FR2790168A1 - Dispositif et procede de transformation de signal numerique - Google Patents

Abstract

L'invention propose un filtrage en treillis de signal numérique.Le signal est traité par blocs successifs d'échantillons (BE1, BE2), en ne prenant en compte, dans un bloc considéré, que les échantillons du bloc.Deux blocs consécutifs (BE1, BE2) se chevauchent sur un nombre prédéterminé d'échantillons d'origine.La limite de début, respectivement de fin, d'un bloc est formée entre un échantillon d'origine et un échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un suivant, calculé en fonction du précédent, ayant un rang égal ou supérieur, respectivement égal ou inférieur, au précédent.Il n'existe pas d'échantillon de compatibilité ayant un rang strictement inférieur au rang de l'échantillon sur la limite de début du bloc suivant et sur la même ligne que l'échantillon de compatibilité, et un rang strictement supérieur au rang de l'échantillon sur la limite de fin du bloc considéré et sur la même ligne que l'échantillon de compatibilité.

Description

La présente invention concerne le filtrage de signal numérique, tel que la

transformation de signal numérique en signaux de sous-bandes de fréquence. De nombreux procédés et dispositifs de filtrage numérique sont connus. On envisage ici, à titre d'exemple, des filtrages d'analyse et des

filtrages correspondants de synthèse de signal numérique.

Ces filtrages sont généralement des sous-ensembles intégrés dans les ensembles de codage et/ou de décodage. Ils nécessitent souvent une grande place en mémoire vive ou en mémoire tampon, pour stocker les

données en cours de traitement.

Or, en pratique, la taille des moyens de mémoire est souvent inférieure à la taille qui serait nécessaire pour stocker l'intégralité d'un

ensemble de données, par exemple d'une image numérique.

La présente invention fournit un procédé et un dispositif de transformation de signal numérique qui optimise l'occupation en mémoire

tampon des données en cours de traitement.

A cette fin, l'invention propose un procédé de filtrage d'analyse de signal numérique d'origine comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, des échantillons d'origine du signal numérique étant transformés par des étapes successives de calcul en des échantillons de sortie de haute et basse fréquence, un échantillon quelconque calculé à une étape donnée étant calculé par une fonction prédéterminée d'échantillons d'origine, et/ou d'échantillons précédemment calculés, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce que: - le signal est traité par premiers blocs d'entrée successifs d'échantillons, les calculs effectués sur un premier bloc d'entrée considéré ne prenant en compte que les échantillons d'origine ou calculés appartenant au premier bloc d'entrée considéré, - le premier bloc d'entrée considéré et le premier bloc d'entrée suivant se chevauchent sur un nombre prédéterminé d'échantillons d'origine, - la limite de début du premier bloc d'entrée considéré est formée entre un premier échantillon d'origine et un premier échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou supérieur à l'échantillon précédent, - la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré est formée entre un second échantillon d'origine et un second échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou inférieur à l'échantillon précédent, - la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré et la limite de début du premier bloc d'entrée suivant sont telles qu'il n'existe pas d'échantillon de compatibilité ayant un rang strictement inférieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de début du premier bloc d'entrée suivant et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité, et à la fois un rang strictement supérieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de fin du premier bloc d'entrée

considéré et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité.

Grâce à l'invention, I'occupation en mémoire tampon des données en cours de traitement est optimisée. Ainsi, des filtrages complexes peuvent être intégrés dans de nombreux appareils, sans que ceux-ci ne nécessitent des

mémoires très grandes.

En outre, les inventeurs ont constaté que l'invention limite les dégradations dans le signal reconstruit. En effet, le fait de couper le signal à traiter pour le filtrer, puis de lui appliquer d'autres traitements, tels que quantification ou codage entropique, provoque des discontinuités dans le signal qui est reconstruit ultérieurement. Ces discontinuités sont supprimées grâce à l'invention. Selon une caractéristique préférée, des premiers blocs de sortie adjacents sont formés, chaque premier bloc de sortie correspondant respectivement à un premier bloc d'entrée, la frontière entre deux premiers blocs de sortie étant située entre un troisième et un quatrième échantillons de sortie, le troisième échantillon de sortie ayant un rang inférieur à celui du quatrième échantillon de sortie, les troisième et quatrième échantillons étant consécutifs et choisis de sorte que: - tous les échantillons qui ont un rang inférieur ou égal au troisième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés dans l'un des premiers blocs d'entrée, - tous les échantillons qui ont un rang supérieur ou égal au quatrième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés

dans un autre des premiers blocs d'entrée.

Selon une autre caractéristique préférée, deux premiers blocs d'entrée successifs se chevauchent sur un seul échantillon d'origine. Ainsi, l'occupation en mémoire des données en cours de traitement est minimale, puisque le recouvrement entre blocs est minimal. De préférence, cet échantillon d'origine a le même rang qu'un échantillon de sortie de basse fréquence. Ainsi,

les distorsions dans le signal reconstruit sont minimales.

L'invention propose aussi un procédé de codage de signal numérique comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, le codage comportant: - un filtrage d'analyse effectué selon le procédé tel que précédemment décrit, pour former des échantillons filtrés, - une quantification des échantillons précédemment filtrés, et

- un codage entropique des échantillons précédemment quantifiés.

Le procédé de codage selon l'invention présente les mêmes

avantages que le procédé de filtrage précédemment exposé.

L'invention concerne aussi un procédé de filtrage de synthèse de signal numérique comportant des échantillons entrelacés de haute et basse fréquence obtenus par application du procédé de filtrage d'analyse selon l'invention à un signal numérique d'origine comportant des échantillons représentatifs de grandeurs physiques, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce que - le signal est traité par seconds blocs d'entrée successifs d'échantillons, les calculs effectués sur un second bloc d'entrée donné ne prenant en compte que les échantillons appartenant au bloc d'entrée donné, - les seconds blocs d'entrée sont formés de sorte que les calculs sont adaptés aux limites des seconds blocs d'entrée en correspondance avec

les calculs effectués à l'analyse.

Selon une caractéristique préférée, le procédé de filtrage de synthèse est tel que des seconds blocs de sortie adjacents sont formés, un second bloc de sortie quelconque comporte des échantillons ayant les mêmes rangs que les échantillons d'un premier bloc de sortie utilisé lors du filtrage

d'analyse.

L'invention concerne encore un procédé de décodage de signal numérique codé selon le procédé de codage précédent, comportant: - un décodage entropique d'échantillons codés du signal numérique codé, - une déquantification des échantillons précédemment décodés, - un filtrage de synthèse des échantillons précédemment

déquantifiés, effectué selon le procédé précédent.

Le procédé de filtrage de synthèse et de décodage présentent des

avantages analogues à ceux précédemment exposés.

Selon des caractéristiques préférées, le signal numérique est un signal d'image et les échantillons d'origine sont des lignes ou des colonnes de l'image. L'invention s'applique avantageusement à un signal d'image, qui nécessite généralement une grande place mémoire. Cette place mémoire est

réduite grâce à l'invention.

Corrélativement, I'invention propose des dispositifs de filtrage d'analyse, de filtrage de synthèse, de codage et de décodage intégrant respectivement le filtrage d'analyse et de synthèse, qui comportent des moyens

de mise en oeuvre des caractéristiques précédemment exposées.

L'invention concerne aussi un appareil numérique incluant le

dispositif précédent ou des moyens de mise en oeuvre du procédé précédent.

