans les cellules équivalentes : W22 = (V2o + V24)/2 = (33 + 42) / 2 = 37,5 arrondi à .38 Comme dans le cas précédemment décrit en référence à la figure 13, on calcule la différence D22 = V22 - W22 = +3 entre la valeur initiale V22 en cours de traitement et la valeur de référence W22. La valeur de référence à la décompression WR22 étant inférieure à 40, elle est traitée comme une valeur sombre, à l'aide de la première table TS1 ; on déduit de la table TS1 la valeur compressée VC22=+1 ; puis la différence restituée DR22=+4 et ensuite la valeur restituée : VR22 = WR22 + DR2,2 = 38 + 4 = +42 Les mêmes procédures, précédemment décrites en référence aux figures 13 et 14, sont applicables à chacune des valeurs des couches secondaires. On note que pour chaque valeur à restituer VR, les valeurs de référence et la condition de clarté étant déterminées à partir des valeurs précédemment restituées VR de la matrice restituée MR. Autrement dit, les valeurs restituées servent à calculer les valeurs restituées suivantes, à déterminer s'il y a lieu le sens de parcours de la décompression pour chaque valeur à restituer, et, à déterminer la table de quantification qui sera utilisée en fonction de la valeur de seuil choisie. La matrice compressée MC contient donc en elle-même toutes les informations nécessaires à la restitution. -16- En outre, comme particulièrement illustré aux figures 2 et 3, il est possible d'effectuer la compression couche après couche. Ainsi, dès que chacune des valeurs d'une couche est compressée, il est possible de les transmettre, par exemple sous la forme d'une sous-matrice SMCo à un dispositif pour leur restitution, par exemple un écran d'ordinateur. Cela permet d'afficher, même si c'est avec une définition moindre, la totalité de l'image, sans attendre que l'ensemble des couches ait été traité. Cela permet pour l'utilisateur qui veut visualiser une image fixe d'avoir l'impression d'un traitement plus rapide ; pour celui qui regarde une vidéo, cela permet une plus grande fluidité.

Particulièrement dans le cas d'une vidéo visualisée en streaming, notamment lorsque la bande passante est passagèrement insuffisante pour le traitement complet d'une image avant l'affichage de la suivante, cela évite l'effet de pixellisation qui apparaît avec un traitement, comme dans certains procédés d'encodage, tel le H264.

Une telle disposition peut aussi être avantageusement utilisée pour un jeu vidéo, particulièrement pour un jeu joué « en ligne », dans lequel des séances rapides peuvent s'enchainer à haute fréquence ; un traitement d'une zone seulement de l'image, ou un ralentissement de l'action, y serait préjudiciable au plaisir du joueur, voir à la réussite de ses actions ; le traitement de couches successives réparties dans l'image, chaque couche étant transmise puis affichée aussitôt qu'elle est traitée, permet d'éviter ces inconvénients. Dans les cas illustrés par le traitement de la valeur Vo2, en référence à la figure 13, ou de la valeur V22, en référence à la figure 14, et à titre de variante, les valeurs compressées correspondantes peuvent être calculées à partir de la moyenne des valeurs restituées de mêmes indices mn que le couple encadrant, et, les valeurs restituées à partir de ces mêmes valeurs. Dans ce mode de réalisation de l'invention, on donc : pour V02 : Wo2 = WRO2 = (VRoo+VRo4)/2 = (25+31)/2 = 28 -17- puis, Do2 = Vo2 - Wo2 = +1 et DRo2 = 0 d'où, VRo2 = WRo2 + DRo2 = 28 + 0 = +28 et, pour V22 : W22 = WR22 = (VR2o+VR24)/2 = (33+43)/2 = 38 puis, D22 = V22 - W22 = +3 et DR22 = +4 d'où, VR22 = W22 + DR22 = 38 + 4 = +42 les valeurs Wo2 et W22 étant calculées comme précédemment décrit en référence aux figures 13 et 14.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Ainsi, au lieu d'être dans l'angle supérieur gauche de la matrice initiale, la cellule origine peut être une quelconque autre cellule de la matrice initiale, de sorte que les numéros de lignes et/ou de colonnes peuvent prendre des valeurs négatives, le principe de compression selon l'invention n'en étant pas affecté. De plus, si l'exemple précédemment donné décrit la compression d'une matrice dont chaque cellule représente un pixel d'une image, une méthode de compression selon l'invention est applicable à tout type de matrice, notamment à celle correspondant à de grandes quantités de données, par exemple des données statistiques. De même, si l'exemple correspondant à une matrice à deux dimensions, symbolisées l'une par les lignes, et l'autre par des colonnes, l'invention est applicable à des matrices de dimensions supérieures ; notamment, une vidéo peut être représentée par une matrice à trois dimensions, la troisième dimension représentant le temps. Un tel procédé de compression est, par ailleurs, particulièrement adapté à être utilisé pour le traitement de données massives, par exemple des données météorologiques, pouvant être représentées sous forme de matrice à deux dimensions ou