Brevet FR2825876A1 — publié le 20021213

La présente invention concerne un système de production d'image par traitement informatique, que l'on peut afficher sur un écran, notamment d'ordinateur ou de télévision. De façon générale, la production d'image par traitement informatique a toujours présenté d'énormes difficultés techniques sans toutefois parvenir à une qualité véritablement satisfaisante pour les utilisateurs, en raison d'une image très floue, saccadée et d'une définition inacceptable. La technique habituelle de production d'image par traitement informatique modifie la qualité du résultat obtenu selon le format d'affichage choisi. Le résultat obtenu constitue, dans le jargon informatique, un"dossier"défini par un format et un"poids". Selon des paramètres sélectionnés, le poids du fichier varie de façon inadéquat et ainsi prend beaucoup trop de place sur un disque dur d'ordinateur ou un serveur Internet. Actuellement, le marché de l'image est à l'amorce d'une grande expansion, car en effet, le réseau Internet permet de diffuser des documents vidéos et il est ainsi nécessaire de pouvoir enfin offrir à tout utilisateur, privé et/ou professionnel, une qualité de visualisation très acceptable sur tout écran et ce, quel que soit la taille d'affichage choisit. Jusqu'à présent, toutes les méthodes utilisées afin d'obtenir la meilleure qualité d'image, fluidité de l'image, netteté de l'image et netteté du son rencontrent un obstacle majeur qui est l'association de ces quatre critères de façon synchrone. Ces obstacles sont d'autant plus décuplés lorsque la taille de l'image choisie est le"plein écran"et impose donc à l'utilisateur l'affichage des images à une taille très réduite. De plus, lorsque le réseau Internet est utilisé comme mode de transfert, les images obtenues apparaissent de qualité médiocre ou mauvaise. En revanche, si le poids du dossier est diminué, le nombre d'images par seconde est réduit et la mise en mémoire tampon est moins importante et moins répétée mais la qualité de l'image en est très affectée. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus. La présente invention a pour objet un système de production d'image adapté à des images de qualité élevée, et cela, quel que soit la taille de l'image et l'écran d'affichage. Le procédé de production d'images, selon l'invention, est notamment prévu pour des images numériques et comprend une étape d'acquisition vidéo et audio, une étape de numérisation et une étape de compression vidéo et audio. Dans un mode de réalisation selon l'invention, les étapes de sélection judicieuse des paramètres des différents logiciels informatiques permettent d'obtenir une image de qualité élevée et de l'afficher sur un écran de type standard notamment d'ordinateur ou de télévision. La présente invention a également pour objet un système de production d'image adapté à des images de qualité élevée quelque soit la taille de l'image et l'écran d'affichage, et diffusées par le réseau Internet. Le procédé de production d'images, selon l'invention, est notamment prévu pour des images numériques et comprend une étape d'acquisition vidéo et audio, une étape de compression vidéo et audio et une étape de transfert des données. Dans un mode de réalisation selon l'invention, les étapes de sélection judicieuse des paramètres des différents logiciels informatiques permettent d'obtenir une image de qualité élevée, de l'afficher sur un écran de type standard notamment d'ordinateur ou de télévision, de les transférer sur un serveur Internet de type standard, de récupérer les données sur un ordinateur de type standard et enfin de les afficher sur un écran de type standard, notamment d'ordinateur ou de télévision. Afin de bien comprendre l'invention, il est nécessaire de définir les critères de la représentation et de la taille d'une image ainsi que la définition d'une image codée, compressée et non compressée, de sa numérisation et enfin son débit. Une image est composée de lignes et de colonnes dont l'intersection de chacune représente un pixel. Les pixels sont représentés par différentes codifications tel que le codage"RGB"qui permet de coder chaque pixel par la quantité de rouge, de vert et de bleu qu'il représente. Le mélange de ces trois couleurs permet d'obtenir toutes les autres couleurs et la quantité de données prise en compte pour coder chacune des couleurs peut varier. Il existe aussi le codage"YCbCR"qui code que le blanc, appelé luminance, afin que les informations de luminosité soient perçues. En effet, l'oeil est plus sensible à une baisse de luminosité qu'à une baisse de couleur. Le bleu et le rouge étant