Les avantages du dispositif et de l'appareil numérique sont identiques à ceux

précédemment exposés.

Un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible,

mémorise un programme mettant en oeuvre le procédé de filtrage.

Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture d'un mode préféré de réalisation illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 représente de manière schématique un dispositif de traitement de données selon l'invention, - la figure 2 représente de manière schématique un autre dispositif de traitement de données selon l'invention, - la figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif de traitement de données selon l'invention, la figure 4 représente un mode de réalisation de circuit de transformation inclus dans le dispositif de traitement de données de la figure 1, - la figure 5 est une image à coder selon l'invention, - la figure 6 est une image transformée selon l'invention, - la figure 7 est un treillis représentant le fonctionnement d'un circuit de transformation selon l'invention, - la figure 8 est un treillis représentant le fonctionnement du circuit de transformation inverse de celui de la figure 7, - la figure 9 est un treillis représentant le fonctionnement d'un circuit de transformation selon l'invention, - la figure 10 est un treillis représentant le fonctionnement du circuit de transformation inverse de celui de la figure 9, - la figure 11 est un treillis représentant le fonctionnement d'un circuit de transformation selon l'invention, - la figure 12 est un algorithme de codage selon la présente invention, - la figure 13 est un algorithme de décodage selon la présente

invention.

Selon un mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1, un dispositif de traitement de données selon l'invention est un dispositif 2 de codage de données qui comporte une entrée 24 à laquelle est reliée une source

1 de données non codées.

La source 1 comporte par exemple un moyen de mémoire, telle que mémoire vive, disque dur, disquette, disque compact, pour mémoriser des données non codées, ce moyen de mémoire étant associé à un moyen de lecture approprié pour y lire les données. Un moyen pour enregistrer les

données dans le moyen de mémoire peut également être prévu.

On considérera plus particulièrement dans la suite que les données à

coder sont une suite d'échantillons numériques représentant une image IM.

La source 1 fournit un signal numérique d'image SI à l'entrée du circuit de codage 2. Le signal d'image SI est une suite de mots numériques, par exemple des octets. Chaque valeur d'octet représente un pixel de l'image IM, ici à 256 niveaux de gris, ou image noir et blanc. L'image peut être une image multispectrale, par exemple une image en couleur ayant des composantes dans trois bandes de fréquence, de type rouge-vert- bleu ou luminance et chrominance. Chaque bande est alors traitée de manière analogue à l'image

monospectrale.

Des moyens 3 utilisateurs de données codées sont reliés en sortie

du dispositif de codage 2.

Les moyens utilisateurs 3 comportent par exemple des moyens de mémorisation de données codées, et/ou des moyens de transmission des

données codées.

Le dispositif de codage 2 comporte classiquement, à partir de l'entrée 24, un circuit de transformation 21, plus particulièrement concerné par la présente invention, et dont plusieurs exemples de réalisation seront détaillés dans la suite. Les transformations envisagées ici sont des décompositions en des signaux de sous-bandes de fréquence du signal de données, de manière à

effectuer une analyse du signal.

Le circuit de transformation 21 est relié à un circuit de quantification 22. Le circuit de quantification met en oeuvre une quantification connue en soi, par exemple une quantification scalaire, ou une quantification vectorielle, des échantillons, ou de groupes d'échantillons, des signaux de sous-bandes de

fréquence fournis par le circuit 21.

Le circuit 22 est relié à un circuit 23 de codage entropique, qui effectue un codage entropique, par exemple un codage de Huffman, ou un

codage arithmétique, des données quantifiées par le circuit 22.

La figure 2 représente un autre dispositif de traitement de données selon l'invention, sous la forme d'un dispositif 5 de décodage de données

codées par le dispositif 2.

Des moyens 4 utilisateurs de données codées sont reliés en entrée 54 du dispositif de décodage 5. Les moyens 4 comportent par exemple des moyens de mémoire de données codées, et/ou des moyens de réception des données codées qui sont adaptés à recevoir les données codées transmises

par les moyens de transmission 3.

Des moyens 6 utilisateurs de données décodées sont reliés en sortie du dispositif de décodage 5. Les moyens utilisateurs 6 sont par exemple des moyens de visualisation d'images, ou des moyens de restitution de sons, en

fonction de la nature des données traitées.

Le dispositif de décodage 5 effectue globalement des opérations inverses de celles du dispositif de codage 2. Le dispositif 5 comporte un circuit de décodage entropique 51, qui effectue un décodage entropique correspondant au codage du circuit 23. Le circuit 51 est relié à un circuit de déquantification 52, correspondant au circuit de quantification 22. Le circuit 52 est relié à un circuit de transformation inverse 53, correspondant au circuit de transformation 21. Le circuit de transformation inverse 53 est plus particulièrement concerné par la présente invention. Plusieurs exemples de réalisation seront détaillés dans la suite. Les transformations envisagées ici

réalisent une synthèse du signal numérique, à partie de signaux de sous-

bandes de fréquence.

Le dispositif de codage et/ou le dispositif de décodage peuvent être intégrés dans un appareil numérique, tel qu'un ordinateur, une imprimante, un télécopieur, un scanner ou un appareil photographique numérique, par

exemple.

Le dispositif de codage et le dispositif de décodage peuvent être intégrés dans un même appareil numérique, par exemple un appareil photographique numérique. Dans ce cas, le dispositif de traitement de données réalise le codage et le décodage des données de manière combinée, comme

exposé dans la suite.

En référence à la figure 3, est décrit un exemple de dispositif 10 mettant en ceuvre l'invention. Ce dispositif est adapté à transformer un signal numérique, et selon les exemples développés dans la suite, à l'analyser, ou à le synthétiser. Le dispositif 10 est ici un micro- ordinateur comportant un bus de communication 101 auquel sont reliés: - une unité centrale 100, - une mémoire morte 102, - une mémoire vive 103, - un écran 104, - un clavier 114, - un disque dur 108, - un lecteur de disquette 109 adapté à recevoir une disquette 110, - une interface 112 de communication avec un réseau de communication 113,

- une carte d'entré/sortie 106 reliée à un microphone 111.

Le disque dur 108 mémorise les programmes mettant en oeuvre l'invention, et qui seront décrits dans la suite, ainsi que les données à coder et les données codées selon l'invention. Ces programmes peuvent aussi être lus sur la disquette 110, ou reçu via le réseau de communication 113, ou encore

mémorisé en mémoire morte 102.

De manière plus générale, les programmes selon la présente invention sont mémorisés dans un moyen de stockage. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une disquette ou un CD- ROM (disque

compact à mémoire figée).

Lors de la mise sous tension du dispositif, les programmes selon la présente invention sont transférés dans la mémoire vive 103 qui contient alors le code exécutable de l'invention et des registres contenant les variables nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. La mémoire vive inclut une

mémoire tampon.

Le dispositif 10 peut recevoir des données à coder depuis un dispositif périphérique 107, tel qu'un appareil photographique numérique, ou un

scanner, ou tout autre moyen d'acquisition ou de stockage de données.

Le dispositif 10 peut également recevoir des données à coder depuis un dispositif distant, via le réseau de communication 113, et transmettre des données codées vers un dispositif distant, toujours via le réseau de

communication 113.

Le dispositif 10 peut aussi recevoir des données à coder depuis le

microphone 111. Ces données sont alors un signal de son.

