FR 2623955 A1 19890602 FR 8716477 A 19871127 - 1 - Description Procédé et dispositif d'estimation et de compensation de mou- vement dans une séquence d'images et leur application dans un système de transmission d'images de télévision à haute défi- nition' La présente invention concerne un procédé d'esti- mation et de compensation de mouvement dans une séquence d'images dans lequel, chaque image étant divisée en blocs de I x J points et la luminosité de chaque point de ces blocs étant exprimée de façon numérique, chacun de ces blocs est défini par deux coordonnées (m,n) indiquant respectivement le rang de la ligne de l'image o se trouve le bloc et le rang du bloc sur cette m-ième ligne. Elle concerne également un dispositif d'estimation et de compensation de mouvement pour la mise en oeuvre de ce procédé. On considérera dans la suite de la pré- sente description que ce type d'estimation et de compensation de mouvement s'applique à un procédé de sous-échantillonnage et d'interpolation temporelle. Une telle invention est applicable essentiellement dans le domaine de la télévision à haute définition. La de- mande de brevet français FR-A-2590701 (PHF 85-591) décrit un dispositif d'estimation de mouvement reposant sur une méthode récursive d'estimation de déplacement. Plus précisément, cette méthode prévoit d'opérer selon un critère déterminé une clas- sification des points d'image-en trois groupes dans lesquels ces points sont, avec un retard de L points, classés au fur et à mesure du balayage de l'image. Cette classification est ef- fectuée après examen d'un arbre de classification dont les branches successives correspondent aux trois groupes possibles auxquels sont supposés appartenir L points successifs. Even- tuellement, cette classification est effectuée de façon sim- plifiée, après examen, dans ledit arbre, d'un nombre limité déterminé de ces séquences de groupes possibles pour les L points qui suivent le point courant consideré. -2- Lorsqu'on veut dans une séquence d'images recons- tituer une image à partir de l'image précédente, le dispositif décrit dans le document fonctionne en effet de façon satisfai- sante, aussi bien en considérant (comme décrit dans ledit do- cument) tous les points successifs de l'image qu'en utilisant un découpage plus sommaire de l'image en N blocs de m x n points et un balayage de ces blocs, ou des N points représen- tatifs de ces blocs, au lieu de la totalité des points. Le principe de fonctionnement de ce dispositif s'est cependant révélé inadapté lorqu'on a réalisé sa mise en oeuvre en télévision à haute définition. Dans cette applica- tion, un traitement supplémentaire est en effet apparu néces- saire pour adapter au canal de transmission (le canal analo- gique prévu dans le cas du standard de transmission MAC-pa- quets appelé à remplacer les standards SECAM et PAL) la très grande quantité d'informations à transmettre. Un tel trai- tement peut consister, entre autres exemples, en un sous- échantillonnage spatial, qui a pour effet de supprimer régu- lièrement un certain nombre de points à l'intérieur d'une même image ou d'une même trame, ou en un sous-échantillonnage tem- porel, qui a pour effet de supprimer régulièrement un certain nombre d'images ou de trames dans une séquence d'images. En télévision à haute définition, cette élimina- tion périodique d'un certain nombre d'images ou de trames, par exemple d'une image sur deux, contraindrait à une reconstitu- tion à partir de l'image de rang n-2, plus éloignée. Cette re- constitution serait possible, mais ne permettrait pas de res- tituer la qualité d'une image de haute définition. Le but de l'invention est de proposer un procédé d'estimation et de compensation de mouvement dans une séquence d'images qui soit utilisable dans le codage d'images de télé- vision à haute définition, compte tenu d'une part du très grand nombre d'informations à transmettre dans le cas de cette application et d'autre part des caractéristiques spectrales limitées du canal de transmission disponible. -3- A cet effet, l'invention concerne un procédé re- marquable en ce qu'il consiste à: (A) prévoir la sauvegarde de trois images succes- sives de la séquence d'images initiale, notées respectivement par leur rang 2k, 2k+1, 2k+2; (B) définir pour les blocs trois groupes de clas- sification en blocs estimés par récursion horizontale corri- gée, en blocs estimés par récursion horizontale non corrigée, et en blocs estimés par récursion verticale, groupes dans les- quels les blocs vont, avec un retard de L blocs, étre classés au fur et à mesure du balayage de l'image, en examinant pour opérer ladite classification un nombre déterminé de séquences de groupes possibles pour les L blocs qui suivent le bloc cou- rant X considéré, le critère de cette classification étant la différence de luminosité entre deux images de la séquence d'images compte tenu du déplacement des blocs intervenu d'une image à l'autre; (C) construire un arbre de classification dont les trois branches observées à chaque noeud de ramification sont en nombre égal à celui des groupes possibles et dont les 3L branches observées de ce fait à chaque niveau successif 1 à L correspondent aux séquences de groupes possibles pour les L blocs successifs considérés; (D) associer à chaque branche de chaque niveau deux paramètres: (a) un premier paramètre dit vecteur de dé- placement, représentatif du déplacement éventuel du bloc cou- rant de l'image 2k+1 par rapport aux images précédente et sui- vante 2k et 2k+2 et calculé pour le point représentatif dudit bloc à l'aide d'une méthode récursive d'estimation de dépla- cement; (b) un deuxième paramètre dit distorsion cu- mulée, représentatif de la somme cumulée de l'erreur d'appro- ximation du bloc courant et àe celles des blocs précédents en nombre L, chaque erreur d'approximation étant rendue minimale -4- en tenant compte de l'influence d'un déplacement estimé pour un bloc sur le déplacement estimé pour les L blocs suivants, et ladite influence n'étant éventuellement examinée, parmi