WO2013156718A1 - Procédé de codage et de décodage d'images intégrales, dispositif de codage et de décodage d'images intégrales et programmes d'ordinateur correspondants - Google Patents

Procédé de codage et de décodage d'images intégrales, dispositif de codage et de décodage d'images intégrales et programmes d'ordinateur correspondants Download PDF

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transformed
integral image
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Definitions

  • the present invention relates generally to the field of image processing, and more specifically to the encoding and decoding of integral images and integral image sequences.
  • the invention may especially, but not exclusively, apply to the video coding implemented in current video encoders and their amendments (MPEG, H.264, H.264 SVC, H.264 MVC, etc.) or to come (ITU-T / VCEG (H.265) or ISO / MPEG (HEVC)), and the corresponding decoding.
  • Integral imaging is a technique of representing relief images. It is considered particularly promising in the development of television in three dimensions (3D), in particular because it proposes, not a stereoscopic visualization of the images, but a total parallax.
  • An integral image is classically composed of a large number of elementary images that represent the different perspectives of a three-dimensional scene. Therefore, all these elementary images contain not only pixellic information (color and intensity) of the three-dimensional scene, but also information about the direction of the light rays reflected by a perspective object in the scene. It is thanks to the rendering of such complete 3D information that the integral image can provide the user with the total parallax and the near-continuity between the different points of view, without causing visual discomfort.
  • a series of sub-images of an integral image may be considered as a multi-view image of the scene and therefore a sequence of integral images may be decomposed into a video sequence multi-view.
  • said series of sub-images can be compressed using a standard encoding technique such as MVC ("Multi-view coding"). This results in an efficient coding of the integral images since it exploits both the spatial and temporal redundancies of the latter.
  • a disadvantage of the technique described in this document is that its practical application imposes a limitation of the number of sub-images to be coded by the MVC coding technique.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • One of the aims of the invention is to overcome disadvantages of the state of the art mentioned above.
  • the present invention relates to a method of encoding at least one integral image representative of at least one object in perspective in a scene.
  • the coding method according to the invention is remarkable in that it implements the steps of:
  • DWT Discrete Wavelet Transform
  • the integral image no longer needs to be cut into blocks, which advantageously eliminates the block effects inherent in the application of a DCT transform.
  • the discrete wavelet transform is advantageously applied directly to the original integral image, and not to a preprocessed integral image, that is to say one which has been previously divided into a plurality of elementary images.
  • a preprocessed integral image that is to say one which has been previously divided into a plurality of elementary images.
  • the step of applying a discrete wavelet transform is iterated a plurality of times.
  • Such an arrangement allows each iteration to remove the spatial correlation that subsists between the neighboring pixels of the encoded integral image.
  • the number of iterations can be parameterized and depends, for example, on the number of pixels of the integral image.
  • the coding according to the invention is particularly flexible in use since it is applicable to an integral image of any size.
  • the coding of the transformed coefficients is carried out according to the MPEG-4 standard.
  • Such an arrangement makes it possible to efficiently encode successive integral images in a sequence, by exploiting the temporal redundancies of the latter, by applying to these images the standard MPEG-4 coding technique (abbreviation of "Moving Picture Experts Group”).
  • the transformed transformed coefficients are directly quantized and then subjected to entropy coding.
  • Such an arrangement corresponds to a modification of the MPEG-4 standard, consisting of eliminating the DCT transformation step conventionally implemented in the latter. It provides a particularly efficient coding of the integral images when the DWT coefficients which are representative of the integral image approximation, i.e. the low frequency coefficients, are in small quantities.
  • the other transformed transformed coefficients are directly quantified then subjected to entropy coding.
  • Such a provision also corresponds to a modification of the MPEG-4 standard, reserving the MPEG-4 coding only for the low frequency DWT coefficients and applying the coding according to the first variant above all other DWT coefficients.
  • This second variant provides a particularly efficient coding of the integral images when the DWT coefficients which are representative of the integral image approximation, ie the low frequency coefficients, are in high quantity.
  • the invention relates to a device for encoding at least one integral image representative of at least one object in perspective in a scene, such a device being able to implement the aforementioned coding method.
  • Such a coding device is remarkable in that it comprises:
  • calculation means for directly applying to the pixels of the integral image a discrete wavelet transform delivering a plurality of transformed coefficients
  • the invention relates to a method for decoding a data signal representative of at least one integral image that has been previously coded, the aforementioned integral image being representative of at least one object in perspective in a scene.
  • Such a decoding method is remarkable in that it implements the steps of:
  • the step of applying a discrete inverse wavelet transform is iterated a plurality of times.
  • the decoding of the data of the signal is carried out according to the MPEG-4 standard.
  • the transformed transformed coefficients are subjected only to an entropy decoding, then to an inverse quantization.
  • the other transformed transformed coefficients are directly subjected to an entropy decoding, then to an inverse quantization.
  • the invention relates to a device for decoding a data signal representative of at least one integral image that has been previously coded, the aforementioned device being able to implement the aforementioned decoding method.
  • Such a decoding device is remarkable in that it comprises:
  • calculation means capable of directly reconstructing the pixels of the integral image by applying a discrete inverse wavelet transform to said delivered discrete wavelet transform coefficients.
  • the invention relates to a computer program comprising instructions for implementing:
  • the decoding method according to the invention when it is executed on a computer.
  • the invention also relates to a computer program on an information carrier, this program comprising instructions adapted to the implementation of one of the methods according to the invention, as described above.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.
  • the invention also relates to a computer-readable information medium, comprising instructions of a computer program as mentioned above.
  • the information carrier may be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may have a storage medium, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, for example a floppy disk or a hard disk.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the coding device, the decoding method, the decoding device and the aforementioned computer programs have at least the same advantages as those conferred by the coding method according to the present invention.
  • FIG. 1 represents steps of the coding method according to the invention
  • FIG. 2 represents an embodiment of a coding device according to the invention
  • FIGS. 3A and 3B show an integral image acquisition step of the coding method according to the invention
  • FIG. 4 represents a transform step DWT of the acquired integral image as represented in FIG. 3A
  • FIG. 5 represents three levels of decomposition of the integral image of FIG. 3A, by successive applications of a DWT transform on the low frequency coefficients obtained successively
  • FIG. 6 represents an exemplary order of the transformed coefficients for a considered decomposition level of the integral image of FIG. 3A
  • FIG. 7 represents a decoding device according to the invention
  • FIG. 8 represents steps of the decoding method according to the invention.
  • FIG. 9 represents a reverse DWT transform step of the transform step as represented in FIG. 4.
  • the coding method according to the invention is represented in the form of an algorithm comprising steps C1 to C5 represented in FIG.
  • the coding method according to the invention is implemented in a coding device CO represented in FIG.
  • the first step C1, represented in FIG. 1, is the acquisition of an integral image II of the image sequence to be encoded by an image acquisition module ACI represented in FIG. 2.
  • the integral image II is representative of an object OBJ in perspective in a scene SC in three dimensions.
  • the integral image II is acquired in the direction of the arrow F1 by a 2D scanner of the CCD type (abbreviation of "Charged-Coupled Device") which is designated by the reference SCN in FIG. 3A, and then reconstructed on an EC screen , in the direction of the arrow F2.
  • Such an acquisition is performed by means of a lenticular network RL which is arranged between the object OBJ and the scanner SCN.
  • the lenticular network RL conventionally comprises a plurality of identical microlenses. In the example shown in FIG.
  • the lenticular array RL comprises only four identical microlenses ML1, ML2, ML3 and ML4, for the sake of clarity of the figure.
  • An EC screen is disposed in the focal plane of the aforementioned microlenses, such a screen being able to restore the integral image II to an observer.
  • the EC screen comprises a matrix of pixels which comprises several identical cells each consisting of a plurality of pixels of different colors. Each cell is the same size as a microlens.
  • the screen EC comprises four pixel cells CL1, CL2, CL3 and CL4 respectively arranged in correspondence with the four microlenses ML1, ML2, ML3 and ML4.
  • Each cell is composed for example of five pixels of different colors.
  • CL 1 (1 j j 4 4)
  • the latter contains five pixels P i 1 , P i 2 , P i 3 , P i 4 , P i s -
  • FIG. 3 B represents an enlarged view of the composition of a cell CL 1 consisting of five pixels ⁇ 1 ⁇ , P1 2 , PI 3,, PI 5.