appelés chrominances. La résolution d'une image varie selon les normes (PAL, SECAM..), l'organisme (NTSC...) et se situe entre 176x144 et 1920x1035. Le résultat du calcul de la résolution s'exprime en nombre de pixels. Concernant le codage, pour une image dont la taille réelle est de 858 colonnes par 525 lignes et dont chaque pixel est codé sur dix bits, la taille de l'image obtenue est de neuf Mbits environ soit 4,5 Mbits de luminance et 4,5 Mbits de chrominance (2 x 2,25). Mais afin d'obtenir la notion de fluidité, il faudrait un débit de 270 Mbits par seconde en raison de trente images par seconde. Il est donc nécessaire de compresser les images afin de pouvoir les transporter sur des réseaux Internet ou autre. Il existe différentes normes analogiques utilisées par les écrans d'ordinateurs ou de télévision tel que le"NTSC", le"SECAM"ou le"PAL". Concernant le"NTSC", le codage s'effectue sur 525 lignes à soixante Mhz. L'affichage se fait de manière entrelacée, ainsi pour afficher une image de 525 lignes, il faut afficher deux champs de 262,5 lignes ; mais la taille de l'image qui sera effectivement vue sera de 640 colonnes par 480 lignes, car huit pour cent de la bande sera utilisée pour la synchronisation entre l'émetteur et le récepteur. Le rapport largeur/hauteur sera de 4 : 3. Pour le"PAL"et le "SECAM", le format d'image est de 4 : 3 et le codage s'effectue sur 625 lignes à cinquante Mhz. Comme le"NTSC", l'affichage se fait en deux fois, on obtient au final vingt-cinq images par secondes et la taille de l'image est de 768 colonnes par 576 lignes. La numérisation consiste à sous diviser chaque image vidéo selon une résolution donnée qui est normalement de 720x486 pixels et associer une valeur numérique à chacun des éléments qui forment la couleur de ce pixel en utilisant une table de conversion de couleurs qui est généralement de vingt-quatre bits par pixel pour seize millions de couleurs possibles en chaque point. Une image est dite non compressée lorsque son facteur de réduction est de 1 : 1. Une vidéo numérique non compressée d'une minute, avec un débit avoisinant les vingt Mo/seconde, nécessite 1,2 Go d'espace disque. Afin de pouvoir transférer de telles données, il faut décroître le débit binaire en diminuant au maximum le nombre de bits ou d'octets utilisés pour représenter une image. Il est important de noter que si la diminution du nombre d'images par secondes est inférieure à quinze voire dix-huit images par seconde, l'utilisateur percevra une image saccadée et donc pas identique à la source. Il est aussi possible de réduire le nombre de pixels de l'image mais la qualité visuelle du rendu sera médiocre voire inacceptable. Enfin, il est possible de réduire la quantité de couleur mais dans ce cas la qualité de l'image en sera nettement affectée. Une image est dite compressée lorsque les informations de redondance spatiale (des informations répétées dans des zones d'images proches) et de redondance temporelle (des informations répétées dans le temps) sont éliminées. Le système de production d'image par traitement informatique selon l'invention permet d'éviter de dégrader la qualité des images après que celles-ci soient traitées. De plus, l'invention permet de conserver une qualité d'images sensiblement identique à la source quelque soit le type d'écran d'affichage choisi, de conserver une qualité d'images sensiblement identique à la source quelque soit la taille d'affichage choisie et enfin de conserver une qualité d'images sensiblement identique à la source quelque soit le mode de transfert des données vers l'écran d'affichage La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustrée par les dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique d'une image traitée selon l'art antérieur. La figure 2 est une vue schématique d'une image traitée selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue schématique d'un procédé d'un système de production d'image par traitement informatique selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on voit une image, schématisée par une forme rectangulaire, insérée dans une fenêtre composée de pixels disposés en matrice comprenant D lignes et C colonnes. Cette fenêtre est traitée par bandes de largeur A et B, autrement dit comprenant A colonnes et B lignes dans le cas ou C et D sont respectivement supérieur à A et B. Le point d'intersection de chaque colonne A avec chaque ligne B est un pixel. On voit donc que la technique habituelle déforme l'image traitée car il est obtenu un rectangle formé de lignes et colonnes irrégulières. Cette déformation est considérablement accentuée lorsque les