les 3L branches possibles de l'arbre de classification, que pour M branches de plus faible distorsion cumulée dites survi- vantes, M étant un nombre limite inférieur au nombre maximal 3L de branches; (E) au terme de cette procédure portant sur L blocs successifs dans le sens du balayage, prendre une déci- sion de type majoritaire quant au groupe effectif du bloc si- tué par rapport au bloc courant L blocs plus tôt, ladite déci- sion étant prise en examinant les branches survivantes et en classant ledit bloc situé L blocs plus tôt dans le groupe au- quel correspond le plus grand nombre de ces branches survi- vantes, et ladite procédure de décision étant répétée à l'identique sauf pour les L derniers blocs pour lesquels on évite de prendre une décision majoritaire. Le procédé ainsi proposé est avantageux en ce sens que l'estimation de mouvement réalisée tient compte des carac- téristiques propres de la transmission en télévision à haute définition. Plus précisément, une fois la compression d'infor- mations opérée, le procédé selon l'invention propose une mé- thode d'estimation par récursions dans laquelle le choix des récursions est opéré comme suit: on suppose que, d'une image à l'autre, le déplacement d'un bloc d'image est très probable- ment similaire à celui d'un bloc voisin spatialement, qu'il peut donc en être déduit, avec ou sans terme correctif. Simul- tanément, ce procédé prévoit, pour optimiser cette estimation par récursions, la minimisation de l'erreur d'estimation, à l'aide d'une classification des blocs selon ces modes de récursion, ladite classification étant effectuée à retardement pour permettre préalablement l'étude statistique de séquences de classement possible d'un certain nombre de blocs qui suivent le bloc courant et, ainsi, ne prendre effectivement une décision de classification qu'après étude de ces séquences. - 5 - Les particularités et avantages de l'invention ap- paraitront maintenant de façon plus précise dans la descrip- tion qui suit et dans les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: - les figures la et lb mettent en évidence les dispositifs essentiels inclus dans le système de transmission selon l'invention; - la figure 2 montre un exemple d'arbre de classi- fication des blocs d'une image, dans lequel on opère pour cha- que bloc une distinction entre son appartenance possible à un premier groupe de blocs estimés selon un mode de récursion ho- rizontale corrigée, à un deuxième groupe de blocs estimés par récursion horizontale sans correction, ou à un troisième grou- pe de blocs estimés par récursion verticale; - la figure 3 montre quatre points P1, P2, P3, P4 sur la luminosité desquels on opère pour déterminer celle du point dit X-DEPi; - la figure 4 montre un exemple de réalisation d'un dispositif d'estimation et de compensation de mouvement selon l'invention; - les figures 5 et 6 montrent un mode de réalisa- tion respectivement de l'estimateur récursif de déplacement et du circuit de décision à retardement du dispositif de la fi- gure 4; - la figure 7 montre un exemple de réalisation du dispositif d'estimation de mouvement prévu à la réception dans le système de transmission selon l'invention. On supposera dans la suite de la description qu'on dispose par exemple, après prise de vues, traitement et con- version analogique-numérique, d'une séquence d'images numéri- sées de 1250 lignes, 1440 points par ligne, 50 hertz, format entrelacé 2: 1, constituant les images haute définition à transmettre. Pour simplifier la terminologie dans toute la suite de la description, au lieu d'appeler image la réunion de deux trames paire et impaire d'un format entrelacé, on -6- appellera image toute l'information spatiale disponible en association à un instant déterminé t (c'est-à-dire l'équivalent d'une trame). Chaque image est subdivisée en N blocs, comprenant chacun I x J points d'image et qui sont balayés successivement. Chacun de ces blocs est à son tour défini par les deux coordonnées (m,n) du point X représentatif de chaque bloc, m étant le rang de la ligne de l'image o se trouve ledit point et n le rang du bloc sur cette m-ième ligne. Le procédé de traitement de la séquence d'images numérisées est le suivant. A l'émission, ladite séquence d'images est préfiltrée, afin d'enlever toutes les hautes fré- quences situées hors de la bande de fréquence du sous-échan- tillonnage qui va suivre, puis sous-échantillonnée spatia- lement. Ce sous-échantillonnage spatial est par exemple celui dit en quinconce ligne et qui consiste à éliminer un point d'image sur deux sur les lignes d'une certaine parité et à éliminer de même un point sur deux, mais avec un décalage ho- rizontal d'un point, sur les lignes de l'autre parité. Un souséchantillonnage temporel permet d'autre part d'éliminer une image sur deux dans la séquence d'images (si la fréquence temporelle est 1/T, o T correspond à l'intervalle de temps séparant deux images successives de la séquence d'images ini- tiale, l'intervalle de temps entre deux images après sous- échantillonnage temporel devient 2T): les images associées par exemple à l'instant t+(2k+1)T sont éliminées, les images associées aux instants t+ 2kT et t+(2k+2)T étant, elles, conservées. La séquence d'images ainsi sous-échantillonnée spatialement et temporellement est alors envoyée vers le canal de transmission (canal analogique MAC), à la bande de fréquence duquel ladite séquence d'images est maintenant adap- tée. Parallèlement au sous-échantillonnage temporel est réa- lisée après filtrage l'estimation de mouvement proprement dite, destinée à effectuer la détermination d'informations de Z623955 - 7 - mouvement qui, une fois transmises, permettront la reconstitu- tion des images éliminées. Ces informations nécessaires et suffisantes pour permettre ladite reconstitution sont trans- mises par l'intermédiaire du canal d'assistance numérique (dit canal DATV, de l'anglais Digitally-Assisted TV) associé au ca- nal analogique MAC. A la réception, une interpolation temporelle, pré- cédée d'un postfiltrage