  • each microlens ML1, ML2, ML3 and ML4 strike the pixels of each cell CL1, CL2, CL3 and CL4, in the focal plane PF of said microlenses.
  • each angle of incidence corresponds to a particular viewing angle according to which an observer has the possibility of viewing in perspective the OBJ object.
  • the values of these angles are limited by the value of the viewing angle of a microlens ML1, ML2, ML3, ML4.
  • Such a viewing angle, corresponding to that of the ML2 microlens, is shown in solid and bold lines in Figure 3B for illustrative purposes.
  • the light rays R3 strike respectively the pixel P1 3 of the cell CL1, the pixel P2 3 of the cell CL2, the pixel P3 3 of the cell CL3 and the pixel P4 3 of the cell CL4 at an angle of incidence of null value.
  • an image I I composed of a plurality of pixels is thus obtained.
  • Such an image is likened to a matrix X (x, y) of pixels, according to which the pixels are arranged in x rows and in columns, where x and y are positive integers.
  • Step C2 a DWT transform is applied directly to the pixels of the integral image II.
  • Step C2 is implemented by a calculation module MTCO shown in FIG. 2.
  • the DWT transform is of two-dimensional (2D) type.
  • the calculation module MTCO applies a DWT transform to a dimension of lines of pixels of the integral image II, then a DWT transform to a dimension of the pixel columns of the latter.
  • the MTCO calculation module uses the Haar wavelet transform because of its high performance, its simplicity and its good properties for evaluating the contour of the object OBJ in the integral image II.
  • FIG. 4 represents the decomposition of the integral image II according to the abovementioned transform.
  • a low pass filter H PB (-x) and a high pass filter H PH (- x) are used for the line level transformation of the integral image II, and two filter banks BC1 and BC2 respectively containing the pass filters - low H PB (-y) and high pass H PH (-y) are used for the column level transformation of the integral image II.
  • the coefficients delivered by the low-pass filters H PB (-x) and high-pass filters HPH (-X) are sub-sampled by a factor of 2.
  • the set of coefficients thus subsampled HL 1 and HH 1 , as well as the set of coefficients thus subsampled LH 1 and LL 1 are then respectively subjected to the input of the two banks of filters BC1 and BC2 each containing the low-pass filters H PB (-y) and high-pass H PH (-y).
  • the coefficients delivered by the two banks of filters are subsampled respectively by a factor of 2.
  • the following four sequences of coefficients are then delivered:
  • the Haar transform decomposition procedure that has just been described is iterated K + 1 times (K> 1) on the low frequency coefficients obtained at each decomposition, until a decomposition level predetermined image of the integral image II is reached.
  • K 2 that is to say that two iterations of the Haar transform are performed on the low frequency coefficients obtained at the end of the preceding transform.
  • the level of decomposition is determined by the number of pixels of the integral image II. Assuming that an integral image is classically decomposed into elementary images containing respectively 2 K pixels, by applying a 2D wavelet decomposition K on each set of 2 K pixels, it is possible to eliminate the spatial correlation existing between the neighboring pixels. an integral image II.
  • the above reasoning applies to the original integral image II, on the low-frequency coefficients which contain the redundancies between the neighboring pixels of the integral image. To suppress such redundancies, it is necessary to apply an additional DWT transform to the low frequency coefficients, hence obtaining a decomposition level of the integral image II equal to K + 1.
  • the coefficients resulting from the first iteration of the Haar transform are denoted Y 4 LL , Y LH, Y HL, Y HH, Y 3 LH, Y 3 HL, Y 3 HH
  • the coefficients resulting from the second iteration of the Haar transform are denoted Y 6 LL , Y 6 LH, Y 6 HL, Y 6 HH, Y 5 LH, Y 5 HL, Y 5 HH-
  • Said rearrangement step C3 is implemented by a MACO calculation software module as represented in FIG. 2.
  • said aforementioned transformed coefficients are organized into a single data sequence, in the order in which they were obtained at the end of the different iterations, according to a conventional zigzag path such as "raster scan".
  • the coefficients are traversed from the decomposition level K + 1 at the decomposition level 1 of the integral image II, according to the order of travel represented by the arrow P in FIG.
  • the transformed coefficients obtained are organized into a corresponding sequence according to the path represented in FIG. 6.
  • three sequences of transformed coefficients are obtained.
  • the arrangement of the transformed coefficients according to the above-mentioned second example makes it possible to significantly improve the performance of the following steps of quantization and entropy encoding.
  • the transformed transforming coefficients are coded so as to eliminate the temporal redundancies existing between the current integral image II and at least one previously encoded and then decoded integral image.
  • Such a step is implemented by a coding module UC represented in FIG. 2.
  • Said coding module UC comprises:
  • a coding / decoding MCDP module predictive of at least one current sequence of coefficients with respect to at least one previously coded and then decoded sequence
  • an MCE module for entropy encoding said at least one current sequence, for example of the CABAC type.
  • Said predictive coding / decoding module MCDP implements a conventional predictive coding / decoding algorithm of the MPEG-4 type or modified according to the invention as will be described below.
  • the predictive coding / decoding module MCDP implement three different types of coding procedure, noted respectively C4a, C4b and C4c.
  • the sequence of coefficients transformed and rearranged according to the aforementioned first example, as noted by S a is conventionally coded according to the MPEG-4 technique well known to those skilled in the art.
  • Such an arrangement has the advantage of being simple to implement since it does not require any modification of the MCDP coding / decoding module.
  • the current coefficient sequence S a is subjected to a predictive coding, during which the latter is predicted with respect to a previously encoded and decoded sequence of coefficients.
  • Said aforementioned predictive coding step makes it possible to construct a predicted coefficient sequence Sp a which is an approximation of the current sequence S a .
  • the information relating to this predictive coding may later be written in a stream that can be transmitted to a decoder.
  • the predicted sequence Sp a of the current sequence S a is subtracted to produce a residual sequence Sr a .
  • a next substep C43a requires the transformation of the residual Sr sequence according to a conventional operation of forward transform such as for example a discrete cosine transformation DCT type, to produce a transformed sequence St .
  • a procedure for quantifying the transformed sequence St has according to a conventional operation of quantification, such as for example a scalar quantization.
  • a sequence of quantized coefficients Sq a is then obtained.
  • the entropic coding module MCE of FIG. 2 proceeds to the entropy coding of the quantized coefficient sequence Sq a .
  • the coefficients thus coded are then available to be written, during a step C5, in a stream F intended to be transmitted to a decoder such as the decoder DO shown in Figure 7, after a prior scheduling.
  • the production step of such a flow is implemented by a MGF software module for generating data streams, such as bits for example, said module being represented in FIG. 2.
  • a next substep C46a it is proceeded to the dequantization Sq sequence according to a conventional operation of dequantization which is the inverse operation of the quantization carried out at the step C44a.
  • a sequence of dequantized coefficients SDq a is then obtained.
  • step C47a the reverse transformation of the dequantized coefficient sequence SDq is performed , which is the inverse operation of the direct transformation performed in step C43a above.
  • a decoded residual sequence SDr a is then obtained.
  • the decoded sequence SD a is constructed by adding to the predicted sequence SDp a the decoded residual sequence SDr a .
  • the decoded sequence SD a is thus made available for use by the coding unit UC as shown in FIG. 2.
  • the coding just described above is implemented, with the exception of the step D43a of transform DCT, for each set of transformed coefficients, then arranged by decomposition level according to the second example shown in Figure 6.
  • three sets of transformed coefficients S1 b , S2 b , S3 b are coded successively, since there are three levels of decomposition .
  • Such a second coding procedure C4b which constitutes a modified version of the classical MPEG-4 coding technique, is particularly advantageous to implement when the low frequency coefficients Y 2 LL , Y 4 LL and Y 6 LL are present in low quantity.
  • a substep b C41 identical to step C41 has the first sequence of current coefficients S1 b is subjected to a predictive coding delivering a predicted coefficient sequence S1 b p which is an approximation of the current sequence S1 b .
  • the information relating to this predictive coding may later be written in the stream F suitable for transmission to the decoder DO of FIG. 7.
  • a next substep C42b identical to the C42a substep requires the subtraction of the predicted sequence S1 p b of S1 b stream sequence to produce a residual sequence S1 r b.
  • the entropic coding module MCE of FIG. 2 proceeds with the entropy coding of the quantized coefficient sequence S1 q b .
  • step C45b the sequence S1 q b is dequantized according to a conventional dequantization operation, which is the inverse operation of the quantization performed at step C43b.
