Audio Vidéo MPEG.

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1 Audio Vidéo MPEG

2 1- Objectif, introduction Comprendre les principes et l environnement de développement de MPEG Les standards MPEG Constitutions de MPEG 1, 2, 4 (part) Les bases de la compression MPEG-2 Les outils de compression MPEG-4 Vidéo et audio Flux de transport Ressources

3 2- Les standards MPEG MPEG Faible débit, qualité «VHS» analogique, VCD, DV-I MPEG Application de télédiffusion (broadcast) et application DVD MPEG Compression basée objets audio, vidéo, description de scènes MPEG Description des contenus audiovisuels (essence, métadonnées) MPEG Description des ressources et droits associés Quels standards décrivent les outils de compression audio et vidéo?

4 3- MPEG-1 Quelques caractéristiques de MPEG 1 Compression / codage des images animées et sons associés L image entrelacée est codée une trame sur deux Le débit est inférieur ou égal à 1,5 Mbit/s. Le débit est comparable à celui obtenu en lecture d un CD-DA (Audio). Utilisé pour le CD Vidéo Décrit les couches I, II et III pour la compression audio MPEG 1 décrit également le flux audio vidéo Quelles applications sont basées sur le standard MPEG 1?

5 4- MPEG-2 (Part 1 à 10) Le codage générique des images animées et sons associés Part-1 : Description système, combinaison les données AV en flux Part-2 : Compression vidéo, outils de compression améliorés /MPEG-1 Part-3 : Compression audio, supporte le multicanal Part-6 : Management des flux de transport MPEG-1 et MPEG-2 Part-7 : AAC (advanced audio coding) Part-9 : RTI (real time interface) pour décodage du flux de transport MPEG 2 optimise la qualité par rapport au débit MPEG 2 décrit également le flux de transport (transport stream) audio vidéo Quelles applications audiovisuelles sont basées sur le standard MPEG 2?

6 6- Base de la compression MPEG-2 Hiérarchisation des éléments de l image Séquence vidéo Groupe d images GOP Bloc Image Slice (tranche) Macrobloc 8 pixels 8 pixels Y R-Y B-Y Calculer le nombre de blocs correspondant à une image ? GL

7 6- Base de la compression MPEG-2 Codage des images d un GOP (Group Of Pictures) GOP Image codée individuellement = image intra (I) Image codée par rapport à l image intra et à l image prédite = image bidirectionnelle (B) Image codée Par rapport à l image intra = image prédite (P) Quel intérêt y-a-t-il à coder des images prédites et bidirectionnelles? GL

8 6- Base de la compression MPEG-2 Compression spatiale et compression temporelle Blocs identiques ou quasi identiques Il n est pas nécessaire de réécrire tous les codes (compression spatiale) Zoom avant ou déplacement du personnage Des vecteurs de mouvement déterminent le déplacement des blocs identiques à ceux de la première image (compression temporelle) Comment sont traités les blocs ou les différences apparaissant dans la seconde image? GL

9 7- Résumé des techniques MPEG-2 vidéo Pre-processing - Détermination des éléments d image non perçu en vision normale Compression spatiale - Conversion des blocs par DCT (Discrete Cosine Transform) Compensation de mouvement - Codage des vecteurs de mouvement - Codage des différences de blocs Quantification - Contrôle des coefficients de compression - Codage anthropique En quoi consiste la conversion DCT?

10 8- Artefacts de compression vidéo Saccades (jerkiness) - Dues à des taux de compression élevés, à la répétition d images - Des saccades partielles peuvent être la conséquence des blocs Bloc (blockiness) - La DCT appliquée aux différents blocs peut être à l origine de lignes dans l image - Des erreurs de transmission peuvent être à l origine de blocs mal décodés Flou (bluriness) - Les détails et les transitions (bords d un élément) disparaissent Bruit (noise) - Représente des distorsions de hautes fréquences - Est principalement dû à des problèmes liés aux matériels Que désigne le terme «artefacts»? Citer et analyser des exemples où on observe des artefacts dans l image.

11 9- Ecosystème MPEG-4 Stratification des contenus, qualité variable selon média Production Stockage Reproduction Vidéo Audio Animation DVD Blu-ray Disc AVCHD Image 2D Image 3D Interactivité Scène Encodage MPEG-4 DVB-T/S/C TV mobile IP Texte Transmission Quelles applications audiovisuelles sont basées sur le standard MPEG 4? GL

12 10- Principe de base MPEG-4 Codage orienté objet AV Opérateur n re-pla Objet è i r r A Objet Compression Vidéo Compression Vidéo Objet Compression Vidéo Objet Compression Audio Multiplexage, formatage Scène audiovisuelle Qualité de service Flux de transport Description de la scène, script Comment (par rapport à quoi) est déterminé le flux de transport? GL

13 11- Organisation MPEG-4 Système ouvert, peut être mis à niveau AVC (part 10) Vidéo (part 2) Audio (part 3) Système (part 1) Conformité (part 4) Logiciel de Référence (part 5) Part-1 : décodeur, Interface DMIF (part 6) MPEG-4 sur IP (part 8) Part-6 : DMIF (delivery multimedia integration framework), management du flux en fonction du média Sur quel standard repose le flux de transport (transport stream)? GL

14 12- MPEG-4 en résumé Stratification des contenus, codage orienté objet AV Part-1 : description système Part-2 : compression vidéo (objet naturel ou de synthèse) Part-3 : compression audio (objet naturel ou de synthèse) Part-6 : DMIF (delivery multimedia integration framework), management du flux en fonction du média Part-8 : Conformance on IP Part-10 : AVC (advanced video coding) MPEG 4 supporte la qualité variable (/média), le débit réduit, l interactivité MPEG 4 utilise le flux de transport (transport stream) décrit par MPEG-2 Qu appelle-t-on «conformance on IP»??

15 video 13- MPEG-4 audio audio ISO/IEC sec5 system Natural coding Synthetic coding AAC T/F CELP Parametric SA TTS AAC : Advanced Audio Coding ; successeur de MP3 T/F :Time-Frequency Coding ;débit modéré et qualité réduite CELP : Code Excited Linear Prediction ; bas débit, efficace pour le codage de la parole Parametric coders ; très bas débit, efficace pour le codage de la parole SA : Structured Audio; décodage faisant appel à des outils de synthèse TTS :Text-to-Speech ; control phonérique et syntaxique de la parole Quel intérêt peut-il y avoir à utiliser un codage / décodage synthétique?

16 14- Flux de transport Principe du découpage en paquets (Elementary Stream ES) - Données de contrôle + données vidéo + données audio + données de service Encapsulation du flux élémentaire (Packetized ES ou PES) - Chaque paquet comporte 6 octets d en-tête (header) et jusqu à octets de données Transport Stream MPEG - Chaque paquet PES est divisé en blocs de taille fixe - Chaque bloc est encapsulé avec une en-tête (header) Header Payload (184 octets) 188 octets Synchro 8b Transp err 1b Start 1b Priority 1b PID 13b Quels sont les rôles des éléments de l en-tête?

17 MPEG Fin Merci de votre attention,