des signaux transmis (c'est-à-dire d'une interpolation spatiale basée sur ces signaux) par le canal analogique et d'une nouvelle estimation de mouvement à partir d'une part des signaux résultant dudit postfiltrage et d'autre part des informations transmises par le canal d'assis- tance numérique permet de disposer à nouveau d'une image haute définition. L'ensemble des fonctions ainsi mentionnées est mis en évidence sur les figures la et lb o sont respectivement représentés, à l'émission, des dispositifs de préfiltrage 1, de sous-échantillonnage spatial 2, de souséchantillonnage temporel 3, de postfiltrage 4 et d'estimation de mouvement 5, ainsi que le canal analogique 6 et le canal d'assistance numé- rique 7, et, à la réception, en sortie de ces canaux 6 et 7, des dispositifs de postfiltrage spatial 8, d'estimation de mouvement 9 et d'interpolation temporelle 12, ainsi que le ré- cepteur de télévision 13. Le procédé d'estimation et de compensation de mouvement selon l'invention va maintenant être plus spécia- lement décrit, après avoir précisé l'objectif de ces opéra- tions qui est de déterminer pour chaque bloc d'une image éli- minée (par exemple l'image correspondant au temps t+(2k+l)T, ou (2k+l) ième image) un vecteur de déplacement D tel que l'on puisse obtenir une approximation de l'image éliminée à partir de la demi-somme des images non éliminées qui l'entourent (dans l'exemple choisi, à partir de la demisomme des images 2k et 2k+2). Dans le cas de cet exemple, cette approximation est exprimée par la relation (1) donnée en annexe, o X désigne le bloc courant considéré dans l'image 2k+1 ou son - 8 - point représentatif, D le vecteur de mouvement lorsqu'on a ap- pliqué l'estimation de mouvement aux images (2k, 2k+2), et B l'approximation du bloc courant de l'image (2k+1). Selon l'invention, au fur et à mesure du balayage des blocs de l'image, ces blocs vont être classés, avec un re- tard de L blocs expliqué plus loin, dans l'un des trois grou- pes suivants: un premier groupe de blocs dits estimés par ré- cursion horizontale corrigée, un deuxième groupe de blocs dits estimés par récursion horizontale sans correction, et un troi- sième groupe de blocs dits estimés par récursion verticale. Cette classification repose sur les considérations suivantes: on peut admettre que chaque bloc courant X de l'image 2k+1 à éliminer à l'émission et à reconstituer à la réception subit un déplacement qui est soit identique à, soit voisin de celui subi par un des blocs précédents (considérés dans le sens du balayage de ladite image). Si Di+1 est le vecteur de déplacement du bloc courant X, trois solutions sont donc possibles: (a) en appelant Di le vecteur de déplacement du bloc précédant spatialement le bloc courant X dans le sens du balayage, et en affectant ce vecteur Di de l'indice h pour exprimer qu'il s'agit là d'un décalage horizontal, on peut écrire la relation (2), c'est-à-dire que Di+1 est égal au vecteur de déplacement Dih du bloc précédent dans la direc- tion d'analyse des blocs, modifié par un terme correctif de déplacement dDih: le mouvement du bloc est estimé par ré- cursion horizontale, et le bloc courant appartiendrait au pre- mier groupe de blocs si une décision quant à la classification était prise à ce moment. On a vu plus haut qu'une telle déci- sion n'était prise qu'à retardement. (b) la deuxième solution correspond à celle expri- mée par la relation (3) o Di+1 est égal à Dih, sans aucun terme correctif de déplacement, et le bloc courant appartien- drait alors au deuxième groupe de blocs si là encore la déci- sion était immédiate. - 9 - (c) la troisième possibilité est que le déplacement du bloc courant soit égal au vecteur de déplacement du bloc spatialement voisin situé à la verticale de ce bloc courant, modifié par un terme correctif de déplacement dDiv, ce qu'exprime la relation (4) o l'indice v affecte le vecteur Di pour exprimer la position verticale dudit bloc spatiale- ment voisin considéré. On a vu plus haut qu'en fait chaque décision n'est prise qu'à retardement. La classification de chaque bloc dans l'un des trois groupes n'est pas effectuée immédiatement, mais seulement après avoir examiné un nombre déterminé de séquences de groupes possibles pour L blocs qui suivent le bloc consi- déré. De ce fait, la direction et l'amplitude du vecteur de déplacement vont être corrigées d'un bloc au suivant en fonc- tion du groupe du bloc et de l'erreur de classification com- mise pour ce bloc, ou pour son point central X représentatif du bloc. Cette erreur de classification est égale à la diffé- rence de luminosité entre le point représentatif du bloc cou- rant (image 2k+2) et son point homologue dans l'image précé- dente 2k, compte tenu du déplacement effectif de ce bloc par rapport à cette image précédente. Pour définir un critère de classification, il est alors prévu de minimiser l'erreur de classification en exami- nant (dans une certaine limite par souci de limiter la com- plexité des circuits de mise en oeuvre correspondants) l'in- fluence d'un déplacement estimé pour un bloc sur le déplace- ment estimé pour les L blocs suivants. Cette influence peut être observée en construisant un arbre de classification, re- présenté sur la figure 2 et dont les branches successives aux niveaux 1, 2,..., L correspondent aux trois groupes possibles auxquels sont supposés appartenir les L blocs successifs dans le sens du balayage. S'il y a L niveaux d'arborescence, un tel arbre comprend donc 3L branches, dont éventuellement seul un nombre M dites branches survivantes sont effectivement rete- nues. Par exemple, à l'arrivée du deuxième bloc, trois - 10 - branches sont construites dans cet arbre, puis cette procédure est répétée pour chaque branche ainsi apparue. Le nombre de branches est donc multiplié par trois à chaque niveau, du moins tant que ce nombre de branches apparues reste inférieur à une limite M. Une telle limite du nombre de branches auto- risées, nettement inférieure au nombre de branches maximal possible pour un niveau