  • a sequence of dequantized coefficients SD1 q b is then obtained.
  • a next substep C46b requires the construction of the decoded sequence SD1 b from the sequence SD1 q p.
  • the decoded sequence SD1 b is thus made available for use by the CPU coding unit as shown in Figure 2.
  • the second coding procedure C4b which has just been described above is again implemented for each of the two other sequences transformed coefficients b S2 and S3 b.
  • the coefficients other than the low-frequency coefficients above are subjected to a coding procedure identical to the procedure C4b.
  • these are the coefficients Y 2 LH , Y 2 HL, Y 2 HH, LH 1 , HL 1 , HH, Y LH, Y HL, Y HH-
  • three decoded sequences SD1 C , SD2 C and SD3 C are obtained and are thus made available for use by the coding unit UC as represented in FIG. 2.
  • Such a third coding procedure C4c which constitutes a hybrid version of the conventional MPEG-4 coding technique and the modified MPEG-4 coding technique according to the invention, is particularly advantageous to implement when the low frequency coefficients Y 2 LL , Y LL and Y 6 LL are present in large quantities.
  • FIG. 8 will now describe the decoding method according to the invention implemented in the decoder DO of FIG. 7.
  • the decoding method according to the invention is represented in the form of an algorithm comprising the steps D1 to D3, shown in Figure 8.
  • the first decoding step D1 is the decoding of each of the coefficients contained in the stream F received by the decoder DO .
  • the decoding of the coefficients is implemented by a decoding unit UD as represented in FIG. 7.
  • the UD coding unit comprises:
  • an MDE module for entropy decoding said at least one current sequence of previously coded coefficients, for example of the CABAC type, a predictive decoding MDP module of at least one current coefficient sequence with respect to at least one previously decoded sequence.
  • Said predictive decoding module MDP implements a conventional predictive decoding algorithm MPEG-4 type or modified according to the invention as will be described below.
  • the predictive decoding module MDP implements three different types of decoding procedure, denoted respectively D1a, D1b and D1c in FIG. 8.
  • entropic decoding of the coefficients of the coded sequence S a is performed .
  • the current coefficient sequence S a is subjected to a predictive decoding, during which the latter is predicted with respect to a previously decoded sequence of coefficients.
  • Said aforementioned predictive decoding step makes it possible to construct a sequence of predicted coefficients Sp a .
  • a quantized coefficient sequence Sq a is constructed .
  • a next substep D14a it is proceeded to the dequantization of the sequence of quantized coefficients has Sq according to a conventional operation of dequantization which is the inverse operation of the quantization carried out at the aforementioned step C44a to produce a dequantized decoded sequence of coefficients SDt a .
  • the inverse transformation of the dequantized coefficient sequence SDt is performed which is the inverse operation of the direct transformation carried out in the aforementioned step C43a.
  • a decoded residue sequence SDr a is then obtained.
  • the decoded sequence SD a is constructed by adding to the predicted sequence Sp has the decoded residue sequence SDr a .
  • the decoded sequence SD a is thus made available for use by the decoding unit UD.
  • step D1 D1 the first encoded sequence current coefficients S1 b is subjected to entropy decoding.
  • a next substep D12b the sequence encoded current coefficients S1 b is subjected to predictive decoding, in which the latter is predicted with respect to a sequence of coefficients previously decoded.
  • Said aforementioned predictive decoding step makes it possible to construct a predicted sequence of coefficients S1 p b .
  • a quantized coefficient sequence S1 q b is constructed .
  • a next substep D14b it is proceeded to the dequantization of the sequence of quantized coefficients S1 q is to produce a sequence of dequantized coefficients decoded SD1 t b.
  • a next substep D15b requires the construction of the decoded sequence SD1 b from the decoded dequantized sequence SD1 t b.
  • the decoded sequence SD1 b is thus made available for use by the SU decoder unit of FIG 7.
  • the coefficients other than the low-frequency coefficients above are subjected to a decoding procedure identical to the procedure D1b. According to the first example of rearrangement mentioned above, these are the coded coefficients Y 2 L H, Y 2 HL,
  • this is the first sequence S1 c coded coefficients Y 2 LH, HL Y 2, Y 2 HH, LH 1, HL 1, HH 1, of the second coded sequence S2 C of coefficients Y LH , Y, Y HH, Y 3 LH, Y 3 HL, Y 3 HH, and of the third sequence S3 C coded with coefficients Y 6 LH , Y 6 H 1 , Y 6 HH, Y 5 LH, Y 5 HL, Y 5 HH.
  • three decoded sequences SD1 C , SD2 C and SD3 C are obtained and are thus made available for use by the decoding unit UD as represented in FIG. 7.
  • step D2 the decoded coefficients obtained at the end of the steps D1a, D1b or D1c are rearranged in the reverse order where they have been coded.
  • Said rearrangement step D2 is implemented by a calculation software module MADO as represented in FIG. 7.
  • said decoded coefficients are organized in a single data sequence, in the reverse order where they were obtained at the coding at the end of the different decomposition iterations.
  • the decoded coefficients are arranged taking into account the decoded coefficients corresponding to the decomposition level 1 to the decoded coefficients corresponding to the decomposition level K + 1 of the integral image II. For each decomposition level considered, the decoded coefficients obtained are organized in a corresponding sequence according to the path shown in FIG. 6.
  • Step D3 is implemented by a calculation module MTIDO shown in FIG. 7.
  • the calculation module MTIDO uses the inverse wavelet transform of Haar.
  • An example of an inverse transform is shown in detail in FIG. 9 for a considered decomposition level.
  • the four decoded sequences Y 2 H H, Y 2 HL, Y 2 LH, Y 2 LL are respectively oversampled by a factor of 2.
  • the two sequences of coefficients thus oversampled Y 2 H H and Y 2 H i, as well as the two sequences of oversampled coefficients Y 2 L H and Y 2 LL, are then respectively submitted at the input of two banks of filters BC3 and BC4 each containing the high-pass filters H PH (y) and low-pass H PB (y).
  • the coefficients HH 1 and HL 1 delivered by the filter bank BC 3 are summed and then subjected to oversampling by a factor of 2.
  • the decoding method that has just been described above is reiterated for a plurality of integral images to be reconstructed belonging to a determined sequence.

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Abstract

L'invention concerne le codage d'au moins une image intégrale (II) représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène. Un tel procédé de codage est caractérisé en ce qu'il met en œuvre les étapes 10 consistant à : - appliquer (C2) directement sur les pixels de ladite image intégrale une transformée en ondelettes discrète délivrant une pluralité de coefficients transformés, - coder (C4a; C4b; C4c) lesdits coefficients transformés 15 délivrés.

Description

PROCÉDÉ DE CODAGE ET DE DÉCODAGE D'IMAGES INTÉGRALES, DISPOSITIF DE CODAGE ET DE DÉCODAGE D'IMAGES INTÉGRALES ET
PROGRAMMES D'ORDINATEUR CORRESPONDANTS Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte de manière générale au domaine du traitement d'images, et plus précisément au codage et au décodage d'images intégrales et de séquences d'images intégrales.
L'invention peut notamment, mais non exclusivement, s'appliquer au codage vidéo mis en œuvre dans les codeurs vidéo actuels et de leurs amendements (MPEG, H.264, H.264 SVC, H.264 MVC, etc) ou à venir (ITU- T/VCEG (H.265) ou ISO/MPEG (HEVC)), et au décodage correspondant.
Art antérieur
L'imagerie intégrale est une technique consistant à représenter des images en relief. Elle est considérée comme particulièrement prometteuse dans le développement de la télévision en trois dimensions (3D), notamment en raison du fait qu'elle propose, non pas une visualisation stéréoscopique des images, mais une parallaxe totale.
Une image intégrale est classiquement composée d'un grand nombre d'images élémentaires qui représentent les différentes perspectives d'une scène en trois dimensions. Par conséquent, l'ensemble de ces images élémentaires contient non seulement des informations pixelliques (couleur et intensité) de la scène en trois dimensions, mais également des informations relatives à la direction des rayons lumineux réfléchis par un objet en perspective dans la scène. C'est grâce à la restitution de telles informations 3D complètes que l'image intégrale peut procurer à l'utilisateur la parallaxe totale et la quasi-continuité entre les différents points de vue, sans entraîner d'inconfort visuel.
