Nouveaux concepts de transmission vidéo en milieu marin pour ...

CHAPITRE 1. TRANSMETTRE DE LA VIDÉO EN TEMPS RÉEL
la première norme du Moving Picture Experts Group (MPEG), la norme MPEG-1,
sortie en 1988 produisait une qualité visuelle similaire aux cassettes VHS 1 . Elle
avait pour cible le stockage d’un film sur un CD. Elle partage avec sa descendante,
la norme MPEG-2, l’Audio Layer 3 : la couche de compression de l’audio communément
appelée MP3. La norme MPEG-1 possédant tous les concepts principaux
de la compression vidéo, elle est un point de départ intéressant pour la compréhension
des mécanismes de changement de la représentation de l’information dans
le but de réduire la taille de celle-ci. Ces mécanismes exploitent les corrélations
spatiale et temporelle entre les pixels plus ou moins présentes dans une vidéo [3].
tel-00821997, version 1 - 13 May 2013
En traitement d’image, les détails sont qualifiés de « hautes fréquences » car
ils se caractérisent par de brèves transitions de luminosités et de couleurs entre
les pixels. L’œil humain y est moins sensible qu’aux basses fréquences qui, elles,
représentent de grandes étendues de surfaces homogènes. Or, la corrélation spatiale
entre les pixels d’une zone de détails est plus faible que ceux d’une zone
homogène. Les hautes fréquences seront donc plus fortement compressées que les
basses fréquences. L’opération visant à réduire la redondance spatiale est appelée
codage intra-frame. Elle est similaire à la technique utilisée par le format JPEG
(Joint Photographic Experts Group) pour les images fixes. De plus, il est rare que
deux images (ou frames) qui se suivent soient complètement différentes. Il y a donc
également de la redondance temporelle que le codage inter-frames est chargé de
réduire.
1.1.1 Codage intra-frame
Une image numérique non compressée est décrite par trois matrices (rouge,
verte et bleue) dont chaque élément est un pixel (Picture Element) représentant le
« poids » en rouge, vert et bleu. Comme l’œil humain est moins sensible aux couleurs
qu’à l’intensité lumineuse, une transformation linéaire qui permet de passer
de ce système RVB aux systèmes YCbCr ou YUV est utilisée. Dans les deux cas,
Y est une matrice de luminance 2 , les deux autres (Cb et Cr ou U et V) représentent
la chrominance. Les figures 1.1a à 1.1d montrent un exemple de changement de
représentation. Cette opération permet de sous-échantillonner les matrices de chrominances
par rapport à celle de luminance, les échantillonnages les plus courants
étant :
– le 4:4:4 : il n’y a pas de sous-échantillonnage, la qualité est optimale.
– le 4 : 2 : 2 : la résolution horizontale des matrices de chrominance est divisée
par 2.
– le 4:2:0 : les résolutions verticale et horizontale des matrices de chrominance
sont divisées par 2.
1. Video Home System
2. Qui correspond simplement à l’image en niveaux de gris.
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