d'arborescence déterminé, peut être en effet fixée, et l'est en général, afin de limiter la com- plexité du dispositif de mise en oeuvre du procédé. Dès que ce nombre M est dépassé même pour un niveau d'ordre inférieur à L, systématiquement on ne retient, dans la construction de l'arbre, qu'au maximum M branches, dites survivantes, les autres branches étant éliminées. Dans l'arbre de classification représenté sur la figure 2, à chaque niveau d'arborescence et à chacune des trois branches relatives aux trois groupes sont associés deux paramètres. Le premier est le vecteur de déplacement déjà dé- fini et noté sur la figure 2 selon son niveau d'arborescence 1 à L et selon le groupe possible (h, p, v pour le premier, le deuxième, et le troisième groupe respectivement): par exemple D(2,h), D(3,p), etc..... Le deuxième paramètre caractéristique de chaque branche est la distorsion cumulée, également notée selon le niveau et le groupe possible: par exemple dist(1,p), dist(3,v), etc.... On appelle distorsion cumulée la somme cumulée de l'erreur d'approximation du bloc courant et de celles des blocs précédents en nombre L. L'erreur d'approxima- tion pour un point est proportionnelle à la différence de lu- minosité entre ce point et son homologue dans l'image précé- dente, et est ici notée pour chaque point du bloc X, DFD (X,D), selon l'expression (5) o D désigne le vecteur de mou- vement associé à chaque branche. Pour le bloc courant, cette erreur d'approximation est égale à la somme des carrés des erreurs DFD sur tous les points du bloc. Sur l'arbre de la figure 2, les indications devecteur de mouvement et de dis- torsion cumulée n'ont pas été toutes reproduites, afin de ne - 11 - pas surcharger cette figure quand les branches deviennent nom- breuses. On a vu plus haut que Di+l, vecteur de déplace- ment du bloc courant X (X = point représentatif de ce bloc), était défini par l'une des relations (2),(3) ou (4) selon le groupe auquel ce bloc appartiendrait si la décision de classi- fication était immédiate. Pour les blocs du deuxième groupe, Di+1 est égal à Dih et la détermination est donc immé- diate. Pour les blocs du premier et du troisième groupe, il faut évaluer dDih et dDiv respectivement. Ces termes cor- rectifs de déplacement dD sont proportionnels au produit du gradient (ou variation spatiale) de luminosité du point homo- logue du point représentatif, compte tenu du déplacement dans l'image précédente, par l'erreur d'approximation (définie ci- dessus) de l'intensité lumineuse du point central représen- tatif du bloc, ce qu'exprime par exemple la relation (6). Dans cette relation, le gradient spatial de lumi- nosité en un point, exprimé sous forme vectorielle (gradient dans la direction horizontale, gradient dans la direction ver- ticale), opère sur la luminosité des points voisins P1, P2, P3, P4 du point homologue, noté X - DEPi, de l'image précé- dente. La figure 3 montre ces quatre points P1, P2, P3, Pi4 en- tourant le point X-DEPi, et le gradient spatial est donné par la relation (7). Dans le cas particulier de l'invention, ce gradient est, comme explicité dans la relation (8), la de- mi-somme de ceux calculés sur les images successives 2k et 2k+2 dans le voisinage du point X-D/2 pour l'image 2k et du point X+D/2 pour l'image 2k+2: dans cette relation (8), Grad(X-D/2, 2k) est relatif aux points Pl & P4 entourant le point X-D/2 sur l'image 2k et Grad(X+D/2, 2k+2) est relatif aux points P1 à P4 entourant le point X+D/2 sur l'image 2k+2. La procédure de construction de l'arbre est pour- suivie jusqu'au L-ième bloc en associant à chaque nouvelle branche de nouveaux paramètres D(.,.) et dist(.,.). Une déci- sion de type majoritaire est alors prise quant au groupe ef- fectif et au vecteur de déplacement effectif du bloc précédant *- 12 - le bloc courant considéré de L blocs. Cette décision à retardement est précédée, rappe- lons-le, de l'élimination de 3L-M branches, par élimination progressive (à chaque niveau compris entre 1 et L) de toutes celles qui sont excédentaires par rapport au nombre M, les branches survivantes étant celles de plus faible distorsion cumulée. Parmi les M branches survivantes à la fin de la cons- truction de l'arbre de classification (ou parmi les 3L branches si le nombre de niveaux est suffisamment faible pour que le nombre 3L ne soit pas trop élevé'et que l'élimination de branches ne soit pas réalisée), on examine à nouveau la distorsion cumulée attachée à chacune d'elles. On avait vu plus haut que l'objectif de l'estimation de mouvement était de déterminer pour chaque bloc de l'image 2k+1 un vecteur de mou- vement D permettant d'obtenir une approximation de l'image 2k+1 à partir de la demi-somme des images 2k et 2k+2. Cet ob- jectif peut être formulé différemment, en considérant que l'on veut associer à chaque bloc de l'image un paramètre D tel que l'expression (9) soit minimale. Dans tous les cas, la décision à retardement est prise de la manière suivante: étant main- tenant informé sur L blocs d'image supplémentaires, on examine les branches survivantes correspondantes et le premier bloc (précédant le bloc courant de L blocs) est classé dans le groupe de blocs auquel correspond le plus grand nombre de ces branches survivantes. Le vecteur de déplacement correspondant est alors considéré comme étant le vecteur de déplacement de ce premier bloc, et ainsi de suite. A partir du L-ième bloc dans le sens du balayage, le procédé permet la détermination, à l'arrivée de chaque nouveau bloc, d'un groupe (et d'un vec- teur de déplacement) qui correspond au bloc précédant ce nou- veau bloc de L blocs. Pour les L derniers blocs de l'image, on évite de prendre une telle décision majoritaire, et la sé- quence de classement minimisant la distorsion cumulée est re- tenue. La figure 4 montre un exemple de réalisation d'un - 13 - dispositif d'estimation et de compensation de mouvement per- mettant la mise en oeuvre de l'ensemble du procédé décrit pré- cédemment. L'image d'entrée, présente sur une connexion d'en- trée E sur laquelle