Brevet FR2740640A1 — publié le 19970430

PROCEDE DE DETERMINATION DU TYPE ET DU MODE DE CODAGE POUR CODER LA FORME D'UN OBJET La présente invention concerne un procédé de détermination d'un type de codage et d'un mode de codage pour le codage de la forme d'un objet dans une technique de compression vidéo orientée objet, dans le cadre de techniques de compression vidéo qui visent à offrir des servi- ces multimédias utilisant une transmission à très faible débit binaire, comme des services de visiophonie et de visioconférence, par l'intermé- diaire d'un réseau téléphonique commuté public et d'un réseau de radio- communication mobile. La présente invention porte plus particulièrement sur un procédé de détermination d'un type de codage et d'un mode de codage pour coder la forme d'un objet, qui compresse une image en dé- terminant le mode de codage sur la base de la caractéristique d'un objet et d'une forme, et en faisant varier un procédé de codage conformément au mode de codage qui est déterminé. De façon générale, on a adopté au niveau international la norme H.261 pour fournir des services de visiophonie et de visioconfé- rence utilisant un réseau numérique à intégration de services (RNIS), et la norme H.263 pour fournir le service de visiophonie en utilisant un ré- seau téléphonique commuté public. Cependant, du fait que les normes H. 261 et H.263 fournissant une image animée ayant un très faible débit binaire, comme celui d'un visiophone, ont une mauvaise qualité d'image, la nécessité d'améliorer la qualité d'image s'est accrue. En ce qui con- cerne des techniques concernant les images animées, on a proposé les techniques MPEG1 (Moving Picture Expert Group 1) pour des supports d'enregistrement numérique, et MPEG2 pour des supports d'enregistre- ment numérique, la TVHD (Télévision à Haute Définition), la télévision perfectionnée, etc. Cependant, les techniques H.261, H.263, MPEG1 et MPEG2 adoptent un procédé de codage basé sur un bloc, et par consé- quent la qualité de l'image se dégrade considérablement dans le cas de l'application à la transmission à très faible débit binaire. Pour éliminer cet inconvénient, la technique MPEG4 accède à un nouveau procédé, qui diffère d'un procédé de codage classique, et on envisage divers procédés de codage tels que le codage en sous-bandes, le codage basé sur une région, le codage basé sur un modèle, le codage orienté objet, etc. Dans le codage de forme classique utilisant un polygone et une fonction spline, au lieu de classer des circonstances conformément à la caractéristique d'un objet ou à la similitude entre des formes d'objet, on sélectionne seulement un cas ayant une faible valeur d'erreur, en calcu- lant une erreur de la forme entre l'image d'origine et une image prédictive compensée en mouvement, qui est obtenue à partir de l'image précé- dente. Par conséquent, du fait qu'un mode de codage correspondant de façon appropriée aux circonstances n'est pas fixé, des processus de traitement inutiles ont lieu et le gain de codage se dégrade. Un but de la présente invention est de procurer un procédé de détermination d'un type de codage et d'un mode de codage pour le co- dage de la forme d'un objet, qui puisse augmenter un gain de codage et améliorer la qualité d'image subjective, en faisant varier un mode de co- dage conformément au mode de codage qui est déterminé sur la base de la caractéristique d'un objet et d'une forme, et en sélectionnant le type de codage qui a un gain de codage élevé, en fonction des circonstances. Selon un aspect de la présente invention, on détermine un mode de codage conformément à la caractéristique d'un objet et d'une forme, et on code la forme en faisant varier le procédé de codage con- formément au mode de codage qui est déterminé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la des- cription se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma d'un système de codage de forme qui est appliqué à la présente invention; et La figure 2 est un organigramme montrant un procédé conforme à la présente invention pour déterminer un type de codage et un mode de 3 2740640 codage pour le codage de la forme d'un objet. En se référant à la figure 1, on note qu'un dispositif de forma- tion de plan objet vidéo 10 détermine une image à coder à partir d'une information d'image d'entrée qui correspond à une image. Un classifica- teur de caractéristique d'objet 20 classe la caractéristique d'un objet à partir d'une forme d'objet qui est fournie par le dispositif de formation de plan objet vidéo 10. Un codeur 