Malgré l'attractivité d'une telle technique, des difficultés existent pour implémenter en pratique les systèmes d'imagerie intégrale. Par exemple, dans le cas où certaines applications imposent une résolution élevée de l'image intégrale et un grand nombre de points de vue, il est nécessaire d'augmenter non seulement la taille de chaque image élémentaire composant cette image intégrale, mais également le nombre d'images élémentaires de cette dernière. Il en résulte une augmentation beaucoup trop importante de la taille de l'image intégrale ainsi constituée, ce qui oblige à comprimer un volume élevé d'informations lorsque l'image intégrale doit être codée. Il en résulte que la compression de telles images intégrales est peu performante.
Plusieurs techniques proposent d'améliorer les performances de compression des images intégrales. L'une d'entre elles est décrite dans le document Shasha Shi, Patrick Gioia, Gérard Madec, « Efficient Compression Method For Intégral Images Using Multi-View Video Coding ». Dans ce document, il est proposé de transformer chaque image intégrale d'une séquence vidéo en une série d'images en deux dimensions (2D) appelées sous-images. Une sous-image est un type particulier d'image qui représente une scène 3D selon une position angulaire de visualisation spécifique. Chaque pixel d'une sous-image enregistre les informations relatives aux rayons lumineux réfléchis par un objet en perspective dans la scène, selon une même direction. A cet effet, une série de sous-images d'une image intégrale peut être considérée comme une image multi-vues (Multi View Video) de la scène et de ce fait, une séquence d'images intégrales peut être décomposée en une séquence vidéo multi-vues. Ainsi, ladite série de sous- images peut être comprimée à l'aide d'une technique de codage standard telle que MVC (de l'anglais « « Multi-view coding »). Il en résulte un codage efficace des images intégrales puisqu'il exploite à la fois les redondances spatiales et temporelles de ces dernières.
Un inconvénient de la technique décrite dans ce document est que son application pratique impose une limitation du nombre de sous-images à coder par la technique de codage MVC.
Un autre inconvénient de cette technique est l'utilisation systématique de la transformée en cosinus discrète DCT (de l'anglais « Discrète Cosine Transform ») qui permet de convertir le signal vidéo temporel en composantes fréquentielles. Une telle transformée nécessite préalablement le découpage de l'image en plusieurs blocs. Ainsi, lorsque l'image est codée, apparaissent des discontinuités aux frontières entre les blocs adjacents, lesquelles sont dues à la quantification grossière des coefficients transformés. De telles discontinuités sont appelées effets de blocs. Elles sont particulièrement gênantes et détériorent fortement la qualité visuelle de l'image affichée qui a été décodée. Objet et résumé de l'invention
Un des buts de l'invention est de remédier à des inconvénients de l'état de la technique précité.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de codage d'au moins une image intégrale représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène.
Le procédé de codage selon l'invention est remarquable en ce qu'il met en œuvre les étapes consistant à :
- appliquer directement sur les pixels de l'image intégrale une transformée en ondelettes discrète délivrant une pluralité de coefficients transformés,
- coder les coefficients transformés délivrés.
Grâce à l'utilisation d'une transformée en ondelettes discrète DWT (de l'anglais « Discrète Wavelet Transform ») au lieu d'une transformée DCT, il est possible d'exploiter de façon optimale la corrélation des pixels composant une image intégrale, ce qui permet avantageusement de supprimer les multiples redondances spatiales existant entre plusieurs pixels voisins d'une image intégrale.
En outre, l'image intégrale n'a plus besoin d'être découpée en blocs, ce qui permet de supprimer avantageusement les effets de blocs inhérents à l'application d'une transformée DCT.
Enfin, la transformée en ondelettes discrète est avantageusement appliquée directement sur l'image intégrale originale, et non pas sur une image intégrale prétraitée, c'est-à-dire qui a été divisée préalablement en une pluralité d'images élémentaires. Une telle disposition permet de supprimer toute contrainte imposée par le nombre ou la taille des images élémentaires composant classiquement une image intégrale.
Le codage des images intégrales est ainsi rendu plus efficace, moins coûteux en calculs et plus rapide. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'application d'une transformée en ondelettes discrète est itérée une pluralité de fois.
Une telle disposition permet à chaque itération de supprimer la corrélation spatiale qui subsiste entre les pixels voisins de l'image intégrale codée. Le nombre d'itérations est paramétrable et dépend par exemple du nombre de pixels de l'image intégrale.
Ainsi le codage selon l'invention est particulièrement souple d'utilisation puisqu'il est applicable à une image intégrale de taille quelconque.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le codage des coefficients transformés est effectué selon le standard MPEG-4.
Une telle disposition permet de coder efficacement des images intégrales se succédant dans une séquence, par exploitation des redondances temporelles de ces dernières, en appliquant à ces images la technique de codage standard MPEG-4 (abréviation anglaise de « Moving Picture Experts Group »).
Selon une première variante dudit autre mode de réalisation particulier, les coefficients transformés délivrés sont directement quantifiés puis soumis à un codage entropique.
Une telle disposition correspond à une modification du standard MPEG-4, consistant à supprimer l'étape de transformation DCT mise en œuvre classiquement dans ce dernier. Elle procure un codage des images intégrales particulièrement efficace lorsque les coefficients DWT qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale, c'est-à-dire les coefficients basse fréquence, sont en faible quantité.
Selon une seconde variante dudit autre mode de réalisation particulier, parmi les coefficients transformés délivrés :
- seuls les coefficients transformés délivrés qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale sont codés selon le standard MPEG-4,
- les autres coefficients transformés délivrés sont directement quantifiés puis soumis à un codage entropique.
Une telle disposition correspond là aussi à une modification du standard MPEG-4, en réservant le codage MPEG-4 uniquement aux coefficients DWT basse fréquence et en appliquant le codage selon la première variante précitée à tous les autres coefficients DWT. Cette deuxième variante procure un codage des images intégrales particulièrement efficace lorsque les coefficients DWT qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale, c'est-à-dire les coefficients basse fréquence, sont en quantité élevée.
De façon correspondante, l'invention concerne un dispositif de codage d'au moins une image intégrale représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène, un tel dispositif étant apte à mettre en œuvre le procédé de codage précité.
Un tel dispositif de codage est remarquable en ce qu'il comprend :
- des moyens de calcul pour appliquer directement sur les pixels de l'image intégrale une transformée en ondelettes discrète délivrant une pluralité de coefficients transformés,
- des moyens de codage des coefficients transformés délivrés. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de décodage d'un signal de données représentatif d'au moins une image intégrale qui a été précédemment codée, l'image intégrale précitée étant représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène.
Un tel procédé de décodage est remarquable en ce qu'il met en œuvre les étapes consistant à :
- décoder les données du signal, délivrant une pluralité de coefficients de transformée en ondelettes discrète,
- reconstruire directement les pixels de l'image intégrale par application d'une transformée inverse en ondelettes discrète aux coefficients de transformée en ondelettes discrète délivrés.
Selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'application d'une transformée inverse en ondelettes discrète est itérée une pluralité de fois.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le décodage des données du signal est effectué selon le standard MPEG-4.
Selon une première variante dudit autre mode de réalisation particulier, lors de l'étape de décodage, les coefficients transformés délivrés sont soumis uniquement à un décodage entropique, puis à une quantification inverse.
Selon une seconde variante dudit autre mode de réalisation particulier, lors de l'étape de décodage, parmi lesdits coefficients transformés délivrés : - seuls les coefficients transformés délivrés qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale sont décodés selon le standard MPEG-4,
- les autres coefficients transformés délivrés sont directement soumis à un décodage entropique, puis à une quantification inverse.
De façon correspondante, l'invention concerne un dispositif de décodage d'un signal de données représentatif d'au moins une image intégrale qui a été précédemment codée, le dispositif précité étant apte à mettre en œuvre le procédé de décodage précité.
Un tel dispositif de décodage est remarquable en ce qu'il comprend :
- des moyens de décodage des données dudit signal, délivrant une pluralité de coefficients de transformée en ondelettes discrète,
- des moyens de calcul aptes à reconstruire directement les pixels de l'image intégrale par application d'une transformée inverse en ondelettes discrète auxdits coefficients de transformée en ondelettes discrète délivrés.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre :
- le procédé de codage selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur,
- le procédé de décodage selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
L'invention vise également un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en œuvre de l'un des procédés selon l'invention, tels que décrits ci-dessus.
Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus.
Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Lee dispositif de codage, le procédé de décodage, le dispositif de décodage et les programmes d'ordinateur précités présentent au moins les mêmes avantages que ceux conférés par le procédé de codage selon la présente invention.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de plusieurs modes de réalisation préférés décrits en référence aux figures dans lesquelles:
- la figure 1 représente des étapes du procédé de codage selon l'invention,
- la figure 2 représente un mode de réalisation d'un dispositif de codage selon l'invention,
- les figures 3A et 3B représentent une étape d'acquisition d'image intégrale du procédé de codage selon l'invention,
- la figure 4 représente une étape de transformée DWT de l'image intégrale acquise telle que représentée à la figure 3A,
- la figure 5 représente trois niveaux de décomposition de l'image intégrale de la figure 3A, par applications successives d'une transformée DWT sur les coefficients basse fréquence obtenus successivement, - la figure 6 représente un exemple d'ordre de parcours des coefficients transformés pour un niveau de décomposition considéré de l'image intégrale de la figure 3A,
- la figure 7 représente un dispositif de décodage selon l'invention,
- la figure 8 représente des étapes du procédé de décodage selon l'invention,
- la figure 9 représente une étape de transformée DWT inverse de l'étape de transformée telle que représentée à la figure 4.
Description détaillée d'un mode de réalisation de la partie codage
Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit, dans lequel le procédé de codage selon l'invention est utilisé pour coder une séquence d'images intégrales.
Le procédé de codage selon l'invention est représenté sous la forme d'un algorithme comportant des étapes C1 à C5 représentées à la figure 1.
Selon le mode de réalisation de l'invention, le procédé de codage selon l'invention est implémenté dans un dispositif de codage CO représenté à la figure 2.
La première étape C1 , représentée à la figure 1 , est l'acquisition d'une image intégrale II de la séquence d'images à coder par un module d'acquisition d'image ACI représenté sur la figure 2.
Un exemple d'acquisition d'image intégrale est représenté sur les figures 3A et 3B.
Dans l'exemple représenté, l'image intégrale II est représentative d'un objet OBJ en perspective dans une scène SC en trois dimensions. L'image intégrale II est acquise dans le sens de la flèche F1 par un scanner 2D de type CCD (abréviation anglaise de « Charged-Coupled Device ») qui est désigné par la référence SCN sur la figure 3A, puis reconstruite sur un écran EC, dans le sens de la flèche F2. Une telle acquisition est effectuée au moyen d'un réseau lenticulaire RL qui est disposé entre l'objet OBJ et le scanner SCN. Le réseau lenticulaire RL comprend classiquement une pluralité de microlentilles identiques. Dans l'exemple représenté sur la figure 3B, le réseau lenticulaire RL comprend seulement quatre microlentilles identiques ML1 , ML2, ML3 et ML4, dans un souci de clarté de la figure. Un écran EC est disposé dans le plan focal des microlentilles précitées, un tel écran étant apte à restituer l'image intégrale I I à un observateur. De façon connue en soi, l'écran EC comprend une matrice de pixels qui comprend plusieurs cellules identiques constituées chacune d'une pluralité de pixels de couleur différente. Chaque cellule a la même taille qu'une microlentille. Dans l'exemple représenté sur la figure 3B, l'écran EC comprend quatre cellules de pixels CL1 , CL2, CL3 et CL4 disposées respectivement en correspondance avec les quatre microlentilles ML1 , ML2, ML3 et ML4. Chaque cellule est composée par exemple de cinq pixels de couleur différente. Pour une cellule CLj donnée (1≤j≤4), cette dernière contient cinq pixels Pji , Pj2, Pj3, Pj4, Pjs- A titre illustratif, la figure 3B représente en vue agrandie la composition d'une cellule CL1 constituée de cinq pixels Ρ1 ι , P12, PI 3, , PI 5.
Pendant l'acquisition, des rayons lumineux provenant de l'objet OBJ traversent chaque microlentille ML1 , ML2, ML3 et ML4, puis viennent frapper les pixels de chaque cellule CL1 , CL2, CL3 et CL4, dans le plan focal PF desdites microlentilles. Compte tenu de la configuration particulière du réseau lenticulaire RL et de la matrice de pixels constituant l'écran EC, les rayons lumineux :
- frappent selon un premier angle d'incidence le pixel P1 i de la cellule CL1 , le pixel P2^ de la cellule CL2, le pixel P3i de la cellule CL3 et le pixel P4i de la cellule CL4,
- frappent selon un deuxième angle d'incidence le pixel P12 de la cellule CL1 , le pixel P22 de la cellule CL2, le pixel P32 de la cellule CL3 et le pixel P42 de la cellule CL4,
- frappent selon un troisième angle d'incidence le pixel P13 de la cellule CL1 , le pixel P23 de la cellule CL2, le pixel P33 de la cellule CL3 et le pixel P43 de la cellule CL4,
- frappent selon un quatrième angle d'incidence le pixel P14 de la cellule CL1 , le pixel P2 de la cellule CL2, le pixel P3 de la cellule CL3 et le pixel P4 de la cellule CL4, - frappent selon un cinquième angle d'incidence le pixel P15 de la cellule CL1 , le pixel P25 de la cellule CL2, le pixel P35 de la cellule CL3 et le pixel P45 de la cellule CL4.
De façon connue en soi, chaque angle d'incidence correspond à un angle de visualisation particulier selon lequel un observateur a la possibilité de visualiser en perspective l'objet OBJ. Les valeurs de ces angles sont limitées par la valeur de l'angle de visualisation d'une microlentille ML1 , ML2, ML3, ML4. Un tel angle de visualisation, correspondant à celui de la microlentille ML2, est représenté en trait plein et gras sur la figure 3B à titre illustratif.
Dans un souci de clarté de la figure 3B, seuls deux rayons lumineux d'incidence différente sont représentés. Dans l'exemple représenté sur la figure 3B :
- les rayons lumineux R1 viennent frapper le pixel P4-\ de la cellule CL4 selon un certain angle qui correspond à un angle de visualisation particulier selon lequel un observateur a la possibilité de visualiser l'objet OBJ selon une perspective particulière correspondant audit angle de visualisation,
- les rayons lumineux R3 viennent frapper respectivement le pixel P13 de la cellule CL1 , le pixel P23 de la cellule CL2, le pixel P33 de la cellule CL3 et le pixel P43 de la cellule CL4 selon un angle d'incidence de valeur nulle.
A la suite de l'étape d'acquisition C1 , une image I I composée d'une pluralité de pixels est ainsi obtenue. Une telle image est assimilée à une matrice X(x,y) de pixels, selon laquelle les pixels sont disposés en x lignes et en y colonnes, x et y étant des entiers positifs.
Au cours d'une étape suivante C2 représentée à la figure 1 , une transformée DWT est appliquée directement sur les pixels de l'image intégrale II. L'étape C2 est mise en œuvre par un module de calcul MTCO représenté sur la figure 2.
Le choix d'un tel type de transformée permet avantageusement de supprimer les multiples redondances spatiales existant entre les différents pixels voisins de l'image intégrale II.
La transformée DWT est de type à deux dimensions (2D). A cet effet, le module de calcul MTCO applique une transformée DWT à une dimension des lignes de pixels de l'image intégrale II, puis une transformée DWT à une dimension des colonnes de pixels de cette dernière.
Dans l'exemple représenté, le module de calcul MTCO utilise la transformée en ondelettes de Haar en raison de ses performances élevées, de sa simplicité et de ses bonnes propriétés d'évaluation du contour de l'objet OBJ dans l'image intégrale II.
La figure 4 représente la décomposition de l'image intégrale I I selon la transformée précitée. Un filtre passe-bas HPB(-x) et un filtre passe-haut HPH(- x) sont utilisés pour la transformation niveau ligne de l'image intégrale II, et deux bancs de filtres BC1 et BC2 contenant respectivement les filtres passe- bas HPB(-y) et passe-haut HPH(-y) sont utilisés pour la transformation niveau colonne de l'image intégrale II.