L'écran 104 permet à un utilisateur notamment de visualiser les

données à coder, et sert, avec le clavier 114, d'interface utilisateur.

En référence à la figure 4, le circuit de transformation 21, ou circuit d'analyse, est un circuit de décomposition dyadique à deux niveaux. Le circuit 21 est, dans ce mode de réalisation, un ensemble classique de filtres, respectivement associés à des décimateurs par deux, qui filtrent le signal d'image selon deux directions, en des signaux de sous- bandes de hautes et basses fréquences spatiales. La relation entre un filtre passe-haut et un filtre passe-bas est déterminée par les conditions de reconstruction parfaite du signal. Différents exemples de filtres vont être envisagés dans la suite. Il est à noter que les filtres de décomposition verticale et horizontale ne sont pas forcément identiques, bien qu'en pratique ce soit généralement le cas. Le circuit 21 comporte ici deux blocs successifs d'analyse pour décomposer l'image IM

en des signaux de sous-bandes selon deux niveaux de résolution.

De manière générale, la résolution d'un signal est le nombre d'échantillons par unité de longueur utilisés pour représenter ce signal. Dans le cas d'un signal d'image, la résolution d'un signal de sous- bande est liée au nombre d'échantillons par unité de longueur utilisés pour représenter ce signal de sous-bande horizontalement et verticalement. La résolution dépend du nombre de décimations effectuées, du facteur de décimation et de la résolution

de l'image initiale.

Le premier bloc d'analyse reçoit le signal numérique d'image SI et l'applique à deux filtres numériques respectivement passe-bas et passehaut 210 et 220 qui filtrent le signal d'image selon une première direction, par exemple horizontale dans le cas d'un signal d'image. Après passage par des décimateurs par deux D210 et D220, les signaux filtrés résultant sont respectivement appliqués à deux filtres passe-bas 230 et 250, et passe-haut 240 et 260, qui les filtrent selon une seconde direction, par exemple verticale dans le cas d'un signal d'image. Chaque signal filtré résultant passe par un décimateur par deux respectif D230, D240, D250 et D260. Le premier bloc délivre en sortie quatre signaux de sous-bandes LL, LH1, HL, et HH1 de

résolution RES, la plus élevée dans la décomposition.

Le signal de sous-bande LL, comporte les composantes, ou

échantillons, de basse fréquence, selon les deux directions, du signal d'image.

Le signal de sous-bande LH, comporte les composantes de basse fréquence selon une première direction et de haute fréquence selon une seconde direction, du signal d'image. Le signal de sous-bande HL, comporte les composantes de haute fréquence selon la première direction et les composantes de basse fréquence selon la seconde direction. Enfin, le signal de sous-bande HH1 comporte les composantes de haute fréquence selon les deux directions. Chaque signal de sous-bande est un ensemble d'échantillons réels construit à partir de l'image d'origine, qui contient de l'information correspondant à une orientation respectivement verticale, horizontale et diagonale des contours de l'image, dans une bande de fréquence donnée. Chaque signal de

sous-bande peut être assimilé à une image.

Le signal de sous-bande LL, est analysé par un bloc d'analyse analogue au précédent pour fournir quatre signaux de sous-bandes LL2, LH2,

HL2 et HH2 de niveau de résolution RES2.

Chacun des signaux de sous-bandes de résolution RES2 correspond

également à une orientation dans l'image.

Une image numérique IM en sortie de la source d'image 1 est représentée de manière schématique à la figure 5, tandis que la figure 6 représente l'image IMD résultant de la décomposition de l'image IM, en sept sous-bandes selon deux niveaux de résolution, par le circuit 21. L'image IMD comporte autant d'information que l'image d'origine IM, mais l'information est

fréquentiellement découpée selon deux niveaux de résolution.

Bien entendu, le nombre de niveaux de résolution, et par conséquent de sous-bandes, peut être choisi différemment, par exemple 10 sous-bandes sur trois niveaux de résolution, ou 13 sous-bandes sur quatre niveaux de résolution, pour un signal bi-dimensionnel tel qu'une image. Le nombre de sous-bandes par niveau de résolution peut également être différent. En outre, la décomposition peut ne pas être dyadique. Les circuits d'analyse et de synthèse

sont adaptés à la dimension du signal traité.

A la figure 6, les échantillons issus de la transformation sont rangés sous-bande par sous-bande. Cependant, l'image IMD peut être représentée de manière équivalente selon un mode dit entrelacé, dans lequel les échantillons des différents signaux de sous-bandes sont regroupés selon leur origine spatiale dans l'image. Cette représentation présente l'avantage que les échantillons de l'image transformée peuvent être calculés sur place, c'est-à-dire qu'un échantillon calculé est stocké en mémoire à la place d'un échantillon ayant servi à son calcul. Il est à noter que le calcul sur place n'est pas essentiel

pour la présente invention.

Dans la suite, on s'intéressera aux représentations entrelacées. Les circuits de transformation permettant d'obtenir une représentation entrelacée

sont représentés sous forme de treillis.

La figure 7 est un treillis représentant le fonctionnement d'un circuit de transformation qui effectue une analyse (décomposition dyadique) de signal numérique selon trois niveaux de résolution, en une dimension. Le circuit de

transformation comporte deux filtres associés H0 et Hi, respectivement passe-

bas et passe-haut.

Une portion du signal à transformer, ici dix-sept échantillons, a été

représentée. Il est à noter que chaque échantillon de signal à transformer peut-

être un échantillon ou peut être une suite d'échantillons. Selon un exemple, chaque échantillon est une ligne d'une image numérique. Le filtrage réalisé par treillis est alors un filtrage vertical de l'image. En variante, de manière équivalente, les échantillons sont les colonnes de l'image et le filtrage est un

filtrage horizontal de l'image.

Le circuit de transformation comporte deux filtres associés H0 et H1, respectivement passe-bas et passe-haut. Les filtres choisis sont les filtres 5/3, qui peuvent être représentés par leurs échantillons: Ho =[- 1 2 6 2 -1]/8

H1 =[-1 2 -1]/2

Selon la méthode dite de "lifting" de Sweldens, le filtre de basse fréquence Ho peut être exprimé en fonction du filtre de haute fréquence H1, selon une relation de type: Ho = [ 0 0 1 0 0] +.[ 1 0 1]*H1 o ax est un coefficient multiplicatif, égal à 0,25 pour un filtre 5/3, et "*" représente l'opération de convolution. Ce type de décomposition est dit

réversible.

En conséquence, les échantillons basse fréquence sont calculés à

partir des échantillons haute fréquence et des échantillons du signal d'origine.

Dans la suite, on note: - x2i-1, x2i, x2i+1,... les échantillons du signal à transformer, o i est un entier. - Y2-1, Y2i, Y2i+1,... les échantillons obtenus par transformation. Les échantillons d'indices pairs sont ici les échantillons basse fréquence, et les

échantillons d'indices impairs sont les échantillons haute fréquence.

L'indice d'un échantillon représente son rang dans la suite ordonnée

formant le signal.

Les calculs effectués dans le circuit de transformation sont des calculs sur place, c'est-à-dire qu'un échantillon calculé, de rang donné, est mémorisé à la place d'un autre échantillon de même rang ayant servi à son calcul. En outre, les échantillons du signal à transformer sont traités de

manière ordonnée, par rang croissant.