se présentent des échantillons numériques (par exemple à une fréquence d'échantillonnage égale à 54 mé- gahertz dans le cas ici décrit d'une image vidéo), est envoyée vers trois mémoires d'image 10, 20, 30, placées en série pour assurer en permanence le stockage respectif de trois images successives, par exemple de rang 2k, 2k+1, 2k+2, de la sé- quence d'images. La sortie de la mémoire 10 de stockage de l'image 2k et celle de la mémoire 30 de stockage de l'image 2k+2 sont envoyées vers un estimateur récursif de déplacement effectuant les calculs des gradients et des termes de réac- tualisation dDih et dDiv. Cet estimateur 40 est composé de M étages iden- tiques 40-A à 40-M. Chacun de ces M étages comprend lui-même une cellule 40a de calcul du nouveau déplacement suivant le mode de récursion horizontale corrigée et une cellule 40b de calcul du nouveau déplacement suivant le mode de récursion verticale. En fait, la cellule 40b est identique pur chacun des M étages et est donc, de préférence, commune à ceux-ci. On ne décrira donc, sur la figure 5 qui représente l'estimateur , qu'une seule cellule 40i (i variant de 1 à M), avec un in- dice i pour tous les éléments de circuit la concernant, et la cellule 40b commune aux M étages, sans aucun indice pour les éléments la concernant. Sur cette figure 5, la cellule 40i représentée comprend donc un soustracteur 401i qui reçoit, sur son entrée par exemple positive, la sortie de la mémoire d'image 10 et, sur son entrée négative, la sortie de la mémoire d'image 30. Ce soustracteur délivre comme signal de sortie la différence de luminosité entre le point X représentatif du bloc courant. de l'image 2k+2 et le point homologue X-DEPi de l'image précédente 2k. Cesignal de sortie du soustracteur 401i est envoyé vers deux multiplieurs 402i et 412 qui en effectuent le produit par le gradient spatial de la luminosité au point - 14 - X-DEPi (le multiplieur 402i appartenant à la i-ième cellule i et le multiplieur 412 à la cellule 40b commune aux M étages). Ce gradient est lui-même délivré sous forme vectorielle (gradient dans la direction m, gradient dans la OS direction n) par un circuit de calcul de gradient 403i qui opère sur la luminosité des points voisins P1, P2, P3, P4. Le signal vectoriel de sortie des multiplieurs 402i et 412 est alors traité comme suit. Le signal de sortie du multiplieur 402i est reçu par un filtre récursif sans pon- dération permettant de mettre à jour le déplacement horizontal Dh. Ce filtre comprend un soustracteur 404i et un circuit de retard 405i qui est une mémoire de retard du vecteur Dh. Le circuit 405i reçoit la sortie du soustracteur 404i et la réin- troduit, retardée, sur l'entrée négative de ce soustracteur, dont la sortie délivre le nouveau vecteur de déplacement selon le mode de récursion horizontale corrigée. Le signal de sortie du multiplieur 412 est, lui, reçu par un additionneur 414 qui reçoit également la sortie d'un circuit 60 de retard d'une li- gne, au rôle précisé plus loin, et qui délivre le nouveau vec- teur de déplacement selon le mode de récursion verticale. Le dispositif d'estimation et de compensation de mouvement comprend enfin un circuit de décision à retardement , représenté sur la figure 6 dans un exemple préférentiel de réalisation. Ce circuit de décision comprend tout d'abord un circuit 500 d'évaluation de la demi-somme des luminosités des blocs correspondants X-DEPi et X+DEPi des images 2k et 2k+2 respectivement. La sortie de ce circuit 500 est reliée en parallèle d'une part, pour les branches correspondant au mode de récursion horizontale corrigée, aux M entrées respectives de M soustracteurs 501(1) à 501(M), d'autre part à l'entrée d'un autre soustracteur 502 (cas du mode de récursion verti- cale), et enfin, pour les branches correspondant au mode de récursion horizontale sans correction, aux M entrées respec- tives de M autres soustracteurs 50(1) à 50(M). Les nombres entre parenthèses (1 à M) désignent bien entendu les noeuds de l'arbre de classification. - 15 - Les valeurs ainsi obtenues selon les groupes sont élevées au carré dans (2M+1) circuits 511(1) à 511(M), 512, et 51(1) à 51(M) et moyennées pour tous les points du bloc, et les sorties de ces circuits sont envoyées vers 3M accumula- teurs permettant d'obtenir la somme des erreurs de classifica- tion pour tous les points d'image qui forment le bloc cou- rant. Les autres éléments du circuit de décision à retardement sont rigoureusement identiques à ceux décrits sur la figure de lademande de brevet FR-A-2590701 déjà citée et portent en conséquence les mêmes références numériques. On notera cepen- dant que le circuit 600 de sauvegarde et de mise à jour de l'arbre de classification délivre, pour chaque bloc (X-L) pré- cédant le bloc courant de L blocs, une information de groupe G(X-L) (c'est-à-dire l'indication du groupe dans lequel est classé en définitive ce bloc (X-L)) et une information de vec- teur de déplacement correspondant D(X-L), mais que, dans le cas décrit sur la figure 4, seule l'information de groupe est transmise,par le canal d'assistance numérique. Les vecteurs D(X-L) sont mémorisés dans le circuit 60 (circuit de retard d'une ligne) qui les renvoie à l'estimateur 40 après un retard d'une ligne. A la réception sont donc disponibles d'une part, en sortie du canal analogique 6, les signaux sous-échantillon- nés spatialement et temporellement dans les dispositifs 2 et 3 respectivement, et d'autre part, en sortie du canal d'assis- tance numérique 7, le groupe de-classification des blocs. Les signaux de sortie du canal analogique 6 sont reçus par le dis- positif de postfiltrage 8, dont les signaux de sortie sont à leur tour reçus d'une part par le dispositif d'estimation de mouvement 9 et d'autre part par le dispositif d'interpolation temporelle 1-2. La figure 7 montre un exemple de réalisation du dispositif d'estimation de mouvement 9 à la réception. Ce dis- positif 9 comprend d'abord deux mémoires d'image 91 et 92 pla- cées en série en sortie du dispositif de postfiltrage 8 et