Les coefficients délivrés par les filtres passe-bas HPB(-x) et passe-haut HPH(-X) subissent respectivement un sous-échantillonnage d'un facteur de 2. L'ensemble de coefficients ainsi sous-échantillonnés HL1 et HH1 , de même que l'ensemble de coefficients ainsi sous-échantillonnés LH1 et LL1sont alors soumis respectivement en entrée des deux bancs de filtres BC1 et BC2 contenant chacun les filtres passe-bas HPB(-y) et passe-haut HPH(-y). Les coefficients délivrés par les deux bancs de filtre subissent respectivement un sous-échantillonnage d'un facteur de 2. Les quatre séquences de coefficients suivantes sont alors délivrées :
- une séquence Y2 LL de coefficients représentative de l'approximation de l'image intégrale II : il s'agit de coefficients basse fréquence ;
- une séquence Y2 LH de coefficients représentative des détails horizontaux de l'image intégrale II ;
- une séquence Y2 Hi_ de coefficients représentative des détails verticaux de l'image intégrale II ;
- une séquence Y2 HH de coefficients représentative des détails diagonaux de l'image intégrale II.
La transformée de Haar s'exprime mathématiquement selon l'équation suivante : Y2=T.X.TT où T= -^. 1 Τ étant la matrice transformée de Haar, X la représentation matricielle de l'image intégrale II et Y2 les coefficients délivrés transformés dans chacune des quatre séquences précitées.
Selon l'invention, la procédure de décomposition par transformée de Haar qui vient d'être décrite est itérée K+1 fois (K>1 ) sur les coefficients basse fréquence obtenus à chaque décomposition, jusqu'à ce qu'un niveau de décomposition prédéterminé de l'image intégrale II soit atteint.
Dans l'exemple représenté sur la figure 5, K=2, c'est-à-dire que deux itérations de la transformée de Haar sont effectuées sur les coefficients basse fréquence obtenus à l'issue de la transformée précédente. Le niveau de décomposition est déterminé par le nombre de pixels de l'image intégrale II. En supposant qu'une image intégrale est classiquement décomposée en images élémentaires contenant respectivement 2K pixels, en appliquant K fois une décomposition en ondelettes 2D sur chaque ensemble de 2K pixels, il est possible de supprimer la corrélation spatiale existant entre les pixels voisins d'une image intégrale II.
Selon l'invention, le raisonnement ci-dessus s'applique à l'image intégrale II originale, sur les coefficients basse-fréquence qui contiennent les redondances entre les pixels voisins de l'image intégrale. Pour supprimer de telles redondances, il est nécessaire d'appliquer une transformée DWT supplémentaire aux coefficients basse fréquence, d'où l'obtention d'un niveau de décomposition de l'image intégrale II égal à K+1 .
Dans l'exemple représenté sur la figure 5 :
- les coefficients issus de la première itération de la transformée de Haar sont notés Y4 LL, Y LH, Y HL, Y HH, Y3LH, Y3HL, Y3HH
- les coefficients issus de la deuxième itération de la transformée de Haar sont notés Y6 LL, Y6LH, Y6HL, Y6HH, Y5LH, Y5HL, Y5HH-
A l'issue de la deuxième itération, les corrélations spatiales existant entre les pixels voisins de l'image intégrale I I sont ainsi supprimées de manière très fine.
Au cours d'une étape C3 représentée à la figure 1 , il est procédé à un réagencement des différents coefficients transformés obtenus Y2 Li_, Y2LH, Y2HL,
Y HH, LM , ML , Π Π , Y LL, Y LH, Y HL, Y HH, Y LH, Y HL, Y HH, Y LL, Y LH, Y HL, Y6HH, Y5LH, Y5HL, Y5HH θπ vue de leur codage ultérieur. Ladite étape de réagencement C3 est mise en œuvre par un module logiciel de calcul MACO tel que représenté à la figure 2.
Selon un premier exemple, lesdits coefficients transformés précités sont organisés en une seule séquence de données, dans l'ordre où ils ont été obtenus à l'issue des différentes itérations, selon un parcours classique en zigzag tel que « raster scan ».
Selon un deuxième exemple représenté sur la figure 6, les coefficients sont parcourus du niveau de décomposition K+1 au niveau de décomposition 1 de l'image intégrale II, selon l'ordre de parcours représenté par la flèche P sur la figure 6. Pour chaque niveau de décomposition considéré, les coefficients transformés obtenus sont organisés en une séquence correspondante conformément au parcours représenté sur la figure 6. Selon l'invention, à l'issue de l'étape C3, trois séquences de coefficients transformés sont obtenues.
L'agencement des coefficients transformés selon le deuxième exemple précité permet d'améliorer de façon non négligeable les performances des étapes suivantes de quantification et de codage entropique.
Au cours d'une étape suivante C4 représentée à la figure 1 , il est procédé au codage des coefficients transformés réagencés de façon à supprimer les redondances temporelles existant entre l'image intégrale courante II et au moins une image intégrale précédemment codée, puis décodée.
Une telle étape est mise en œuvre par un module de codage UC représenté sur la figure 2. Ledit module de codage UC comprend :
- un module MCDP de codage/décodage prédictif d'au moins une séquence de coefficients courante par rapport à au moins une séquence précédemment codée puis décodée ;
- un module MCE de codage entropique de ladite au moins une séquence courante, par exemple de type CABAC.
Ledit module de codage/décodage prédictif MCDP met en œuvre un algorithme de codage/décodage prédictif classique de type MPEG-4 ou bien modifié selon l'invention comme cela va être décrit ci-dessous. Dans l'exemple représenté, le module de codage/décodage prédictif MCDP met en œuvre trois types différents de procédure de codage, notées respectivement C4a, C4b et C4c.
Selon la première procédure C4a représentée à la figure 1 , la séquence de coefficients transformés et réagencés selon le premier exemple précité, telle que notée Sa, est codée classiquement selon la technique MPEG-4 bien connue de l'homme du métier. Une telle disposition présente l'avantage d'être simple à implémenter puisqu'elle ne nécessite aucune modification du module de codage/décodage MCDP. A cet effet, au cours d'une sous-étape C41 a, la séquence de coefficients courante Sa est soumise à un codage prédictif, au cours de laquelle cette dernière est prédite par rapport à une séquence de coefficients précédemment codée et décodée.
Ladite étape de codage prédictif précitée permet de construire une séquence de coefficients prédite Spa qui est une approximation de la séquence courante Sa. Les informations relatives à ce codage prédictif pourront être ultérieurement inscrites dans un flux apte à être transmis à un décodeur.
Au cours d'une sous-étape suivante C42a, il est procédé à la soustraction de la séquence prédite Spa de la séquence courant Sa pour produire une séquence résiduelle Sra.
Au cours d'une sous-étape suivante C43a, il est procédé à la transformation de la séquence résiduelle Sra selon une opération classique de transformation directe telle que par exemple une transformation en cosinus discrètes de type DCT, pour produire une séquence transformée Sta.
Au cours d'une sous-étape suivante C44a, il est procédé à la quantification de la séquence transformée Sta selon une opération classique de quantification, telle que par exemple une quantification scalaire. Une séquence de coefficients quantifiés Sqa est alors obtenue.
Au cours d'une sous-étape suivante C45a, le module de codage entropique MCE de la figure 2 procède au codage entropique de la séquence de coefficients quantifiés Sqa.
Les coefficients ainsi codés sont alors disponibles pour être inscrits, au cours d'une étape C5, dans un flux F destiné à être transmis à un décodeur tel que le décodeur DO représenté sur la figure 7, après un ordonnancement préalable. L'étape de production d'un tel flux est mise en œuvre par un module logiciel MGF de génération de flux de données, telles que des bits par exemple, ledit module étant représenté sur la figure 2.
Au cours d'une sous-étape suivante C46a, il est procédé à la déquantification de la séquence Sqa selon une opération classique de déquantification, qui est l'opération inverse de la quantification effectuée à l'étape C44a. Une séquence de coefficients déquantifiés SDqa est alors obtenue.
Au cours d'une sous-étape suivante C47a, il est procédé à la transformation inverse de la séquence de coefficients déquantifiés SDqa qui est l'opération inverse de la transformation directe effectuée à l'étape C43a ci- dessus. Une séquence résiduelle décodée SDra est alors obtenue.
Au cours d'une sous-étape suivante C48a, il est procédé à la construction de la séquence décodée SDa en ajoutant à la séquence prédite SDpa la séquence résiduelle décodée SDra. La séquence décodée SDa est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de codage UC comme représenté sur la figure 2.