La première ligne L10 du treillis comporte les échantillons à filtrer {.. .

x2i, x2i+1,....}, o le rang des échantillons varie par pas de un. Ces échantillons sont mémorisés en mémoire tampon 103 au fur et à mesure de leur utilité pour

le filtrage.

La deuxième ligne Ll1 du treillis comporte les échantillons haute fréquence de premier niveau de résolution {.... t2i-1, t2i+l,...}, o le rang des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule t2i+ l = x2i+1 - 0,5.(x2i + X2i+2) Après son calcul, l'échantillon t2i+1 est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon de même rang dans le signal d'origine.

La troisième ligne L12 du treillis comporte les échantillons basse fréquence de premier niveau de résolution {..., t2i2, t2i,...}, o le rang des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule

t2i = X2i + 0,25.(t2i+1 + t2i-1) -

Après son calcul, l'échantillon t2i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon de même rang dans le signal d'origine.

La quatrième ligne L13 du treillis comporte les échantillons haute fréquence de deuxième niveau de résolution {..., v2i-2, v2i+2,...}, o le rang des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule: v2i-2 = t2i-2 - 0,5.(t2i +t2i-4) Après son calcul, l'échantillon v2i-2 est mémorisé en mémoire tampon, à la place de l'échantillon basse fréquence de premier niveau de même rang. La cinquième ligne L14 du treillis comporte les échantillons basse fréquence de deuxième niveau de résolution {..., v2i4, v2i,...}, o le rang des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule V2i = t2i + 0,25.(V2i-2 + V2i+2) Après son calcul, l'échantillon v2, est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon basse fréquence de premier niveau de même rang.

La sixième ligne L15 du treillis comporte les échantillons haute fréquence de troisième niveau de résolution {..., Y2i-4, Y2i+4,..}, o le rang des échantillons varie par pas de huit, obtenus par la formule Y2i-4 = v2i-4 0,5.(v2i + v2i-8) Après son calcul, l'échantillon Y2i-4 est mémorisé en mémoire tampon, à la place de l'échantillon basse fréquence de deuxième niveau de

même rang.

La septième ligne L16 du treillis comporte les échantillons basse fréquence de troisième niveau {..., Y2i-8, Y2i,...}, o le rang des échantillons varie par pas de huit, obtenus par la formule Y2i = v2i + 0, 25.(y2i-4 + Y2i+4) Après son calcul, l'échantillon Y2i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon basse fréquence de deuxième niveau de même rang.

Le résultat de la transformation du signal d'origine {..., x2i, x2i+1,... par les filtres 5/3 est un signal entrelacé. Bien entendu, il est possible

de réaliser des opérations analogues sur un nombre différent d'échantillons, sur un nombre différent de niveaux de résolution, ou d'utiliser d'autres filtres sur un ou

plusieurs des niveaux de résolution.

En pratique, seul un nombre prédéterminé maximal d'échantillons peut être mémorisé en mémoire 103. Il est donc nécessaire de traiter le signal

par blocs successifs d'échantillons.

Or, tout traitement, tel que quantification ou codage entropique, réalisé sur le signal entre son analyse et sa synthèse peut générer des

discontinuité lors de la synthèse, en raison du traitement par bloc.

Pour éviter ces discontinuités à la reconstruction du signal, un recouvrement est nécessaire entre blocs voisins. Deux blocs voisins se

chevauchent sur un nombre prédéterminé d'échantillons.

La présente invention concerne plus particulièrement la formation des blocs, et la manière de positionner les limites de blocs pour assurer un

recouvrement entre blocs voisins.

Pour cela, on définit tout d'abord une première limite, dite limite gauche. Un échantillon noté xg est choisi dans la première ligne L10. A partir de l'échantillon xg, la limite gauche est formée en passant à la ligne suivante Ll1 en suivant une branche vers un échantillon de rang égal ou supérieur à celui de l'échantillon xg. Dans l'exemple représenté à la figure 7, il y a en fait une seule possibilité pour passer de la ligne L10 à la ligne Ll1 à partir de l'échantillon Xg choisi. Ensuite, la même règle est appliquée pour passer d'une ligne à la suivante, jusqu'à un échantillon yg de la dernière ligne L16 du treillis. Ainsi, en passant d'un échantillon d'une ligne donnée à un échantillon de rang égal ou supérieur dans la ligne suivante, une limite gauche est formée. La limite gauche est formée en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent. Il est à noter

que la limite à partir de l'échantillon xg n'est pas unique.

De manière équivalente, on définit une seconde limite, dite limite droite. Un échantillon noté Xd est choisi dans la première ligne L10. A partir de l'échantillon Xd, la limite droite est formée en passant à la ligne suivante L11 en suivant une branche vers un échantillon de rang inférieur ou égal à celui de

l'échantillon Xd.

Ensuite, la même règle est appliquée pour passer d'une ligne à la suivante, jusqu'à un échantillon Yd de la dernière ligne L16 du treillis. Ainsi, en passant d'un échantillon d'une ligne donnée à un échantillon de rang inférieur ou égal dans la ligne suivante, une limite droite est formée. La limite droite est formée en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent. Il est à noter que la limite

formée à partir de l'échantillon Xd n'est pas unique.

Un échantillon considéré, quelconque dans le treillis, peut se trouver à gauche ou respectivement à droite d'une limite, qu'elle soit droite ou gauche, si son rang est inférieur, ou respectivement supérieur, au rang de l'échantillon

appartenant à la limite et à la même ligne que l'échantillon considéré.

De plus, un échantillon quelconque sera dit strictement à gauche ou respectivement strictement à droite d'une limite si son rang est strictement inférieur, ou respectivement strictement supérieur, au rang de l'échantillon

appartenant à la limite et à la même ligne que l'échantillon considéré.

L'échantillon quelconque sera dit à gauche ou respectivement à droite au sens large d'une limite si son rang est inférieur ou égal, ou respectivement supérieur ou égal, au rang de l'échantillon appartenant à la

limite et à la même ligne que l'échantillon considéré.

En outre, une limite gauche et une limite droite sont dites compatibles lorsque aucun échantillon du treillis ne se trouve à la fois strictement à gauche de la limite gauche et strictement à droite de la limite droite, soit, en d'autres termes, lorsqu'il n'existe pas d'échantillon de compatibilité ayant un rang strictement inférieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de début du premier bloc d'entrée suivant et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité, et à la fois un rang strictement supérieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de fin du premier bloc d'entrée

considéré et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité.

La limite droite détermine la fin d'un premier bloc d'entrée BE1. Dans ce bloc, les échantillons jusqu'à la limite droite incluse sont utilisés pour faire les calculs, les échantillons suivants étant " inconnus ". Les branches qui relient des échantillons inconnus à des échantillons appartenant au bloc BE1, qui sont par conséquent à calculer, sont supprimées. Les branches supprimées, au

nombre de trois dans l'exemple représenté, sont en ligne pointillée.

De manière équivalente, la limite gauche détermine le début d'un second bloc d'entrée BE2. Dans ce bloc, les échantillons à partir de la limite gauche incluse sont utilisés pour faire les calculs, les échantillons précédents étant " inconnus ". Les branches qui relient des échantillons inconnus à des échantillons appartenant au bloc BE2, qui sont par conséquent à calculer, sont supprimées. Les branches supprimées, au nombre de trois dans l'exemple représenté, sont en ligne pointillée. Les limites gauche et droite sont compatibles, au sens défini plus haut. Comme exposé dans la suite, les calculs sont adaptés en

conséquence de la suppression de branches.

