Audio Vidéo MPEG
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
2- Les standards MPEG MPEG 1 1992 Faible débit, qualité «VHS» analogique, VCD, DV-I MPEG 2 1994 Application de télédiffusion (broadcast) et application DVD MPEG 4 1999 Compression basée objets audio, vidéo, description de scènes MPEG 7 2001 Description des contenus audiovisuels (essence, métadonnées) MPEG 21 2002 Description des ressources et droits associés Quels standards décrivent les outils de compression audio et vidéo?
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?
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- 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 1024 768? GL
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
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
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?
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.
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
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
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
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»??
video 13- MPEG-4 audio audio ISO/IEC 14496-3 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? www.cs.berkeley.edu/~johnw
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 65536 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?
MPEG Fin Merci de votre attention,