qui - 16 - stockent deux images successives transmises par le canal ana- logique. La sortie de chacune de ces mémoires 91 et 92 est fournie à un circuit 93 de calcul de déplacement qui reçoit d'une part ces deux sorties de mémoire mais également les vec- teurs de déplacement D1 du bloc précédent dans le sens du ba- layage et D2 du bloc spatialement voisin situé sur la ligne précédente, et qui est destiné à délivrer les trois valeurs de vecteur de déplacement correspondant aux trois modes de récur- sion (récursion horizontale corrigée, récursion horizontale sans correction, récursion verticale). Le circuit 93 de calcul de déplacement comprend à cet effet deux cellules 930 et 940 de même nature que celles prévues dans l'estimateur 40 à l'émission, en ce sens que la cellule 930 par exemple (ou 940) comprend un soustracteur 931 (941) qui reçoit sur une entrée la sortie d'une des mémoires 91 et 92 et sur l'autre la sortie de l'autre mémoire 92 ou 91, et dont la sortie est envoyée vers un multiplieur vectoriel 932 (942). Ce multiplieur vectoriel reçoit par ailleurs le signal vectoriel de sortie d'un circuit de calcul de gradient 933 (943) recevant lui aussi la sortie des mémoires d'image 91 et 92. Le signal vectoriel de sortie du multiplieur vectoriel 932 (942) est traité ensuite non plus comme dans l'estimateur par deux filtres récursifs sans pondération, mais par deux additionneurs 933 et 943 dont la deuxième entrée est précisée plus loin. Les trois valeurs de vecteur de déplacement cor- respondant aux trois modes de récursion possibles sont alors envoyées vers un multiplexeur 94 qui, en fonction du groupe G(X-L) transmis par le canal d'assistance numérique 7, sélec- tionne pour chaque bloc celui des vecteurs de déplacement qui correspond à ce groupe et l'envoie vers le dispositif d'inter- polation temporelle 12 qui effectue la demi-somme de deux images adjacentes en tenant compte des déplacements. Ce vec- teur de déplacement est, par'ailleurs, d'une part fourni à une mémoire de ligne 95 qui le renvoie retardé d'une ligne vers la - 17 - deuxième entrée de l'additionneur 943 de la cellule 940 de calcul de déplacementdu circuit 93, et d'autre part renvoyé directement vers la deuxième entrée de l'additionneur 933 de la cellule 930 de ce circuit 93. La cellule 930 délivre alors soit directement cette valeur de vecteur de déplacement, dans le cas du mode de récursion horizontale sans correction (le vecteur de déplacement est le même que celui du bloc précé- dent), soit cette valeur de vecteur de déplacement augmentée de dDih, dans le cas du mode de récursion horizontale cor- rigée. La cellule 940 délivre, dans le cas du mode de récur- sion verticale, la valeur renvoyée par la mémoire de ligne 95, augmentée de dDiv. Bien entendu, la présente invention n'est pas li- mitée à l'exemple de réalisation ci-desus décrit et représen- té, à partir duquel des compléments et variantes peuvent être proposés sans pour cela sortir du cadre de l'invention. On notera en particulier que l'invention concerne non seulement le dispositif d'estimation et de compensation de mouvement à l'émission qui vient d'être décrit, ainsi que le dispositif d'estimation et de compensation de mouvement à la réception qui lui correspond, mais encore un système de trans- mission d'images de télévision à haute définition incluant de tels dispositifs. Plus précisément, l'invention concerne un tel système lorsque celui-ci est destiné à la transmission de séquences d'images par l'intermédiaire d'un canal analogique à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre, en vue de l'adap- tation.de ces informations à la bande du canal. Une telle adaptation peut être réalisée essentiellement par une sup- pression spatiale ou par une suppression temporelle d'informa- tions, ce qui est réalisé, dans l'exemple de réalisation dé- crit, à l'aide des dispositifs de sous-échantillonnage spatial 2 et de sous-échantillonnage temporel 3. L'invention s'étend aussi à tout étage d'émission qui, dans un tel système de transmission, comporte la struc- ture décrite et comprend en particulier un dispositif - 18 - d'estimation et de compensation de mouvement conforme à la réalisation préférentielle proposée plus haut, ainsi qu'à tout étage de réception correspondant. Un tel étage de réception comprend, on l'a vu, entre les dispositifs de postfiltrage spatial 8 et d'interpolation temporelle 12, le dispositif d'estimation de mouvement 9 tel que décrit précédemment. Dans le système de transmission qui a été décrit. jusqu'à présent, la sortie du dispositif d'estimation et de compensation de mouvement est constituée par une information de groupe à transmettre à l'étage de réception par l'intermé- diaire du canal d'assistance numérique. Cet étage de réception comprend alors, bien entendu, le dispositif d'estimation de mouvement 9. Cependant, si l'on veut simplifier l'étage de ré- ception, on peut supprimer ce dispositif 9. En opérant ainsi, on réduit à la réception la sensibilité au bruit de trans- mission. L'information transmise par le canal d'assistance nu- mérique n'est plus alors le groupe de classification des blocs, mais le vecteur de déplacement finalement retenu pour chacun desdits blocs, et cette information de vecteur de dé- placement est envoyée directement sur le dispositif d'inter- polation temporelle 12. L'invention concerne donc et l'étage d'émission ainsi modifié, et l'étage de réception simplifié qui en résulte, et le système de transmission qui inclut de tels étages d'émission et de réception. Dans cette variante de réalisation, la quantité de données que doit transmettre le canal d'assistance numérique peut devenir supérieure au débit maximal de ce canal. Il est avantageux, alors, de prévoir un codage de ces vecteurs de mouvement à transmettre, en vue d'une réduction du débit. De nombreux circuits de codage à cette fin existent et ne seront donc pas décrits plus en détail ici. Le seul critère à retenir pour le choix de ce circuit est de parvenir à la compatibilité entre le débit nécessaire