Les blocs d'entrée BE1 et BE2 se recouvrent ainsi entre les

échantillons xg et xd.

Pour déterminer les blocs de sortie BS1 et BS2 correspondant respectivement aux blocs d'entrée BE1 et BE2, on choisit deux échantillons y, et Y2 respectant les propriétés suivantes: - les échantillons Y, et Y2 sont de rangs consécutifs, - l'échantillon yi a une position telle que tous les échantillons du treillis qui ont un rang inférieur ou égal au rang de l'échantillon Y, soient à gauche du chemin droit, au sens large, c'est-à-dire éventuellement sur la limite droit, - l'échantillon Y2 a une position telle que tous les échantillons du treillis qui ont un rang supérieur ou égal au rang de l'échantillon Y2 soient à droite du chemin gauche, au sens large, c'est-à-dire éventuellement sur la limite gauche. La frontière FS1 entre les blocs de sortie BS1 et BS2 est placée

entre les échantillons Yi = t2i-5 et Y2 = Y2i-4.

La figure 8 est un treillis représentant le fonctionnement du circuit de transformation inverse, ou circuit de synthèse, correspondant au treillis de la figure 7. Les échantillons à filtrer sont ici les échantillons haute et basse

fréquence entrelacés obtenus après filtrage d'analyse d'une image numérique.

Ces échantillons ont éventuellement été modifiés par un autre traitement entre

l'analyse et la synthèse.

La première ligne L20 du treillis comporte les échantillons basse fréquence de troisième niveau de résolution {..., Y2i-8, Y2i,...}, o le rang des échantillons varie par pas de huit et les échantillons haute fréquence de troisième niveau de résolution {.... Y2i-4, Y2i+4,...}, o le rang des échantillons varie par pas de huit. La deuxième ligne L21 du treillis comporte les échantillons de rang pair {..., v2-8, v2,...}, o le rang des échantillons varie par pas de huit, du signal basse fréquence reconstruit, de deuxième niveau de résolution, obtenus par la formule: v2i = Y2i - 0,25.(Y2i.4 + Y2i+4) Après son calcul, l'échantillon v2i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon y2i de même rang.

La troisième ligne L22 du treillis comporte les échantillons haute fréquence de deuxième niveau de résolution {..., v2i-2, v2i+2,...}, o le rang des échantillons varie par pas de quatre, et les échantillons de rang impair {..., v2i-4, v2i+4,...}, o le rang des échantillons varie par pas de huit, du signal basse fréquence reconstruit, de deuxième niveau de résolution, obtenus par la formule:

v2i-4 = Y2i4 + 0,5.(v2i-8 + v2i).

Après son calcul, l'échantillon v2i-4 est mémorisé en mémoire

tampon, à la place de l'échantillon Y2i-4 de même rang.

La quatrième ligne L23 du treillis comporte les échantillons de rang pair {..., t2i-4, t2i,...}, o le rang des échantillons varie par pas de quatre, du signal basse fréquence reconstruit, de premier niveau de résolution, obtenus par la formule: t2i = v2i- 0,25.(v2i.2 + V2i+2) Après son calcul, I'échantillon t2i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon v2i de même rang.

La cinquième ligne L24 du treillis comporte les échantillons haute fréquence de premier niveau {..., t2i-1, t2i+1,...}, o le rang des échantillons varie par pas de deux, et les échantillons de rang impair {..., t2i-2, t2i+2,...}, o le rang des échantillons varie par pas de quatre, du signal basse fréquence reconstruit, de premier niveau de résolution, obtenus par la formule: t2i-2 = V2i-2 + 0,5.(t2i-4 + t2i) Après son calcul, l'échantillon t2i-2 est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon v2i-2 de même rang.

La sixième ligne L25 du treillis comporte les échantillons de rang pair {... X2i, X2i+2,...} du signal reconstruit obtenus par la formule

X2i = t2i - 0,25.(t2i-1 + t2i+1) -

Après son calcul, l'échantillon x2j est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon t2i de même rang.

La septième ligne L26 du treillis les échantillons de rang impair {....

x2-1, x2i+1,...} du signal reconstruit obtenus par la formule X2i+1 = t2i+1 + 0,5.(x2i + X2i+2) Après son calcul, l'échantillon x2i+1 est mémorisé en mémoire

tampon, à la place de l'échantillon t2i+ de même rang.

Comme précédemment, le signal est traité par blocs d'échantillons.

Les mêmes considérations concernant les extrémités de bloc et les

recouvrements de blocs s'appliquent.

En outre, les frontières de début et de fin de blocs sont placées de manière correspondante à l'analyse, pour assurer, dans le cas des décompositions réversibles, la reconstruction parfaite du signal en l'absence de traitement entre l'analyse et la synthèse. Ainsi les branches supprimées correspondent aux branches supprimées à l'analyse, et, en d'autres termes, les

calculs sont adaptés de manière correspondante à l'analyse.

Un bloc d'entrée BE3 se termine après l'échantillon v2i+2, un bloc suivant d'entrée BE4 commence à partir de l'échantillon t2i-9. Les blocs d'entrée

BE3 et BE4 se chevauchent entre les échantillons de rang 2i-9 et 2i+2.

De même, des blocs de sortie adjacents BS3 et BS4 sont formés.

Les blocs de sortie BS3 et BS4 correspondent aux blocs de sortie BS1 et BS2.

Le bloc de sortie BS3 se termine après le rang 2i-5 et le bloc BS4 commence à

partie du rang 2i-4.

Des branches sont supprimées, et par conséquent les calculs de

certains échantillons sont modifiés, de manière correspondante à l'analyse.

Les figures 9 et 10 sont des treillis identiques respectivement à ceux des figures 7 et 8, à la différence près que les blocs se chevauchent sur seulement un échantillon, ce qui constitue le chevauchement le plus faible et par conséquent minimise l'occupation en mémoire. Ce cas est applicable pour

les filtres impairs.

A la figure 9, les chemins gauche et droit sont confondus, et sont formés à partir d'un même échantillon Xg = Xd. Par conséquent, les chemins

gauche et droit ne comportent que des échantillons de même rang.

Les blocs d'entrée BE5 et BE6 sont formés, et se chevauchent

uniquement sur l'échantillon d'entrée xg = Xd.

L'échantillon d'entrée Xg = Xd a le même rang qu'un échantillon calculé qui est un échantillon de basse fréquence. En outre, cet échantillon calculé est ici un échantillon de sortie, c'est-à-dire un échantillon basse

fréquence du niveau de résolution le plus faible.

Lorsque le bloc d'entrée BE5 est traité, trois branches sont

supprimées et les calculs sont adaptés en conséquence.

De même, lorsque le bloc d'entrée BE6 est traité, trois branches sont

supprimées et les calculs sont adaptés en conséquence.

Des blocs de sortie adjacents BS5 et BS6 sont également formés. La frontière FS5 entre les blocs de sortie BS5 et BS6 est située juste avant l'échantillon de sortie ayant le même rang que l'échantillon d'entrée Xg = Xd. De

manière équivalente, la frontière pourrait être juste après cet échantillon.

La figure 10 est un treillis représentant le fonctionnement du circuit de transformation inverse, ou circuit de synthèse correspondant au treillis de la

figure 9.

Ainsi, deux blocs d'entrée BE7 et BE8 se chevauchent sur un

échantillon d'entrée.