plus.30 -18- Dans l'exemple illustré, la couche de base possède ses propres tables de quantifications et les tables de quantification utilisées pour la compression des couches secondaires sont identiques pour toutes les couches secondaires. Bien entendu, sans que ces exemples soient limitatifs, il est aussi possible de prévoir des tables de quantification propres à chaque couche secondaire, ou même une unique table de quantification valable pour toutes les couches, y compris la couche de base. L'ordre de traitement des valeurs initiales dans chaque couche peut être changé. Elles peuvent être traitées par lignes ou par colonnes successives, ou bien dans un autre ordre. Il peut aussi être prévu qu'un traitement d'une couche débute avant que le traitement de la couche précédente soit terminé.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de codage par couches (MSB, MS1, MS2, MS3 ...) successives d'une matrice initiale (M) en une matrice compressée (MC) et sa restitution en une matrice restituée (M_R), - chaque cellule (Cmn) de la matrice initiale contenant une valeur numérique initiale (Vmn) respective ; - chaque cellule (CCmn) de la matrice compressée (MC) contenant une valeur numérique compressée (VCmn) respective correspondant à la valeur numérique initiale respective (Vmn) ; - chaque cellule (CRmn) de la matrice restituée (MR) contenant une valeur numérique restituée (VRmn) respective correspondant à la valeur numérique initiale respective (Vmn) ; caractérisé en ce que pour traiter, c'est-à-dire compresser, au moins une valeur initiale (Vmn) d'une case initiale (Cmn) on choisit, parmi les lignes passant par ladite case, comme chemin de parcours pour la compression de ladite valeur initiale, celui qui, estimé à partir de valeurs restituées (VR) précédemment calculées, présente la variation (DV) dont la valeur absolue est la plus faible.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche (MSB) pour laquelle, pour une valeur initiale (Vmn) à traiter de ladite couche, la valeur compressée (VCmn) correspondante est déterminée en calculant une différence (Dmn) entre ladite valeur à traiter et une valeur restituée de référence (VR) précédemment déterminée et voisine, de préférence la plus proche voisine, de la case (CRmn) prévue pour contenir la valeur restituée correspondant à ladite valeur à traiter (Vmn), ladite voisine étant en outre sur une des lignes passant par la ladite case (CRmn).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisée en ce que lorsque plusieurs des lignes passant par la cellule (CRmn) prévue pour contenir la- 20 valeur restituée correspondant à ladite valeur à traiter (Vmn) comprennent une valeur pouvant potentiellement être une valeur de référence, pour toutes les combinaisons de valeurs potentielles prises deux à deux, pour une première desdites valeurs de référence potentielles, située sur une première desdites lignes et une deuxième desdites valeurs de référence potentielles, située sur une deuxième desdites lignes, on calcule une variation (DV) égale à la différence entre ladite première valeur et une autre valeur restituée, précédemment calculée, située sur une même troisième ligne que ladite première valeur, ladite troisième ligne étant parallèle la deuxième ligne, et ladite autre valeur étant à une même distance de la première valeur que la deuxième valeur l'est de la valeur à traiter, la valeur de référence choisie étant la deuxième valeur pour laquelle ladite variation est la plus faible.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les matrices sont à deux dimensions et lorsqu'il existe au moins deux valeurs de référence possibles, l'une sur la même ligne (m), l'autre sur la même colonne (n) pour la valeur (Vmn) à traiter de la couche (MSB), le choix de la valeur de référence se fait en : - calculant une première variation (DVm) entre la première valeur de référence potentielle ayant le même numéro de colonne (n) que la valeur (Vmn) traitée et la valeur restituée ayant même numéro de ligne que cette première valeur de référence potentielle et même indice de colonne que la deuxième valeur de référence potentielle ; et, calculant la deuxième variation (DVn) entre la deuxième valeur de référence potentielle ayant le même indice de ligne (m) que la valeur (Vmn) traitée et la valeur restituée ayant même numéro de colonne que cette deuxième valeur de référence potentielle et même numéro de ligne ladite première valeur de référence potentielle ; puis, - choisissant la valeur de référence pour laquelle le chemin de parcours donne la variation la plus faible, c'est-à-dire que l'on choisit la première valeur de référence, sur la même colonne (n), si la deuxième- 21 - variation (DVn) est inférieure en valeur absolue à la première variation (DVm), ou, que l'on choisit la deuxième valeur de référence, sur la même ligne (m), si la première variation (DVm) est inférieure en valeur absolue à la deuxième variation (DVn).
