Le multimédia : images et audiovisuels

Stéphane Paris

Description

Le multimédia présente en deux parties distinctes les techniques de compression et de représentation des images et des audiovisuels numériques. À travers différents exemples, la première partie traite d'abord des techniques de compression sans déformation de l'image. Les formats GIF, PNG, JPEG LossLess et JPEG-LS, servent de supports à la description des outils actuellement utilisés.
L'ouvrage s'intéresse ensuite aux formats d'images dont la compression peut être avec pertes. Pour cela, il détaille les formats JPEG et JPEG2000. Dans la deuxième partie, les audiovisuels sont exposés à travers l'étude des formats MPEG1, MPEG2 et MPEG4. Chacun de ces formats est l'objet d'un chapitre. Ce livre met ainsi en évidence l'évolution des formats MPEG dont la complexité s'accroît avec la multiplication des versions.
Préface. Avant-propos. Chapitre 1. Introduction. COMPRESSION ET REPRÉSENTATION D'IMAGES. Chapitre 2. GIF, PNG, LossLess-JPEG et JPEG-LS. Chapitre 3. JPEG : Joint Photographic Expert Group. Chapitre 4. JPEG2000. COMPRESSION ET REPRÉSENTATION DE VIDÉOS. Chapitre 5. MPEG1. Chapitre 6. MPEG2. Chapitre 7. MPEG 4. Chapitre 8. Conclusion. Annexes. Bibliographie. Notations. Glossaire. Index.

Sujets

• Informatique
• Multimédia
• Théorie

Informations

• Publié par: Hermès - Editions Lavoisier
• Date de parution: 08 septembre 2009
• Nombre de lectures: 41
• EAN13: 9782746240377
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 8 Mo

Extrait

Le multimédia























A Tenzing











© LAVOISIER, 2009
LAVOISIER
11, rue Lavoisier
75008 Paris

www.hermes-science.com
www.lavoisier.fr

ISBN 978-2-7462-2350-9
ISSN 1242-7691


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Printed and bound in England by Antony Rowe Ltd, Chippenham, September 2009.






Le multimédia



images et audiovisuels










Stéphane Paris











Collection dirigée par Jean-Charles Pomerol





CHRISMENT Claude et al. – Bases de données relationnelles, 2008.
BANÂTRE Michel et al. – Informatique diffuse, 2007.
BARTHELEMY Pierre, ROLLAND Robert et VERON Pascal – Cryptographie, 2005.
CARDON Alain – La complexité organisée : systèmes adaptatifs, 2004.
FOURNIER Jean-Claude – Théorie des graphes et applications, 2005.
PARIS Stéphane – Le multimédia et la compression, 2009.
PIERSON Jacky – La biométrie, 2007.
POLI Alain et GUILLOT Philippe – Algèbre et protection de l’information, 2005.
VARRETTE Sébastien et BERNARD Nicolas – Programmation avancée en C
avec exercices corrigés, 2006.
VERDRET Philippe – De Perl à Java : programmation des expressions régulières,
2004.
Tabledesmatières
Préface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Chapitre1.Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1.Lesimagesnumériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.Lesaudiovisuelsnumériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
PREMIÈRE PARTIE. COMPRESSION ET REPRÉSENTATION D’IMAGES. . . 21
Chapitre2.GIF,PNG,LossLess-JPEGetJPEG-LS . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.GIF:GraphicInterchangeFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.1.1.VersionGIF89a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.2.SynthèseduformatGIF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.PNG:PortableNetwork Graphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.1.Lesespacesdecouleurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.2.Lesmodesd’entrelacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2.3.L’algorithmedecompression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.3.1.Laprédictionadaptative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.3.2.Ladéflation/inflation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2.4.SynthèseduformatPNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.LossLessJPEG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.1.SynthèseduformatLossLessJPEG . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4.JPEG-LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.1.Lecontrasteetlesmodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.2.Laprédiction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.3.Lecontexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4.4.Lacorrectiondubiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.5.AlgorithmedeGolomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.4.6.Modeparplage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
56 Lemultimédia: images etaudiovisuels
2.4.7.Quasisansperte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.4.8.SynthèseduformatJPEG-LS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.5.Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Chapitre3.JPEG:JointPhotographicExpertGroup . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.Lemodeséquentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.1.1.Lamiseenforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.1.2.Latransformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.1.3.Laquantification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1.4.Lecodage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.2.Lemodeprogressif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.Lemodehiérarchique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.4.Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Chapitre4.JPEG2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.1.Lesprétraitements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.1.1.Structuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.1.1.1.Lessous-images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.1.1.2.Lespavés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.1.1.3.Intérêt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.1.2.Lecentragedeséchantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.1.3.Lesespacesmulticomposantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.1.3.1.Latransformationréversible:RCT . . . . . . . . . . . . . . 81
4.1.3.2.Latransformationirréversible:ICT . . . . . . . . . . . . . . 81
4.2.Lestransforméesenondelettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.1.Latransforméeirréversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.2.Latransforméeréversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.Laquantification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.1.Lemodeirréversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.3.2.Lemoderéversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.Tier-1:codage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.4.1.Organisationdeséchantillons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.4.2.Codageenplansbinairesfractionnés . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.2.1.Pourquoiuncodagefractionné? . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.4.2.2.Enquoilecodageestembarqué? . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.3.Lesvariablesd’état. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.4.L’algorithmegénéral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.5.Codagearithmétiquebinaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.5.Tier-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.5.1.Tag-Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.6.Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Tabledes matières 7
DEUXIÈME PARTIE. COMPRESSION ET REPRÉSENTATION DE VIDÉOS . . 103
Chapitre5.MPEG1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.1.Lapartiesystème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.2.Lapartievidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.2.1.Codagedesimagesintra(I-images) . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.2.2.Codagedesimagesprédites(P-images) . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.2.3.Codagedesimagesbidirectionnelles(B-images) . . . . . . . . . . 117
5.3.Lapartieaudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.3.1.L’analysefréquentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.3.2.Lemodèlepsychoacoustique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5.3.3.Laquantification,lecodageetledébitbinairevariable . . . . . . 122
5.3.4.LesspécificitésdelacoucheIII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5.4.Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Chapitre6.MPEG2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.1.Lapartiesystème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.1.1.Lefluxdetransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
6.1.2.Lecontrôled’erreurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.2.Lapartievidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.2.1.Lacompensationdemouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.2.2.Prédictionentrames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.2.2.1.LaprédictionentramesdesP-images . . . . . . . . . . . . . 136
6.2.2.2.LaprédictionentramesdesB-trames . . . . . . . . . . . . . 137
6.2.2.3.LaprédictionentramesdesB-images . . . . . . . . . . . . . 137
6.2.3.Laprédiction16×8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
6.2.4.Laprédictiondualprime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6.2.5.Lagranularité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.2.6.Lesniveauxetprofils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.2.6.1.Lesniveaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.2.6.2.Lesprofils. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.3.Lapartieaudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.3.1.LemodeBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.3.2.LemodeAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.4.LapartieDSM-CC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.4.1.Lemodèle