Des branches de calcul sont supprimées, et les calculs adaptés, de

manière correspondante à l'analyse.

Des blocs de sortie adjacents BS7 et BS8 sont formés. Leur frontière est placée juste avant l'échantillon de sortie de même rang que l'échantillon de chevauchement. On va maintenant détailler la manière dont sont adaptés les calculs lorsqu'une branche de calcul est supprimée. On s'intéresse par conséquent aux

coefficients de pondération associés aux branches.

La figure 11 est un treillis représentant le fonctionnement d'un autre circuit de transformation qui effectue une analyse de signal numérique selon deux niveaux de décomposition dyadique, en une dimension. Le circuit de

transformation comporte deux filtres associés H0 et H1, respectivement passe-

bas et passe-haut.

Les échantillons d'entrée sont traités de manière ordonnée, par rang croissant. Selon le mode de réalisation choisi, les filtres choisis sont des filtres 9/7, par exemple ceux exposés dans l'article " Ten lectures on wavelets ", par Ingrid DAUBECHIES, CBMS-NSF regional conference series in applied

mathematics vol.61 SIAM, Journal of Mathematics Anal. Philadelphia PA 1992.

En effectuant des calculs analogues à ceux précédemment

présentés, on obtient les relations suivantes entre les échantillons du treillis.

La première ligne L30 du treillis comporte les échantillons à filtrer { x2i, x2i+1,....}, o le pas des échantillons varie par pas de un. Ces échantillons sont mémorisés en mémoire tampon 103 au fur et à mesure de leur utilité pour

*le filtrage.

Dans la suite, a1, b1, a2, b2, a3, b3, a4 et b4 sont des coefficients réels, dont des valeurs sont données à titre d'exemple. Dans tous les cas, les

coefficients b1, b2 et b3 sont non nuls.

La deuxième ligne L31 du treillis est un premier étage pour le premier niveau de décomposition et comporte des échantillons intermédiaires {..., t2i-1, t2i+1,...}, o le pas des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule: t2i+1 = b1.x2i+l +al.(x2i + x2i+2), soit dans un cas particulier: t2i+1 = X2i+1 - 1,586134.(x2 + x2i+2) À Après son calcul, l'échantillon t2i+1 est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon de même rang dans le signal d'origine.

La troisième ligne L32 du treillis est un deuxième étage pour le premier niveau de décomposition et comporte des échantillons intermédiaires {.

, V2i, v2i+2,...}, o le pas des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule: V2i = b2.x2i + a2.(t2i+1 + t2i-1), soit v2i = x2i - 0,052980.(t2i+1 + t2i-1) Après son calcul, l'échantillon v2i est mémorisé en mémoire tampon,..DTD: à la place de l'échantillon de même rang dans le signal d'origine.

La quatrième ligne L33 du treillis est un troisième étage pour le premier niveau de décomposition et comporte les échantillons haute fréquence de premier niveau {.... Y2i-1, Y2i+1,...1, o le pas des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule:

Y2i+1 = b3.t2i+l + a3.(v2i + v2i+2), soit Y2i+1 = t2i+1 + 0,882911.(V2i + V2i+2).

Après son calcul, I'échantillon Y2i+1 est mémorisé en mémoire

tampon, à la place de l'échantillon intermédiaire de même rang.

La cinquième ligne L34 du treillis est un quatrième étage pour le premier niveau de décomposition et comporte les échantillons basse fréquence de premier niveau {..., Y2i, Y2i+2,..}, o le pas des échantillons varie par pas de deux, obtenus par la formule: Y2i = b4. v2i + a4.(y2i+1 + Y2i-1), soit Y2i = v2i + 0,443507.(Y2i+1 + Y2i-1) Après son calcul, l'échantillon Y2i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon intermédiaire de même rang.

Les échantillons Y2i et Y2i+1 sont ensuite normalisés. Afin de simplifier les notations, les échantillons normalisés sont référencés Y2i et Y2i+1. Les formules de normalisation sont Y2i = Y2i /K0 Y2i+1 = Y2i+l.K1 o K0 et K. sont des facteurs de normalisation égaux à 0,869865

pour ces filtres 9/7.

Après leur calcul, ces échantillons sont mémorisés en mémoire

tampon 103 à la place des échantillons Y2i et Y2i+1 initiaux.

Les échantillons utilisés pour le deuxième niveau de décomposition

sont maintenant les échantillons normalisés.

La sixième ligne L35 du treillis est un premier étage pour le deuxième niveau de décomposition et comporte des échantillons intermédiaires {.

, t'2i, t'2i+4,...)}, o le pas des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule: t12i = bl.y2i + ai.(y2i-2 + Y2i+2), soit t12i = Y2i - 1,586134.(Y2i-2 + Y2i+2) Après son calcul, l'échantillon tl2i est mémorisé en mémoire tampon,..DTD: à la place de l'échantillon Y2i de même rang.

La septième ligne L36 du treillis est un deuxième étage pour le deuxième niveau de décomposition et comporte des échantillons intermédiaires {..., v12zi2, V12i+2,....}, o le pas des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule: V12i+2 = b2.y2i+2 + a2.(t2i + tl2i+4), soit v12i+2 = Y2i+2 - 0,052980.(t12i +

t'2i+4).

Après son calcul, l'échantillon V12i+2 est mémorisé en mémoire

tampon, à la place de l'échantillon Y2i+2 de même rang.

La huitième ligne L37 du treillis est un troisième étage pour le deuxième niveau de décomposition et comporte les échantillons haute fréquence de second niveau {..., Y12i, Y12i+4,...}, o le pas des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule: Y12i = b3. t12i +a3.(v12i2 + V12i+2), soit Y12i = t12i + 0,882911.(v12i2 + V12i+2). Après son calcul, I'échantillon Y12i est mémorisé en mémoire tampon,

à la place de l'échantillon intermédiaire de même rang.

La neuvième ligne L38 du treillis est un quatrième étage pour le second niveau de décomposition et comporte les échantillons basse fréquence de second niveau {..., y12i-2, Y12i+2,....}, o le pas des échantillons varie par pas de quatre, obtenus par la formule: y12i+2 = b4.v12i+2 + a4.(y12i + Y12i+4), soit

Y12i+2 = V 2i+2 + 0,443507.(y12i + y12i+4).

Après son calcul, I'échantillon Y12i+2 est mémorisé en mémoire

tampon, à la place de l'échantillon intermédiaire de même rang.

Les échantillons y12i et Y12i+2 sont ensuite normalisés. Afin de

simplifier les notations, les échantillons normalisés sont référencés Y12i et Y12i+2.

Les formules de normalisation sont: y12i = y12i.K1 y12i+2 = y1 2i+2/Ko

o K0 et K1 sont égaux à 0,869865.

Après leur calcul, ces échantillons sont mémorisés en mémoire

tampon 103 à la place des échantillons Y12i et y12i+2 initiaux.

Le résultat de la transformation, ici une décomposition dyadique à deux niveaux, du signal d'origine {....x2, x2i+,} par les filtres 9/7 est un signal entrelacé de la forme: {........ y12i-2, Y2i-1, y12i, Y2i+1, y12i+ 2,......}, c'est-à-dire comportant une succession d'échantillons basse fréquence de second niveau, haute fréquence de premier niveau, haute fréquence de second niveau, haute

fréquence de premier niveau, et ainsi de suite.

Comme précédemment, des blocs d'entrée et de sortie sont formés

et des branches sont supprimées pour les calculs de certains échantillons.

