Codage vidéo numérique, Exercises of Infectiology

Download Codage vidéo numérique and more Exercises Infectiology in PDF only on Docsity!

Codage et Sécurisation des données

Multimédia

Azza OULED ZAID

Institut Supérieure d’Informatique 2021-

Codage Vidéo

A. OULED ZAID M1 SSII

Plan

 Introduction aux séquences vidéo  Codage vidéo hybride  Principe de codage hybride  Prédiction compensée en mouvement  Allocation binaire  Estimation de mouvement  Efficacité du codage vidéo hybride  Normes de codage vidéo  Codage vidéo scalable SVC 2

La représentation du vidéo numérique

Exemple du format PAL ITU-R 601 Résolution : 720 colonnes et 576 lignes YCbCr : 4:2: frames (ou trames) entrelacées Y = 720 x 576 = 414720 CbCr = 2 x 360 x 576 = 414720 Total = 829440 bytes / image Si 25 images / sec (50 trames / sec) Total = 20,7 Mb / sec

 Puisqu’une vidéo est une série de frames  on peut représenter la vidéo par une série d’images

• c-à-d : le système de codage traite chaque frame indépendamment  Les vidéos (et les audios) sont très volumineux  Les TV HD, les débits dépassent 1 Gbps  Problèmes de stockage et de transmission via les réseaux de communications.  E.g. TVHD : 1920 x 1080 à 30 images par seconde, 8 bits par canal YCbCr = 1.5 Gbps.  La compression avec pertes doit être utilisée puisque le taux de compression du codage sans pertes (e.g. Huffman, Arithmetique, LZW) n’est pas suffisant

La représentation du vidéo numérique

 Etude de certains concepts du codage vidéo :

 Les standards H.261, MPEG 1 et 2.

 Une brève introduction sur les nouvelles approches utilisées

dans les standards récents tels que H.264 (MPEG-4 Advanced

Video Coding) et HEVC (H.265).

 Depuis 1985, les standards de codage des images, vidéos, et

audios ont été spécifiés et réalisés par deux groupes :

 ISO International Standards Organisation : JPEG,MPEG.

 ITU International Telecommunications Union : H.261-265.

Standards de codage vidéo

 Bien que dans plusieurs cas, l’un des deux groupes a spécifié

séparément des standards, des chevauchements (crossover) entre

les 2 groupes, e.g.:

 JPEG réalisé par l’ISO en 1989 (mais adopté par l’ITU  ITU T.81)  MPEG 1 réalisé par l’ISO en 1991,  H.261 réalisé par l’ITU en 1993 (basé sur CCITT 1990 draft).  H.262 (connu sous le nom de MPEG 2) réalisé en 1994.  H.263 réalisé en 1996 et étendu à H.263+ et H.263++.  MPEG 4 réalisé en 1998.  H.264 réalisé en 2002 pour des applications à très bas débits et il est actuellement intégré dans MPEG (MPEG 4 Part 10), ou AVC (Advanced Video Coding).

Standards de codage vidéo (suite)

  CCITT : Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique émanant de l’ITU

Historique des standards de codage vidéo

L’existant en codage vidéo

Comment compresser la vidéo?

“It has been customary in the past to transmit successive complete images of the transmitted picture."... “In accordance with this invention, this difficulty is avoided by transmitting only the difference between successive images of the object.”

 Maintenant examinant les méthodes d’estimation de

mouvement.

Estimation des mouvements des blocs

Décodage du mouvement des blocs

Pourquoi cette méthode est meilleure par rapport à la différence directe entre les deux frames?

 Block Matching :

 MPEG-1/H.261 sont basés sur les techniques de block

matching.

 Pour une certaine zone (bloc) des pixels dans l’image :

 Trouver une bonne estimation de ce bloc dans l’image

précédente (ou suivante !) dans une zone de recherche

spécifique.

 Compensation de mouvement :

 Utiliser des vecteurs mouvement pour compenser l’image.

 Des parties de l’image précédente (ou future) peuvent être

utilisées dans une image subséquente.

 Les parties individuelles sont codées spatialement |

compression du type JPEG.

Comment utiliser la compensation de

mouvement

 Les techniques d’estimation/compensation de mouvement

réduisent le débit de la vidéo considérablement

Mais

 Introduisent une complexité calculatoire en extra

 Le décodeur nécessite un chargement des images de référence

 Délais

Voyant comment ces idées sont mises en pratique

Y a-t-il un prix?