dimensions de l'image sont augmentées. On peut en conclure que le codage et la numérisation sélectionnés ne sont pas corrects. Sur la figure 2, on voit une image, schématisée par une forme rectangulaire, insérée dans une fenêtre composée de pixels disposés en matrice comprenant H lignes et G colonnes. Cette fenêtre est traitée par bandes de largeur E et F, autrement dit comprenant E colonnes et F lignes dans le cas ou G et H sont respectivement supérieur à E et F. Le point d'intersection de chaque colonne E avec chaque ligne F est un pixel. On voit donc que l'image traitée n'est pas déformée. Tous les pixels retranscrivent correctement les données du codage. On en déduit que les normes analogiques ont été correctement sélectionnée, que l'image a été correctement numérisée, et cela quelque soit la taille de l'image sélectionnée. Sur la figure 3, les étapes d'un procédé selon l'invention sont illustrées. A l'étape 1, un lecteur H de type numérique est utilisé en tant que source d'image et de son. Une liaison X établie une connexion directe avec une carte d'acquisition vidéo et audio 1 de type standard qui a pour rôle d'acquérir les images et le son exportés par la source H. Cette opération d'acquisition est effectuée sous la commande d'un logiciel d'acquisition informatique J. De cette acquisition, on obtient un dossier k stocké sur un disque dur LI de type standard. A l'étape 2, une phase de numérisation est effectuée sur le dossier K. Cette opération est accomplie sous la commande d'un logiciel d'acquisition informatique M, judicieusement paramétré, et crée ainsi un dossier N, numérisé, d'un poids informatique NI et d'un format informatique N2. Ce dossier N est stocké sur le disque dur LI. Le paramétrage de M s'applique, à titre d'exemple non limitatif, fenêtre après fenêtre et peut être le suivant : Dans les paramètres généraux, le mode d'édition choisi est "vidéo for windows@", la base de temps est de vingt-cinq et l'affichage du temps est de vingt-cinq images par seconde. Dans les réglages vidéos, aucun outil de compression et décompression n'est utilisé, des millions de couleurs doivent caractériser la profondeur, la taille d'image est de 768x576 (résolution en pixels), le rapport est de 4/3 (facteur de réduction), le nombre d'images/sec est de vingt-cinq, et il n'y a pas de recompression. Dans les réglages audio, la fréquence est de vingt-deux KHZ, le format est de huit bits non compressé en stéréo, l'entrelacement est d'une seconde, la conversion de fréquence avancée doit être la meilleure et aucun fondu audio logarithmique ne doit être effectué. Dans les options de rendu, il ne faut pas ignorer les filtres audio, les filtres vidéo et les étirements audio. Il est important de ne pas optimiser les images fixes, et enfin d'opter pour la trame du bas en premier car un poste de télévision va être, aussi, utilisé pour lire les séquences vidéos. Dans les images-clés, aucune ne doit être sélectionnée, et aucune image-clé ne doit être ajoutée aux marques et aux points de montage. Dans les réglages d'acquisition, une acquisition vidéo doit être effectuée, le format d'acquisition étant"vidéo pour windows@"avec une fréquence de vingt-cinq images par seconde, une acquisition audio doit être effectuée avec une fréquence de 22 KHZ et un format de huit bits stéréo non compressé. Dans les paramètres de l'acquisition appelés"VFW", aucune incrustation vidéo ne doit être effectuée, la mise à jour de la fréquence lors de la prévisualisation de la vidéo à vingt-cinq images par seconde doit être effectuée et aucune mise à jour de la fréquence n'est faite lors de l'acquisition de la vidéo. Concernant le format vidéo du pilote lors de l'acquisition, les dimensions de l'image sont 384x288 (résolution en pixels) et le format du codage de l'image est de quinze bit"RGB". Concernant la compression du pilote lors de l'acquisition, aucune trame ne doit être compressée. Concernant l'entrée vidéo du pilote lors de l'acquisition, la luminosité, le contraste et la saturation ont individuellement une valeur égale à 128. La norme analogique utilisée est le PAL avec une connexion Composite (les autres connexions étant le VHS ou le Tuner. Le format informatique N2 obtenu est". avi" A l'étape 3, le dossier N, stocké sur LI, subit une étape de compression sous la commande d'un logiciel de compression informatique 0, judicieusement paramétré, et crée un dossier P, compressé, d'un poids informatique PI, et d'un format informatique P2. Ce dossier P est ensuite stocké sur le disque dur LI. Le paramétrage de 0 s'applique, à titre d'exemple non limitatif, fenêtre après fenêtre et peut être