Selon la deuxième procédure C4b représentée à la figure 1 , le codage qui vient d'être décrit ci-dessus est mis en œuvre, à l'exception de l'étape C43a de transformée DCT, pour chaque ensemble de coefficients transformés, puis agencés par niveau de décomposition conformément au deuxième exemple représenté sur la figure 6. Comme mentionné plus haut, dans l'exemple représenté, trois ensembles de coefficients transformés S1 b, S2b, S3b sont codés successivement, puisqu'il y a trois niveaux de décomposition. Une telle deuxième procédure de codage C4b, qui constitue une version modifiée de la technique classique de codage MPEG-4, est particulièrement intéressante à mettre en œuvre lorsque les coefficients basse fréquence Y2 LL, Y4LL et Y6 LL sont présents en faible quantité.
A cet effet, au cours d'une sous-étape C41 b identique à l'étape C41 a, la première séquence de coefficients courante S1 b est soumise à un codage prédictif délivrant une séquence de coefficients prédite S1 pb qui est une approximation de la séquence courante S1 b. Les informations relatives à ce codage prédictif pourront être ultérieurement inscrites dans le flux F apte à être transmis au décodeur DO de la figure 7. Au cours d'une sous-étape suivante C42b identique à la sous-étape C42a, il est procédé à la soustraction de la séquence prédite S1 pb de la séquence courant S1 b pour produire une séquence résiduelle S1 rb.
Au cours d'une sous-étape suivante C43b identique à l'étape C44a, il est procédé à la quantification de la séquence résiduelle S1 rb délivrant une séquence de coefficients quantifiés S1 qb.
Au cours d'une sous-étape suivante C44b, le module de codage entropique MCE de la figure 2 procède au codage entropique de la séquence de coefficients quantifiés S1 qb.
Les coefficients ainsi codés sont alors disponibles pour être inscrits, au cours de ladite étape C5, dans le flux F.
Au cours d'une sous-étape suivante C45b identique à l'étape C46a, il est procédé à la déquantification de la séquence S1 qb selon une opération classique de déquantification, qui est l'opération inverse de la quantification effectuée à l'étape C43b. Une séquence de coefficients déquantifiés SD1 qb est alors obtenue.
Au cours d'une sous-étape suivante C46b, il est procédé à la construction de la séquence décodée SD1 b à partir de la séquence SD1 qp. La séquence décodée SD1 b est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de codage UC comme représenté sur la figure 2.
La deuxième procédure de codage C4b qui vient d'être décrite ci- dessus est à nouveau mise en œuvre pour chacune des deux autres séquences de coefficients transformés S2b et S3b.
Selon la troisième procédure C4c représentée à la figure 1 , seuls les coefficients basse-fréquence Y2 Li_ transformés puis agencés selon le premier exemple précité ou bien seuls les coefficients basse-fréquence Y2 Li_, Y LL, Y6LL transformés puis agencés selon le deuxième exemple précité sont soumis à une procédure de codage identique à la procédure C4a. A l'issue de cette procédure, un séquence décodée SDC est obtenue et est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de codage UC comme représenté sur la figure 2.
Toujours selon la troisième procédure C4c précitée, les coefficients autres que les coefficients basse-fréquence ci-dessus sont soumis à une procédure de codage identique à la procédure C4b. Selon le premier exemple de réagencement précité, il s'agit des coefficients Y2 LH, Y2HL, Y2HH, LH1 , HL1 ,
Figure imgf000019_0001
HH, Y LH, Y HL, Y HH-
Selon le deuxième exemple précité, il s'agit de la première séquence Si c de coefficients Y2 LH, Y2HL, Y2HH, LH1 , HL1 , HH1 , de la deuxième séquence S2c de coefficients Y LH, Y HL, Y HH, Y3LH, Y3HL, Y3HH, et de la troisième séquence S3c de coefficients Y6 LH, Y6HL, Y6HH, Y5LH, Y5HL, Y5HH. A l'issue de cette procédure, trois séquences décodées SD1 C, SD2C et SD3C sont obtenues et sont ainsi rendues disponibles pour être utilisées par l'unité de codage UC comme représenté sur la figure 2.
Une telle troisième procédure de codage C4c, qui constitue une version hybride de la technique classique de codage MPEG-4 et de la technique de codage MPEG-4 modifiée selon l'invention, est particulièrement intéressante à mettre en œuvre lorsque les coefficients basse fréquence Y2 LL, Y LL et Y6LL sont présents en grande quantité.
Le procédé de codage qui vient d'être décrit ci-dessus est réitéré pour une pluralité d'images intégrales à coder appartenant à une séquence déterminée.
Description détaillée d'un mode de réalisation de la partie décodage
On va maintenant décrire à la figure 8 le procédé de décodage selon l'invention mis en œuvre dans le décodeur DO de la figure 7. Le procédé de décodage selon l'invention est représenté sous la forme d'un algorithme comportant les étapes D1 à D3, représentées à la figure 8.
En référence à la figure 8, la première étape de décodage D1 est le décodage de chacun des coefficients contenus dans le flux F reçu par le décodeur DO.
Le décodage des coefficients est mis en œuvre par une unité de décodage UD telle que représentée sur la figure 7.
Comme représenté plus en détail sur la figure 7, l'unité de codage UD comprend :
- un module MDE de décodage entropique de ladite au moins une séquence courante de coefficients codés précédemment, par exemple de type CABAC, - un module MDP de décodage prédictif d'au moins une séquence de coefficients courante par rapport à au moins une séquence précédemment décodée.
Ledit module de décodage prédictif MDP met en œuvre un algorithme de décodage prédictif classique de type MPEG-4 ou bien modifié selon l'invention comme cela va être décrit ci-dessous. Dans l'exemple représenté, le module de décodage prédictif MDP met en œuvre trois types différents de procédure de décodage, notées respectivement D1 a, D1 b et D1 c sur la figure 8.
Selon la première procédure de décodage D1 a représentée à la figure
8, la séquence de coefficients Sa qui a été codée lors de la procédure de codage C4a précitée est décodée de la façon suivante.
Au cours d'une première sous-étape D1 1 a, il est procédé au décodage entropique des coefficients de la séquence codée Sa.
Au cours d'une sous-étape suivante D12a, la séquence de coefficients courante Sa est soumise à un décodage prédictif, au cours duquel cette dernière est prédite par rapport à une séquence de coefficients précédemment décodée.
Ladite étape de décodage prédictif précitée permet de construire une séquence de coefficients prédite Spa.
Au cours d'une sous-étape suivante D13a, il est procédé à la construction d'une séquence de coefficients quantifiée Sqa.
Au cours d'une sous-étape suivante D14a, il est procédé à la déquantification de la séquence de coefficients quantifiée Sqa selon une opération classique de déquantification qui est l'opération inverse de la quantification effectuée à l'étape C44a précitée, pour produire une séquence de coefficients déquantifiée décodée SDta.
Au cours d'une sous-étape suivante D15a, il est procédé à la transformation inverse de la séquence de coefficients déquantifiée SDta qui est l'opération inverse de la transformation directe effectuée à l'étape C43a précitée. Une séquence résidu décodée SDra est alors obtenue.
Au cours d'une sous-étape suivante D16a, il est procédé à la construction de la séquence décodée SDa en ajoutant à la séquence prédite Spa la séquence résidu décodée SDra. La séquence décodée SDa est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de décodage UD.
Selon la deuxième procédure D1 b représentée à la figure 8, le décodage qui vient d'être décrit ci-dessus est mis en œuvre, à l'exception de l'étape D15a de transformée inverse DCT, pour chacun desdits ensembles S1 b, S2b, S3b de coefficients transformés codés. Ces derniers sont décodés successivement, puisqu'ils résultent respectivement de trois niveaux de décomposition de l'image.
A cet effet, au cours d'une sous-étape D1 1 b identique à l'étape D1 1 a, la première séquence codée de coefficients courante S1 b est soumise à un décodage entropique.
Au cours d'une sous-étape suivante D12b, la séquence codée de coefficients courante S1 b est soumise à un décodage prédictif, au cours duquel cette dernière est prédite par rapport à une séquence de coefficients précédemment décodée.
Ladite étape de décodage prédictif précitée permet de construire une séquence de coefficients prédite S1 pb.
Au cours d'une sous-étape suivante D13b, il est procédé à la construction d'une séquence de coefficients quantifiée S1 qb.
Au cours d'une sous-étape suivante D14b, il est procédé à la déquantification de la séquence de coefficients quantifiée S1 qa pour produire une séquence de coefficients déquantifiée décodée SD1 tb.
Au cours d'une sous-étape suivante D15b, il est procédé à la construction de la séquence décodée SD1 b à partir de la séquence déquantifiée décodée SD1 tb. La séquence décodée SD1 b est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de décodage UD de la figure 7.