30 ayant un ensemble de sections de co- dage code la forme d'objet qui est obtenue à partir du classificateur de caractéristique d'objet 20, en utilisant différents procédés de codage. Un multiplexeur 40 multiplexe l'image codée qui provient du codeur 30 et il produit l'image multiplexée, sous la forme d'un train de bits. La figure 2 illustre un procédé de détermination d'un type de codage et d'un mode de codage pour le codage de la forme d'un objet. La caractéristique de l'objet est déterminée à partir d'une forme d'objet de codage quelconque que fournit le dispositif de formation de plan objet vidéo 10 (étape ST1). Si l'objet n'existe pas dans une image précédente et apparaît dans une image courante (type d'objet I), ou si l'objet a une taille relativement inférieure à une valeur de seuil (type d'objet II), le type de codage est déterminé comme étant un mode interne, ou "intra", et le mode de codage est déterminé comme étant un codage de forme intra (étape ST2). Si l'objet existe à la fois dans l'image précédente et dans l'image courante, et si la taille de l'objet est relativement supérieure à la valeur de seuil (type d'objet III), la similitude de la forme de l'objet est contrôlée (étape ST3). S'il n'y a pas de similitude de forme de l'objet, le type de codage est déterminé comme étant un mode non prédictif. S'il y a une similitude de la forme de l'objet, le type de codage est déterminé comme étant un mode prédictif et le fait que le mouvement soit compensé ou non est déterminé conformément à la valeur de mouvement de l'objet (étape ST4). Si la valeur de mouvement de l'objet est inférieure à une valeur fixée, le type de codage est déterminé comme étant un mode sans compensation et une valeur de seuil est traitée (étape ST6). Si la valeur de mouvement de l'objet est supérieure à la valeur fixée, le type de co- dage est déterminé comme étant un mode de compensation. Ensuite, le mouvement est compensé (étape ST5) et la valeur de seuil est traitée (étape ST6). La valeur de seuil traitée est comparée avec une valeur de référence qui est fixée de façon à déterminer si le codage est effectué (étape ST7). Si la valeur de seuil traitée est inférieure à la valeur de ré- férence, le type de codage est déterminé comme étant un mode sans co- dage. Si la valeur de seuil est supérieure à la valeur de référence, le type de codage est déterminé comme étant un mode avec codage et un codage prédictif de contour est effectué (étape ST8). On va maintenant décrire brièvement le principe schématique de la présente invention. Dans le codage d'information de signal classi- que, on introduit le mode de codage et le type de codage qui lui est com- biné, pour obtenir le gain de codage. Ce principe est appliqué au codage de forme dont on souligne la nécessité, pour obtenir le gain de codage. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le type de codage de forme ayant un gain de codage élevé (rapport de compression d'information élevé) est sélectionné conformément à diverses circonstan- ces, tandis que le codage de forme classique n'utilise qu'un seul procédé de codage. Au cours du fonctionnement, si de l'information d'image corres- pondant à une image est fournie par l'intermédiaire de moyens d'entrée vidéo, le dispositif de formation de plan objet vidéo 10 classe l'image conformément à l'objet et il transmet l'image classée au classificateur de caractéristique d'objet 20. Le classificateur de caractéristique d'objet 20 détermine un type d'objet en analysant la forme de l'objet. Le codage de forme est sélectionné différemment conformément à la caractéristique de l'objet dans l'image, sur un axe temporel. Par exemple, un objet qui n'existe pas dans l'image précédente et qui apparaît dans l'image cou- rante est un objet du type I. Un objet du type II est un objet qui a une taille relativement très inférieure à la valeur de seuil, par exemple un objet de moins de 10 pixels. Un objet du type III est un objet qui a une taille relativement très supérieure à la valeur de seuil, par exemple un objet de plus de 10 pixels. L'objet qui n'existe pas dans l'image précédente et qui apparaît dans l'image courante et l'objet dont la taille est inférieure à 10 pixels sont déterminés comme étant des objets qui correspondent à un mode intra dans le type de codage, et le codage de forme intra est appliqué (étape ST2). Si l'objet a une taille supérieure à 10 pixels et s'il existe dans les images précédente et courante, la similitude de la forme de l'objet est contrôlée, et le type de codage est déterminé