le suivant : Avant toute opération, dans ce mode de réalisation selon l'invention, l'option "enregistrement impossible"est activée afin d'interdire à l'Intemaute toute possibilité de sauvegarder sur un disque dur une partie ou l'ensemble du fichier vidéo visionné. La première étape consiste à localiser et sélectionner l'endroit où se trouve le dossier N. Dans ce cas présent, celui-ci se trouve sur le disque dur LI. Ensuite, il faut adapter le flux de la vidéo en fonction de la connexion de l'Intemaute. Cette phase est caractérisée par le choix d'un flux unique de 512 Kb/s, d'un format audio incluant les voix et les arrières plans musicaux. Une qualité normale de vidéo est sélectionnée afin de ne pas trop alourdir le dossier. Le format informatique P2 obtenu est". rm" A l'étape 4, une phase de transfert est réalisée. Une connexion Y par réseau Internet est établie entre un ordinateur SI de type standard et un serveur Internet R de type standard. Le dossier P, stocké sur LI, est transféré vers R sous la commande d'un logiciel informatique de transfert de données Q de type standard. Il faut noter que les éléments I, J, K, LI, M, N, 0, P et Q sont internes à l'ordinateur SI. A l'étape 5, une phase de diffusion est réalisée. Une connexion Z par réseau Internet de type haut débit est établie, entre le serveur R et un ordinateur S2 de type standard, grâce à laquelle le dossier P est transféré du disque dur LI de SI vers le disque dur L2 de S2. Un logiciel informatique de lecture vidéo et audio T de type standard, interne à S2, prend en charge le dossier afin de le lire. Une connexion directe ZI est établie entre l'ordinateur S2 et un écran d'ordinateur Ul de type standard où les images sont ainsi affichées. Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, une connexion directe Z 1 est établie entre l'ordinateur S2 et un écran de télévision VI de type standard où les images sont ainsi affichées. Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, une même connexion Z peut être établie vers un téléviseur interactif afin d'afficher les images. Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, une connexion directe XI peut être établie entre l'ordinateur SI et un écran d'ordinateur U2 de type standard. Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, une connexion directe XI peut être établie entre l'ordinateur SI et un écran de télévision V2 de type standard. Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, les étapes 4 et 5 peuvent être supprimées. L'invention permet donc d'obtenir des images fluides de qualité élevée, de pouvoir les afficher sur un écran de type standard notamment d'ordinateur ou de télévision, de modifier la taille de l'image sans altérer sa qualité et de les diffuser par réseaux Internet sans que le fichier soit mis en mémoire tampon de façon répétée. Le système selon l'invention est particulièrement destiné à la production d'image par traitement informatique. REVENDICATIONS 1) Système de production d'images par traitement informatique comprenant : - une étape d'acquisition vidéo et audio d'une source (H) exécutée sous la commande d'un logiciel informatique d'acquisition (J). - une étape de numérisation exécutée sous la commande d'un logiciel informatique de numérisation (M). - une étape de compression exécutée sous la commande d'un logiciel informatique de compression (0). 2) Système selon la revendication 1, dans lequel une connexion directe XI est établie entre un ordinateur (SI) de type standard et un écran de télévision (V2) de type standard. 3) Système selon la revendication 1, dans lequel une connexion directe XI est établie entre un ordinateur (SI) de type standard et un écran d'ordinateur (U2) de type standard. 4) Système selon la revendication 1, dans lequel une étape de transfert de données par réseau Internet est effectuée vers un serveur Internet (R) sous la commande d'un logiciel informatique (Q) de transfert de données. 5) Système selon la revendication 4, dans lequel une connexion (Z) par réseau Internet est établie entre un serveur Internet (R) et un ordinateur (S2) de type standard. 6) Système selon la revendication 4, dans lequel une connexion (Z) par réseau Internet est établie entre un serveur Internet (R) et un écran de télévision (W) interactif. 7) Système selon la revendication 4, dans lequel une connexion directe (Zl) est établie entre un ordinateur (S2) de type standard et un écran de télévision (VI) de type standard. 8) Système selon la revendication 4, dans lequel une connexion directe (Zl) est établie entre un ordinateur (S2) de type standard et un écran d'ordinateur (Ul) de type standard.