V.3. Compression Vidéo
La vidéo est un ensemble d'images connexes qui
nous sont présentées par un dispositif d'affichage (Ecran).
Chaque image est formée par un grand nombre d'éléments
appelés pixels qui contiennent des informations sur les objets tels que
la forme, luminosité, couleur, contraste, etc. Le nombre de pixels dans
une image simple détermine la résolution de l'image. Par
conséquent, pour représenter une image avec une résolution
acceptable, nous avons besoin d'un grand nombre de bits. Dans la terminologie
de la vidéo, chaque image est appelée une trame. En raison de la
persistance de la vision de l'oeil humain, nous voyons une image en
déplacement continu quand un ensemble d'images consécutives sont
présentés à une certaine vitesse. Pour transmettre la
vidéo non compressée en standard NTSC, nous avons besoin d'une
capacité de canal de 168 Mbps. Il n'est donc pas pratique pour
transmettre la vidéo non compressée via un réseau de
télécommunication.
Les signaux vidéo contiennent une
quantité importante de redondance. La première est la redondance
statistique où chaque image a des informations qui sont liées
à ses cadres adjacents et peut donc être emprunté à
partir de trames adjacentes. Le deuxième type est la redondance qui
résulte de la perception du signal qui ne peut être perçue
par l'oeil humain. Par conséquent, il est possible de réduire le
débit de la vidéo en compressant la vidéo avec peu ou
aucun effet sur la qualité de vidéo. Actuellement, il existe deux
techniques de compression largement utilisé, MPEG et JPEG, qui sont
décrites ci-dessous. La norme MPEG est beaucoup plus adaptée
à la compression vidéo sur le système de demande, tandis
que JPEG est encore idéal pour les images.
3.1. MPEG (Moving Picture Experts Group)
MPEG (standard numérique de compression
vidéo) a été établi par l'ISO (International
Standard Organisation) pour être la norme de compression vidéo
numérique reconnue dans le monde entier. La compression MPEG se fait en
quatre étapes fondamentales:
· Le prétraitement pour filtrer les
informations superflues;
· La prédiction temporelle.
· La compensation, permet aux images vidéo
d'être visibles.
· la quantification convertit les coefficients
discrets de transfert et l'écart résiduel entre les images en une
représentation numérique plus compact.
La norme MPEG est particulièrement
adaptée pour les images en mouvement. Elle a un taux de compression
très élevé allant de 20 à 100 pour la vidéo.
L'ISO a terminé la normalisation pour le MPEG-2 qui a des
caractéristiques telles que l'accès aléatoire, les modes
multicast pour de nombreux type de terminal, les vidéo multiples / audio
et les images 3D stéréoscopiques compatibles.
Mémoire de licence professionnelle, option :
Réseaux et Télécommunication
Rédigé par : M. ALLAFI KAMEM Mermoz Ulrich
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THEME : LA TRANSMISSION DE L'INFORMATION SUR LA
TECHNOLOGIE ATM
a) Les fonctionnalités de MPEG-1
Pour accéder à un support média,
l'algorithme MPEG-1 fut pensé pour supporter différentes
fonctionnalités comme l'accès aléatoire, la recherche en
vitesse avant (FF-fast forward) et arrière (FR-fast reverse) dans le
flux vidéo, etc.
Pour incorporer ces fonctionnalités et pour
tirer plus d'avantage de la compensation de mouvement et de l'interpolation de
mouvement, l'algorithme MPEG-1 introduit le concept d'images prédites et
interpolées bidirectionnellement (trames B).
Trois types de trames sont considérés
:
· Trames I : Ces trames sont codées sans
aucune référence à autre image de la séquence
vidéo. Les trames I permettent de réaliser l'accès
aléatoire et les fonctionnalités FF/FR, bien qu'elles ne
permettent qu'un très bas taux de compression.
· Trames P : Ces trames sont codées avec
une référence à l'image précédente (trame I
ou trame P). Ces trames sont utilisées pour la prédiction de
trames futures ou passées et elles ne peuvent pas être
utilisées pour réaliser l'accès aléatoire et les
fonctionnalités FF/FR.
· Trames B : Elles ont besoin des trames futures
et passées comme référence pour être codées.
Elles sont utilisées pour obtenir un très haut taux de
compression. Elles ne sont jamais utilisées comme
référence.
L'utilisateur peut arranger la séquence des
différents types de trame selon les besoins de l'application.
Généralement une séquence vidéo codée en
utilisant seulement des trames I (I I I I I . . .) donne un haut degré
d'accès aléatoire et d'édition, mais un taux très
bas de compression. Une séquence vidéo codée seulement
avec des trames P (I P P P P P P I P P P P . . .) permet un degré moyen
d'accès aléatoire et de FF/FR.
Si on utilise les trois types de trames (I B B P B B
P B B I B B P . . .) on arrive à un grand taux de compression et un
raisonnable degré d'accès aléatoire et de FF/FR, mais on
augmente beaucoup le temps de codage. Pour des applications comme la
vidéotéléphonie ou la vidéoconférence ce
temps peut devenir intolérable.
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