conformément à la simili- tude mutuelle. Si la similitude de la forme de l'objet est faible, le type de co- dage est déterminé comme étant le mode non prédictif (mode intra), et le codage de forme intra (c'est-à-dire que le codage est effectué seulement sur la base de la forme à l'intérieur d'une image courante) est effectué. Si la similitude de la forme de l'objet est grande, le type de codage est déterminé comme étant le mode prédictif (mode inter), et le mouvement est estimé. En ce qui concerne le critère de discrimination de la similitude de la forme de l'objet, on utilise, respectivement ou en combinaison, des paramètres tels que les suivants: longueur de contour, diamètre de li- mite, courbure, squelette, convexité, numéro de forme, aire, périmètre, nombre de pixels de différence de masque, compacité, axe principal de région, topologie, nombre d'Euler, description de Fourier, etc. Si le type de codage est déterminé comme étant le mode pré- dictif, c'est-à-dire si la similitude de la forme de l'objet est grande et si I'objet se déplace le long de l'axe temporel, du fait qu'il est possible de prédire l'information de mouvement, la valeur du mouvement est estimée, et sa valeur estimée est comparée avec une valeur fixée, pour déterminer si le mouvement doit être compensé ou non. Si la valeur estimée est infé- rieure à la valeur fixée, c'est-à-dire si la valeur de mouvement de l'objet est très faible, le type de codage est déterminé comme étant le mode sans compensation, afin d'augmenter le gain de codage. Par conséquent, le processus de traitement inutile pour la compensation du mouvement est éliminé. Si la valeur estimée est supérieure à la valeur fixée, c'est-à- dire si la valeur de mouvement de l'objet est grande, le type de codage est déterminé comme étant le mode de compensation, et la compensation de mouvement est exécutée sur la forme de référence. D'autre part, il y a des régions qui génèrent une erreur de pré- diction de forme lorsque le type de codage est le mode de compensation de mouvement ou le mode sans compensation de mouvement. Parmi ces régions, il y a des régions qui n'ont aucun effet sur la qualité d'image subjective lorsque la forme est reproduite, bien que les régions ne soient pas transmises, comme une région semblable à une ligne et une région ayant une faible erreur. Du fait qu'il n'y a pas de dégradation de la qua- lité d'image subjective bien que ces régions ne soient pas transmises, il est souhaitable de ne pas transmettre ces régions, du point de vue du gain de codage. En outre, il y a des régions qui sont générées lorsqu'une forme d'origine est erronée, à cause d'un problème d'extraction d'objet. Ces régions sont indésirables au cours de la transmission, du point de vue de la qualité d'image subjective, comme du point de vue du gain de codage. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de transmettre ces ré- gions erronées. Il en résulte que l'on a besoin d'un processus pour sé- lectionner des régions dont la transmission est nécessaire, et ce proces- sus est une opération d'application de seuil (étape ST6). La valeur de seuil pour les régions erronées est traitée par cette opération d'applica- tion de seuil. La valeur de seuil de la région erronée traitée est comparée avec la valeur de référence pour déterminer si le codage doit être effec- tué. S'il y a une région erronée dont la transmission est nécessaire, c'est-à-dire si la valeur de seuil de la région erronée traitée est supé- rieure à la valeur de référence, le type de codage est déterminé comme étant le mode avec codage. Si la valeur de seuil de la région erronée traitée est inférieure à la valeur de référence, le type de codage est dé- terminé comme étant le mode sans codage, pour que le codage ne soit pas effectué. Si le type de codage est déterminé comme étant le mode avec codage, le codage prédictif de contour est exécuté (étape ST8). Par conséquent, le mode avec codage et le mode sans codage sont détermi- nés en contrôlant si la région erronée a un effet sur la qualité d'image subjective. Il en résulte que l'on peut éliminer le processus de traitement inutile, et le gain de codage global est favorable. Comme décrit ci-dessus, les divers circonstances qui apparais- sent lorsque la forme de l'objet est codée sont classées conformément au mode. Le codage sélectif est réalisé en déterminant le type de codage à partir du mode sélectionné. Par conséquent, un codage de forme efficace est possible, et il est utile en compression vidéo, du fait que le gain de codage est augmenté. En outre, lorsque l'image est reproduite, il est possible d'améliorer la qualité de l'image en appliquant le procédé de codage approprié, en fonction des circonstances. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être ap- portées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination d'un type de codage et d'un mode de codage pour le codage de la forme d'un objet, caractérisé en ce que le mode de codage est déterminé conformément à la caractéristique d'un objet et d'une forme, et la forme est codée en faisant varier un procédé de codage conformément au mode de codage qui est déterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de codage est déterminé par les étapes suivantes: (a) on déter- mine la caractéristique d'un objet à partir d'une forme d'objet quelconque (ST1); (b) on détermine un mode non prédictif ou un mode prédictif (ST3) conformément à la caractéristique déterminée de l'objet; (c) on détermine si le mouvement doit être compensé (ST4), conformément à la valeur de mouvement de l'objet, lorsque le type de codage est le mode prédictif; (d) on traite une valeur de seuil (ST6) d'une région erronée qui est générée lorsque le mouvement est compensé ou non compensé; et (e) on déter- mine si le codage doit être effectué (ST7), en utilisant la valeur de seuil traitée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape (a) classe des objets en un objet qui n'existe pas dans une image précédente et qui apparaît dans une image courante, un objet dont la taille est inférieure à la valeur de seuil, et un objet qui existe dans les images précédente et courante et dont la taille est supérieure à la valeur de seuil. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape (b) détermine un mode non prédictif pour un objet qui n'existe pas dans une image précédente et qui apparaît dans une image courante, et pour un objet dont la taille est inférieure à la va- leur de seuil. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape (b) détermine un mode prédictif pour un objet qui existe dans des images précédente et courante et dont la taille est supérieure à la valeur de seuil. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'objet pour lequel le mode prédictif est déterminé est en outre classé dans un mode prédictif et un mode non prédictif conformément à la simi- litude de la forme de deux objets. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le type de codage est déterminé comme étant le mode prédictif lorsque la similitude entre la forme de deux objets est élevée, et le type de codage est déterminé comme étant le mode non prédictif lorsque la similitude n'est pas élevée. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les critères de la similitude utilisent, respective- ment ou en combinaison, des paramètres tels que les suivants: longueur de contour, diamètre de limite, courbure, squelette, convexité, numéro de forme, aire, périmètre, nombre de pixels de différence de masque, com- pacité, axe principal de région, topologie, nombre d'Euler, description de Fourier. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape (c) classe le type de codage en un mode de compensation de mouvement et un mode sans compensation de mouve- ment, conformément à la valeur de mouvement d'un objet. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le type de codage est déterminé comme étant le mode sans compensation de mouvement lorsqu'une valeur de mouvement estimée est inférieure à une valeur fixée, pour la détermination du fait que le mouvement doit être compensé ou non, et le type de codage est déterminé comme étant le mode de compensation de mouvement lorsque la valeur estimée est su- périeure à la valeur fixée. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape (e) détermine si le codage doit être effectué en comparant la valeur de seuil traitée à l'étape (d), avec une valeur de référence. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 11, caractérisé en ce que le type de codage est déterminé comme étant un mode sans codage lorsque la valeur de seuil est inférieure à la valeur de référence, et le type de codage est déterminé comme étant un mode avec codage lorsque la valeur de seuil est supérieure à la valeur de référence. 13. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le valeur de seuil est de 10 éléments d'image. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la forme est codée en utilisant une technique de codage prédictif de con- tour, lorsque la forme de l'objet conduit à la détermination du mode avec codage.