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il existe au moins une couche, de préférence une couche de base (MSB), pour laquelle, pour une valeur initiale (V2y, 2z) à traiter de ladite couche, la valeur compressée (VCnm) correspondante est déterminée en calculant une différence (Dmn) entre la valeur initiale (Vmn) et une valeur de référence égale à une valeur restituée précédemment calculée, appartenant soit à la même ligne (m), soit à la même colonne (n), que celle ladite valeur à traiter.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il existe au moins une couche (MS1, MS2, MS3...), pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter (Vmn), la valeur de référence (Wmn) est calculée à partir d'un couple encadrant de valeurs initiales (Vo2, V42 ; V2o, V24) ayant déjà été traitées et disposées de part et d'autre de ladite valeur (Vmn), pour laquelle la valeur restituée (VRmn) est calculée à partir d'une valeur de référence à la décompression (WRmn) calculée à partir du couple encadrant équivalent de valeurs précédemment restituées (VRo2, VR42 ; VR2o, VR24).
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il existe au moins une couche (MS1, MS2, MS3...), pour laquelle, pour une valeur initiale à traiter (Vmn), la valeur de référence (Wmn) est calculée à partir d'un couple encadrant de valeurs restituées (VRo2, VR42 ; VR2o, VR24) ayant déjà été traitées et disposées de part et d'autre de ladite valeur (Vmn), pour laquelle la valeur restituée (VRmn) est calculée à partir d'une valeur de référence à la décompression (WRmn) calculée à partir du couple même couple de valeurs précédemment restituées (VRo2, VR42 ; VR2o, VR24).-22-
8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que s'il existe au moins deux couples encadrants (Vo2, V42 ; V2o, V24 ; ou ; VRo2, VR42 ; VR2o, VR24) on choisit pour calculer la valeur de référence (W22,WR22) le couple dont la variation (DVmn), égale à la différence entre les valeurs restituées correspondantes (VRo2, VR42 ; VR2o, VR24) de valeurs restituées précédemment déterminées, présente la valeur absolue la plus faible.
9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur de référence (Wmn) est la moyenne arithmétique entre les deux valeurs du couple encadrant choisi (V2o, V24 ; VR2o, VR24) et, le cas échéant, la valeur de référence (WRmn) à la décompression est la moyenne arithmétique entre les (VR2o, VR24) valeurs restituées des valeurs du couple encadrant.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il existe une valeur initiale d'origine (Voo) dont la valeur compressée (VCoo) et la valeur restituée (VRoo) sont égales à ladite valeur initiale d'origine (Voo), ladite valeur d'origine restituée (VRoo) servant de valeur de référence, directe ou indirecte, pour le traitement des autres valeurs initiales (Vmn).
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que on applique une table (TB1, 1132, TS1, TS2) de quantification à la différence (Dmn) entre la valeur initiale traitée (Vmn) et la valeur de référence, pour calculer la valeur compressée (VCrnri) et la valeur restituée (VRmn).30- 23 -
12. Procédé selon la revendication 10, Caractérisé en ce qu'il existe plusieurs tables de quantifications utilisables (1B1, TB2, TS1, TS2), la table de quantification utilisée étant définie à partir de valeurs restituées précédemment calculées.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la table de quantification est choisie en fonction de la valeur de référence (WRmn) uniquement. 10
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il existe une valeur seuil sur la valeur de référence (WRnin), en deçà duquel on applique une première table de quantification (TB1, TS1) et au-delà duquel on applique une deuxième table de 15 quantification (.1B2, TS2).
15. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que selon que la valeur initiale appartient à une couche (MSB) ou une autre (MS1, MS2, MS3), on utilise une table (TB) ou une autre 20 (TS).
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque cellule (Cmn, CCmn, CRmn) représente un pixel d'une image. 25
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la matrice initiale est de dimension supérieure ou égale à 3.