à la transmission des vecteurs de mouvement et la capacité du canal d'assistance numérique. - 19 - -ANNEXE- l) B(B(X-D/2, 2k) + B(X+D/2, 2k+2) (1) B(X, 2k+1): (2) Di+1 = Dih + dDih (3) Di+1 = Dih (4) Di+1 = Div + dDiv (5) DFD(X,D) = B(X,2k+1) - B(X,2k+1) (6) dDih = Grad(X,Dih) * DFD(X,Dih) 1 A-B] (7) Grad(X-DEPi) = - 2 -D (8) Grad(X,D) = [Grad(X-D/2, 2k) + Grad(X+D/2, 2k+2)] /2 (9) E [B(X, 2k+1) - B(X, 2k+1)]2 blocs - 20 - Revendications 1. Procédé d'estimation et de compensation de mou- vement dans une séquence d'images dans lequel, chaque image étant divisée en blocs de I x J points et la luminosité de chaque point de ces blocs étant exprimée de façon numérique, chacun de ces blocs est défini par deux coordonnées (m,n) in- diquant respectivement le rang de la ligne de l'image o se trouve le bloc et le rang du bloc sur cette m-ième ligne, ca- ractérisé en ce qu'il consiste à: (A) prévoir la sauvegarde de trois images succes- sives de la séquence d'images initiale, notées respectivement par leur rang 2k, 2k+1, 2k+2; (B) définir pour les blocs trois groupes de clas- sification en blocs estimés par récursion horizontale corri- gée, en blocs estimés par récursion horizontale non corrigée, et en blocs estimés par récursion verticale, groupes dans les- quels les blocs vont, avec un retard de L blocs, être classés au fur et à mesure du balayage de l'image, en examinant pour opérer ladite classification un nombre déterminé de séquences de groupes possibles pour les L blocs qui suivent le bloc cou- rant X considéré, le critère de cette classification étant la différence de luminosité entre deux images de la séquence d'images compte tenu du déplacement des blocs intervenu d'une image à l'autre; (C) construire un arbre de classification dont les trois branches observées à chaque noeud de ramification sont en nombre égal à celui des groupes possibles et dont les 3L branches observées de ce fait à chaque niveau successif 1 à L correspondent aux séquences de groupes possibles pour les L blocs successifs considérés; (D) associer à chaque branche de chaque niveau deux paramètres: (a) un premier paramètre dit vecteur de dé- placement, représentatif du déplacement éventuel du bloc cou- rant de l'image 2k+1 par rapport aux images précédente et sui- vante 2k et 2k+2 et calculé pour le point représentatif dudit - 21 - bloc à l'aide d'une méthode récursive d'estimation de dépla- cement; (b) un deuxième paramètre dit distorsion cu- mulée, représentatif de la somme cumulée de l'erreur d'appro- ximation du bloc courant et de celles des blocs précédents en nombre L, chaque erreur d'approximation étant rendue minimale en tenant compte de l'influence d'un déplacement estimé pour un bloc sur le déplacement estimé pour les L blocs suivants, et ladite influence n'étant éventuellement examinée, parmi les 3L branches possibles de l'arbre de classification, que pour M branches de plus faible distorsion cumulée dites survi- vantes, M étant un nombre limite inférieur au nombre maximal 3L de branches; (E) au terme de cette procédure portant sur L blocs successifs dans le sens du balayage, prendre une déci- sion de type majoritaire quant au groupe effectif du bloc si- tué par rapport au bloc courant L blocs plus tôt, ladite déci- sion étant prise en examinant les branches survivantes et en classant ledit bloc situé L blocs plus tôt dans le groupe au- quel correspond le plus grand nombre de ces branches survi- vantes, et ladite procédure de décision étant répétée à l'identique sauf pour les L derniers blocs pour lesquels on évite de prendre une décision majoritaire. 2. Dispositif d'estimation de mouvement dans une sé- quence d'images, prévu pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et caractérisé en ce qu'il comprend des première, deuxième et troisième mémoires d'image placées en série pour assurer en permanence le stockage respectif de trois images successives notées par exemple par leur rang 2k, 2k+1, 2k+2 dans la séquence d'images, et un estimateur récur- sif de déplacement recevant la sortie desdites première et troisième mémoires d'image pour actualiser à chaque extension de l'arbre de classification les vecteurs de déplacement rela- tifs aux noeuds de l'arbre et les envoyer vers un circuit de décision à retardement, ledit circuit de décision à retar- dement recevant d'une part ladite actualisation et d'autre - 22 - part les sorties desdites mémoires d'image et délivrant, pour chaque bloc précédant le bloc courant de L blocs, l'informa- tion du groupe dans lequel est finalement classé ce bloc pré- cédent et l'information du vecteur de déplacement corres- pondant. 3. Procédé d'estimation et de compensation de mou- vement selon la revendication l, caractérisé en ce que, le nombre L étant choisi égal à 0, il consiste à: (A) prévoir la sauvegarde de trois images succes- sives de la séquence d'images initiale, notées respectivement par leur rang 2k, 2k+1, 2k+2; (B) associer à chaque bloc deux paramètres: (a) un premier paramètre dit vecteur de dé- placement, représentatif du déplacement éventuel du bloc cou- rant de l'image 2k+1 par rapport aux images précédente et sui- vante 2k et 2k+2 et calculé pour le point représentatif dudit bloc; (b) un deuxième paramètre dit distorsion lo- cale, représentatif de l'erreur d'approximation du bloc cou- rant; (C) définir pour les blocs trois groupes de clas- sification en blocs estimés par récursion horizontale corri- gée, en blocs estimés par'récursion horizontale non corrigée, et en blocs estimés par récursion verticale, groupes dans les- quels les blocs vont être classés au fur et à mesure du ba- layage de l'image, en examinant pour opérer ladite classifi- cation, ladite erreur d'approximation, qui doit être rendue minimale; (D) au terme de cette procédure prendre après cet examen de la distorsion locale une décision quant au groupe effectif du bloc courant. 