La deuxième procédure de décodage D1 b qui vient d'être décrite ci- dessus est à nouveau mise en œuvre pour chacune des deux autres séquences codées de coefficients S2b et S3b.
Selon la troisième procédure D1 c représentée à la figure 8, seuls les coefficients basse-fréquence codés Y2 Li_ ou bien seuls les coefficients basse- fréquence codés Y2i_i_, Y LL, Y6LL sont soumis à une procédure de décodage identique à la procédure D1 a. A l'issue de cette procédure, une séquence décodée SDC est obtenue et est ainsi rendue disponible pour être utilisée par l'unité de décodage UD comme représenté sur la figure 7.
Toujours selon la troisième procédure D1 c précitée, les coefficients autres que les coefficients basse-fréquence ci-dessus sont soumis à une procédure de décodage identique à la procédure D1 b. Selon le premier exemple de réagencement précité, il s'agit des coefficients codés Y2 LH, Y2HL,
Figure imgf000022_0001
Y5HL, Y5HH- Selon le deuxième exemple précité, il s'agit de la première séquence S1 c codée de coefficients Y2 LH, Y2HL, Y2HH, LH1 , HL1 , HH1 , de la deuxième séquence S2C codée de coefficients Y LH, Y , Y HH, Y3LH, Y3HL, Y3HH, et de la troisième séquence S3C codée de coefficients Y6 LH, Y6 Hi_, Y6HH, Y5LH, Y5HL, Y5HH. A l'issue de cette procédure, trois séquences décodées SD1 C, SD2C et SD3C sont obtenues et sont ainsi rendues disponibles pour être utilisées par l'unité de décodage UD comme représenté sur la figure 7.
Au cours d'une étape suivante D2, les coefficients décodés obtenus à l'issue des étapes D1 a, D1 b ou D1 c sont réagencés dans l'ordre inverse où ils ont été codés. Ladite étape de réagencement D2 est mise en œuvre par un module logiciel de calcul MADO tel que représenté à la figure 7.
Selon un premier exemple, lesdits coefficients décodés sont organisés en une seule séquence de données, dans l'ordre inverse où ils ont été obtenus au codage à l'issue des différentes itérations de décomposition.
Selon un deuxième exemple, les coefficients décodés sont agencés en prenant en compte les coefficients décodés correspondant au niveau de décomposition 1 jusqu'aux coefficients décodés correspondant au niveau de décomposition K+1 de l'image intégrale II. Pour chaque niveau de décomposition considéré, les coefficients décodés obtenus sont organisés en une séquence correspondante conformément au parcours représenté sur la figure 6.
Au cours d'une étape suivante D3 représentée à la figure 8, une transformée inverse DWT est appliquée directement sur les coefficients décodés puis réagencés à la suite de l'étape D2. L'étape D3 est mise en œuvre par un module de calcul MTIDO représenté sur la figure 7.
Dans l'exemple représenté, le module de calcul MTIDO utilise la transformée en ondelettes inverse de Haar. Un exemple de transformée inverse est représenté en détail sur la figure 9, pour un niveau de décomposition considéré.
Dans l'exemple représenté, les quatre séquences décodées Y2 HH, Y2HL, Y2LH, Y2LL sont respectivement sur-échantillonnées d'un facteur de 2. Les deux séquences de coefficients ainsi sur-échantillonnées Y2 HH et Y2 Hi_, de même que les deux séquences de coefficients ainsi sur-échantillonnées Y2 LH et Y2LL, sont alors soumises respectivement en entrée de deux bancs de filtres BC3 et BC4 contenant chacun les filtres passe-haut HPH(y) et passe- bas HPB(y). Les coefficients HH1 et HL1 délivrés par le banc de filtre BC3 sont sommés puis soumis à un sur-échantillonnage d'un facteur de 2. Ils sont ensuite soumis en entrée d'un filtre passe-haut HPH(x). De façon correspondante, les coefficients LH1 et LL1 délivrés par le banc de filtre BC4 sont sommés puis soumis à un sur-échantillonnage d'un facteur de 2. Ils sont ensuite soumis en entrée d'un filtre passe-bas HPB(x).
Les deux séquences de coefficients obtenues respectivement en sortie des filtres HPH(x) et HPB(x) sont sommées pour générer l'image intégrale reconstruite IID sous la forme d'une matrice de pixels X'(x,y).
Le procédé de décodage qui vient d'être décrit ci-dessus est réitéré pour une pluralité d'images intégrales à reconstruire appartenant à une séquence déterminée.
Il va de soi que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de codage d'au moins une image intégrale (II) représentative d'au moins un objet (OBJ) en perspective dans une scène, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il met en œuvre les étapes consistant à :
- appliquer (C2) directement sur les pixels de ladite image intégrale une transformée en ondelettes discrète délivrant une pluralité de coefficients transformés,
- coder (C4a ; C4b ; C4c) lesdits coefficients transformés délivrés.
2. Procédé de codage selon la revendication 1 , au cours duquel ladite étape d'application d'une transformée en ondelettes discrète est itérée une pluralité de fois.
3. Procédé de codage selon la revendication 1 ou la revendication 2, au cours duquel le codage (C4a) desdits coefficients transformés est effectué selon le standard MPEG-4.
4. Procédé de codage selon la revendication 1 ou la revendication 2, au cours duquel lors de ladite étape de codage (C4b), lesdits coefficients transformés délivrés sont directement quantifiés puis soumis à un codage entropique.
5. Procédé de codage selon la revendication 1 ou la revendication 2, au cours duquel lors de ladite étape de codage (C4c), parmi lesdits coefficients transformés délivrés :
- seuls les coefficients transformés délivrés qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale sont codés selon le standard MPEG-4,
- les autres coefficients transformés délivrés sont directement quantifiés puis soumis à un codage entropique.
6. Dispositif de codage d'au moins une image intégrale (II) représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène, ledit dispositif étant apte à mettre en œuvre le procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'ils comprend :
- des moyens (MTCO) de calcul pour appliquer directement sur les pixels de ladite image intégrale une transformée en ondelettes discrète délivrant une pluralité de coefficients transformés,
- des moyens (UC) de codage desdits coefficients transformés délivrés.
7. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
8. Procédé de décodage d'un signal de données représentatif d'au moins une image intégrale (II) qui a été précédemment codée, ladite image intégrale étant représentative d'au moins un objet en perspective dans une scène, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il met en œuvre les étapes consistant à :
- décoder (D1 a ; D1 b ; D1 c) les données dudit signal, délivrant une pluralité de coefficients de transformée en ondelettes discrète,
- reconstruire (D3) directement les pixels de l'image intégrale par application d'une transformée inverse en ondelettes discrète auxdits coefficients de transformée en ondelettes discrète délivrés.
9. Procédé de décodage selon la revendication 8, au cours duquel ladite étape d'application d'une transformée inverse en ondelettes discrète est itérée une pluralité de fois.
10. Procédé de décodage selon la revendication 8 ou la revendication 9, au cours duquel le décodage (D1 a) des données dudit signal est effectué selon le standard MPEG-4.
1 1 . Procédé de décodage selon la revendication 8 ou la revendication 9, au cours duquel lors de ladite étape de décodage (D1 b), lesdits coefficients transformés délivrés sont soumis uniquement à un décodage entropique, puis à une quantification inverse.
12. Procédé de décodage selon la revendication 8 ou la revendication 9, au cours duquel lors de ladite étape de décodage (D1 c), parmi lesdits coefficients transformés délivrés :
- seuls les coefficients transformés délivrés qui sont représentatifs de l'approximation de l'image intégrale sont décodés selon le standard MPEG-4,
- les autres coefficients transformés délivrés sont directement soumis à un décodage entropique, puis à une quantification inverse.
13. Dispositif (DO) de décodage d'un signal de données représentatif d'au moins une image intégrale (II) qui a été précédemment codée, ledit dispositif étant apte à mettre en œuvre le procédé de décodage selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'ils comprend :
- des moyens (UD) de décodage des données dudit signal, délivrant une pluralité de coefficients de transformée en ondelettes discrète,
- des moyens (MTIDO) de calcul aptes à reconstruire directement les pixels de l'image intégrale par application d'une transformée inverse en ondelettes discrète auxdits coefficients de transformée en ondelettes discrète délivrés.
14. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en œuvre le procédé de décodage selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
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