On appelle ici branche centrale une branche reliant deux échantillons de même rang et appartenant à deux lignes différentes, et branche non centrale une branche reliant deux échantillons de rangs différents et appartenant à deux

lignes différentes.

On note que les branches supprimées sont non centrales.

Pour conserver les propriétés de normalisation des décompositions réversibles, la suppression d'une branche entraîne la modification du coefficient

d'au moins une autre branche.

La modification relative à la suppression d'une branche est effectuée sur la branche centrale aboutissant au même échantillon que la branche supprimée. Par exemple, à la figure 11, le calcul de l'échantillon z4 = Y12i+2 est modifié pour tenir compte de la suppression des branches venant des

échantillons z1 = y12i et z3 = y12i+4.

On définit un poids total P pour un échantillon considéré comme la valeur que cet échantillon aurait si tous les échantillons de la sous- bande basse précédente valaient tous un. La sous-bande basse précédente peut être le signal d'origine. Pour les échantillons zi, z2 = V12i+2 et z3, la sous-bande basse précédente est à la ligne L34. Ainsi, on a par exemple: P(z1) = b3. (b1 + 2.a1) + 2.a3. (b2 + 2.a2.(b1 + 2.a1)) P(z2) = b2 + 2.a2.(b1 + 2.a1) P(z3) = b3. (b1 + 2.al) + 2.a3. (b2 + 2.a2. (b, + 2.al)) Lorsqu'une branche non centrale est supprimée, le coefficient de pondération de la branche centrale aboutissant au même échantillon est modifié en lui ajoutant le produit du poids total de l'échantillon dont est issue la branche supprimée avec le coefficient de pondération de cette branche supprimée, ce produit étant en outre divisé par le poids de l'échantillon dont est

issue la branche centrale.

Ainsi, pour tenir compte de la suppression des deux branches venant des échantillons z1 et z3, le coefficient de pondération modifié b'4 de la branche

aboutissant à l'échantillon y12i+2 est égal à: b4 + a4.P(z1)/P(z2) + a4. P(z3)/P(z2).

Il est à noter que pour les autres branches non centrales supprimées, le coefficient de pondération de chaque branche supprimée a été additionné respectivement à la branche non centrale aboutissant au même

échantillon. Ainsi, par exemple, on a t2i-1 = b1. x2i-1 + 2.al.x2i.

En variante, le poids d'une branche supprimée peut être reporté en

partie sur la branche centrale et en partie sur une branche non centrale.

Les coefficients de pondération du filtre de synthèse correspondant

sont modifiés de la même façon.

La figure 12 représente un algorithme de codage de signal

numérique selon la présente invention.

Cet algorithme, mis en oeuvre dans le dispositif de codage, comporte

des étapes El à E5.

L'algorithme de codage peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information capable de coopérer avec le microprocesseur. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une

disquette ou un CD-ROM (disque compact à mémoire figée).

L'étape E1 est la lecture d'une série d'échantillons, ici un bloc

d'entrée, de signal à coder.

L'étape suivante E2 est la transformation de la série d'échantillons lus. Cette transformation est par exemple un filtrage d'analyse qui a pour

résultat un bloc de sortie, comme précédemment décrit.

L'étape E2 est suivie de l'étape E3, à laquelle la série d'échantillons

filtrés est quantifiée.

L'étape suivante E4 est le codage entropique des données

précédemment quantifiées.

Les étapes E1 à E4 sont répétées pour toutes les séries

d'échantillons du signal à coder.

L'étape E4 est suivie de l'étape E5 qui est l'utilisation des données codées, par exemple leur transmission. Il est à noter que les séries d'échantillons codés peuvent être transmises au fur et à mesure de leur

formation, ou lorsque toutes les séries du signal ont été codées.

La figure 13 représente un algorithme de décodage de signal

numérique selon la présente invention.

Cet algorithme, mis en oeuvre dans le dispositif de décodage,

comporte des étapes E10 à E14.

L'algorithme de décodage peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information capable de coopérer avec le microprocesseur. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une

disquette ou un CD-ROM (disque compact à mémoire figée).

L'étape El0 est la lecture d'une série d'échantillons à décoder.

L'étape suivante El est un décodage entropique des données

précédemment lues.

L'étape suivante E12 est une déquantification des données

décodées à l'étape précédente.

Les données déquantifiées subissent ensuite une transformation inverse à l'étape E13, par exemple un filtrage de synthèse, comme précédemment décrit. Les étapes E10 à E13 sont répétées pour toutes les séries

d'échantillons à décoder.

L'étape E13 est suivie de l'étape E14 d'utilisation des données

décodées, par exemple leur visualisation, dans le cas d'un signal d'image.

Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais englobe, bien au contraire,

toute variante à la portée de l'homme du métier.

Notamment, I'invention n'est pas limitée au domaine du codage de signal numérique, mais s'applique à tous les domaines du traitement du signal, lorsque l'on cherche à minimiser les distorsions d'un signal transformé puis reconstruit.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Procédé de filtrage d'analyse de signal numérique d'origine comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, des échantillons d'origine du signal numérique étant transformés par des étapes successives de calcul en des échantillons de sortie de haute et basse fréquence, un échantillon quelconque calculé à une étape donnée étant calculé par une fonction prédéterminée d'échantillons d'origine, et/ou d'échantillons précédemment calculés, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce que: - le signal (E2) est traité par premiers blocs d'entrée successifs d'échantillons (BE1, BE2), les calculs effectués sur un premier bloc d'entrée considéré ne prenant en compte que les échantillons d'origine ou calculés appartenant au premier bloc d'entrée considéré, - le premier bloc d'entrée considéré (BE1) et le premier bloc d'entrée suivant (BE2) se chevauchent sur un nombre prédéterminé d'échantillons d'origine, - la limite de début du premier bloc d'entrée considéré est formée entre un premier échantillon d'origine et un premier échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou supérieur à l'échantillon précédent, - la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré est formée entre un second échantillon d'origine et un second échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou inférieur à l'échantillon précédent, - la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré et la limite de début du premier bloc d'entrée suivant sont telles qu'il n'existe pas d'échantillon de compatibilité ayant un rang strictement inférieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de début du premier bloc d'entrée suivant et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité, et à la fois un rang strictement supérieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de fin du premier bloc d'entrée

considéré et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité.

2. Procédé de filtrage d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que des premiers blocs de sortie adjacents (BS1, BS2) sont formés, chaque premier bloc de sortie correspondant respectivement à un premier bloc d'entrée, la frontière entre deux premiers blocs de sortie étant située entre un troisième et un quatrième échantillons de sortie, le troisième échantillon de sortie ayant un rang inférieur à celui du quatrième échantillon de sortie, les troisième et quatrième échantillons étant consécutifs et choisis de sorte que: - tous les échantillons qui ont un rang inférieur ou égal au troisième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés dans l'un des premiers blocs d'entrée, - tous les échantillons qui ont un rang supérieur ou égal au quatrième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés

dans un autre des premiers blocs d'entrée.

3. Procédé de filtrage d'analyse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux premiers blocs d'entrée successifs (BE5, BE6) se

chevauchent sur un seul échantillon d'origine.

4. Procédé de filtrage d'analyse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux premiers blocs d'entrée successifs se chevauchent sur un seul échantillon d'origine ayant le même rang qu'un échantillon de sortie

de basse fréquence.