4. Dispositif d'estimation de mouvement dans une sé- quence d'images, prévu pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3 et caractérisé en ce qu'il comprend des première, deuxième et troisième mémoires d'image placées en - 23 - série pour assurer en permanence le stockage respectif de trois images successives notées par exemple par leur rang 2k, 2k+1, 2k+2 dans la séquence d'images, un estimateur de dépla- cement recevant la sortie desdites première et troisième mé- moires d'image pour actualiser pour chaque bloc le vecteur de déplacement, et un circuit de décision délivrant.pour chaque bloc l'information du groupe dans lequel est finalement classé ce bloc. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'estimateur récursif de déplacement comprend M étages identiques comprenant eux-mêmes chacun une cellule de calcul du nouveau déplacement suivant le mode de récursion horizontale corrigée et une cellule de calcul du nouveau dé- placement suivant le mode de récursion verticale. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de décision à retardement comprend: (A) un circuit d'évaluation de la demi-somme des luminosités des blocs correspondants X-DEPi et X + DEPi des images 2k et 2k+2 respectivement; (B) en parallèle sur la sortie de ce circuit, (2M+1) soustracteurs correspondant respectivement aux M bran- ches associées au mode de récursion horizontale corrigée, à la branche correspondant au mode de récursion verticale, et aux M branches correspondant au mode de récursion horizontale sans correction, suivis en série de (2M+1) circuits d'élévation au carré; (C) 3M additionneurs dont les signaux de sortie représentent les distorsions cumulées des branches de l'arbre de classification; (D) un circuit de tri desdits 3M signaux de sor- tie; (E) un circuit de sauvegarde et de mise à jour de l'arbre de classification. 7. Etage d'émission pour système de transmission d'images de télévision à haute définition par l'intermédiaire - 24 - d'un canal analogique à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à trans- mettre en vue de l'adaptation de celles-ci à ladite bande, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'estimation et de compensation de mouvement (5) selon l'une des revendica- tions 2, 5 et 6. 8. Système de transmission d'images de télévision à haute définition par l'intermédiaire d'un canal analogique à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre en vue de l'adap- tation de celles-ci à ladite bande, ce système comprenant au moins un étage d'émission et un étage de réception, lesdits étages d'émission et de réception comprenant eux-mêmes respec- tivement au moins un dispositif de sous-échantillonnage spa- tial et un dispositif de sous-échantillonnage temporel et au moins un dispositif de postfiltrage spatial et un dispositif d'interpolation temporelle, ledit système étant caractérisé en ce que l'étage d'émission comprend, en parallèle sur le dispo- sitif de sous-échantillonnage temporel, un dispositif d'esti- mation et de compensation de mouvement selon l'une des reven- dications 2, 5 et 6, dont la sortie, constituée par l'infor- mation du groupe dans lequel est finalement classé le bloc précédant le bloc courant de L blocs, est reliée à un canal dit d'assistance numérique assurant la transmission de ladite information de groupe. 9. - Etage de réception pour un système de transmission selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, en parallèle sur la liaison entre les dispositifs de postfiltrage spatial et d'interpolation temporelle, un dispositif d'esti- mation de mouvement également relié à la sortie dudit canal d'assistance numérique, ledit dispositif d'estimation de mou- vement comprenant lui-même des première et deuxième mémoires d'image placées en série en sortie du dispositif de post- filtrage spatial, un circuit\de calcul de déplacement recevant les sorties de chacune des deux mémoires d'image et destiné à - 25 - délivrer les trois vecteurs de déplacement correspondant res- pectivement aux premier, deuxième et troisième modes de récur- sion dit de récursion horizontale corrigée, de récursion hori- zontale sans correction et de récursion verticale, et un mul- tiplexeur ou circuit d'aiguillage destiné à sélectionner pour chaque bloc celui des vecteurs de déplacement qui correspond à l'information de sortie du canal d'assistance numérique et à envoyer ledit vecteur vers le dispositif d'interpolation tem- porelle. 10. Système de transmission d'images de télévision à haute définition par l'intermédiaire d'un canal analogique à bande passante limitée impliquant un traitement de réduction de la quantité d'informations à transmettre en vue de l'adap- tation de celles-ci à ladite bande, ce système comprenant au moins un étage d'émission et un étage de réception, lesdits étages d'émission et de réception comprenant eux-mêmes respec- tivement au moins un dispositif de sous-échantillonnage spa- tial et un dispositif de sous-échantillonnage temporel et au moins un dispositif de postfiltrage spatial et un dispositif d'interpolation temporelle, ledit système étant caractérisé en ce que l'étage d'émission comprend, en parallèle sur le dispo- sitif de sous-échantillonnage temporel, un dispositif d'esti- mation et de compensation de mouvement selon l'une des reven- dications 2, 5 et 6, dont la sortie, constituée par l'infor- mation dudit vecteur de déplacement finalement retenu après décision, est reliée à un canal dit d'assistance numérique assurant la transmission de ladite information de vecteur de déplacement. 11. Système de transmission selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un circuit de codage en vue d'une réduction du débit des données constituant l'information à transmettre est inséré dans l'étage d'émission, entre la sortie dudit dispositif d'estimation et de compensation de mouvement et l'entrée du canal d'assistance numérique. 12. Etage de réception pour un système de transmission - 26 - selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le dispositif d'interpolation temporelle reçoit directement l'information de sortie du canal d'assistance numérique, constituée par le vecteur de déplacement finalement retenu.