5. Procédé de filtrage de synthèse de signal numérique comportant des échantillons entrelacés de haute et basse fréquence obtenus par application du procédé de filtrage d'analyse selon l'une quelconque des revendication 1 à 4 à un signal numérique d'origine comportant des échantillons représentatifs de grandeurs physiques, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce que - le signal est traité (E13) par seconds blocs d'entrée successifs d'échantillons (BE3, BE4), les calculs effectués sur un second bloc d'entrée donné ne prenant en compte que les échantillons appartenant au bloc d'entrée donné, - les seconds blocs d'entrée sont formés de sorte que les calculs sont adaptés aux limites des seconds blocs d'entrée en correspondance avec

les calculs effectués à l'analyse.

6. Procédé de filtrage de synthèse selon la revendication 5, caractérisé en ce que des seconds blocs de sortie adjacents (BS3, BS4) sont formés, un second bloc de sortie quelconque comporte des échantillons ayant les mêmes rangs que les échantillons d'un premier bloc de sortie utilisé lors du

filtrage d'analyse.

7. Procédé de codage de signal numérique comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, le codage comportant: un filtrage d'analyse (E2) effectué selon le procédé selon l'une

quelconque des revendications 1 à 4, pour former des échantillons filtrés,

- une quantification (E3) des échantillons précédemment filtrés, et - un codage entropique (E4) des échantillons précédemment quantifiés.

8. Procédé de décodage de signal numérique codé selon le procédé de la revendication 7, comportant: - un décodage entropique (Ell) d'échantillons codés du signal numérique codé, - une déquantification (E12) des échantillons précédemment décodés, - un filtrage de synthèse (E13) des échantillons précédemment déquantifiés, effectué selon le procédé selon l'une quelconque des

revendications 5 à 6.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le signal numérique d'origine est un signal d'image (IM) et

en ce que les échantillons d'origine sont des lignes de l'image.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le signal numérique d'origine est un signal d'image (IM) et

en ce que les échantillons d'origine sont des colonnes de l'image.

11. Dispositif de filtrage d'analyse de signal numérique d'origine comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, le dispositif comportant des moyens (21) de transformation des échantillons d'origine du signal numérique en des échantillons de sortie de haute et basse fréquence par des étapes successives de calcul, un échantillon quelconque calculé à une étape donnée étant calculé par une fonction prédéterminée d'échantillons d'origine, et/ou d'échantillons précédemment calculés, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce que - les moyens (21) de transformation sont adaptés à traiter le signal par premiers blocs d'entrée successifs d'échantillons (BE1, BE2), les calculs effectués sur un premier bloc d'entrée considéré ne prenant en compte que les échantillons d'origine ou calculés appartenant au premier bloc d'entrée considéré, le premier bloc d'entrée considéré et le premier bloc d'entrée suivant se chevauchant sur un nombre prédéterminé d'échantillons d'origine, - les moyens (21) de transformation sont adaptés à former la limite de début du premier bloc d'entrée considéré entre un premier échantillon d'origine et un premier échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou supérieur à l'échantillon précédent, - les moyens (21) de transformation sont adaptés à former la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré entre un second échantillon d'origine et un second échantillon de sortie, en passant successivement d'un échantillon précédent à un échantillon suivant calculé en fonction de l'échantillon précédent, l'échantillon suivant ayant un rang égal ou inférieur à l'échantillon précédent, - les moyens (21) de transformation sont adaptés à former la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré et la limite de début du premier bloc d'entrée suivant de telle sorte qu'il n'existe pas d'échantillon de compatibilité ayant un rang strictement inférieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de début du premier bloc d'entrée suivant et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité, et à la fois un rang strictement supérieur au rang de l'échantillon appartenant à la limite de fin du premier bloc d'entrée considéré

et à la même ligne que l'échantillon de compatibilité.

12. Dispositif de filtrage d'analyse selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens (21) de transformation sont adaptés à former des premiers blocs de sortie adjacents (BS1, BS2), chaque premier bloc de sortie correspondant respectivement à un premier bloc d'entrée, la frontière entre deux premiers blocs de sortie étant située entre un troisième et un quatrième échantillons de sortie, le troisième échantillon de sortie ayant un rang inférieur à celui du quatrième échantillon de sortie, les troisième et quatrième échantillons étant consécutifs et choisis de sorte que: - tous les échantillons qui ont un rang inférieur ou égal au troisième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés dans l'un des premiers blocs d'entrée, - tous les échantillons qui ont un rang supérieur ou égal au quatrième échantillon de sortie sont des échantillons d'origine ou calculés qui sont situés

dans un autre des premiers blocs d'entrée.

13. Dispositif de filtrage d'analyse selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens (21) de transformation sont adaptés à former les premiers blocs d'entrée (BE5, BE6) de sorte que deux premiers blocs

d'entrée successifs se chevauchent sur un seul échantillon d'origine.

14. Dispositif de filtrage d'analyse selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens (21) de transformation sont adaptés à former les premiers blocs d'entrée de sorte que deux premiers blocs d'entrée successifs se chevauchent sur un seul échantillon d'origine ayant le même rang qu'un échantillon de sortie de basse fréquence.

15. Dispositif de filtrage de synthèse de signal numérique comportant des échantillons entrelacés de haute et basse fréquence obtenus par filtrage d'analyse d'un signal numérique d'origine, comportant des échantillons représentatifs de grandeurs physiques, par le dispositif de filtrage selon l'une quelconque des revendication 11 à 14, les échantillons étant ordonnés par rang croissant, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens de transformation (53) du signal qui traitent le signal par seconds blocs d'entrée successifs d'échantillons (BE3, BE4), les calculs effectués sur un second bloc d'entrée donné ne prenant en compte que les échantillons appartenant au bloc d'entrée donné, et en ce que les moyens de transformation sont adaptés à former les seconds blocs d'entrée de sorte que les calculs sont adaptés aux limites des seconds blocs d'entrée en correspondance avec les calculs effectués à

I'analyse.

16. Dispositif de filtrage de synthèse selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de transformation (53) sont adaptés à former des seconds blocs de sortie adjacents (BS3, BS4), un second bloc de sortie quelconque comporte des échantillons ayant les mêmes rangs que les

échantillons d'un premier bloc de sortie utilisé lors du filtrage d'analyse.

17. Dispositif de codage de signal numérique comportant des échantillons d'origine représentatifs de grandeurs physiques, le dispositif de codage comportant: - des moyens de filtrage d'analyse (21) conformes au dispositif selon

l'une quelconque des revendications 11 à 14, pour former des échantillons

filtrés, - des moyens de quantification (22) des échantillons précédemment filtrés, et - des moyens de codage entropique (23) des échantillons

précédemment quantifiés.

18. Dispositif de décodage de signal numérique codé par le dispositif de la revendication 17, comportant: - des moyens de décodage entropique (51) d'échantillons codés du signal numérique codé, - des moyens de déquantification (52) des échantillons précédemment décodés, - des moyens de filtrage de synthèse (53) des échantillons précédemment déquantifiés, conformes au dispositif selon l'une quelconque

des revendications 15 à 16.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 18,

caractérisé en ce qu'il est adapté à traiter un signal numérique d'origine qui est un signal d'image (IM) et en ce que les échantillons d'origine sont des lignes de l'image.

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 18,

caractérisé en ce qu'il est adapté à traiter un signal numérique d'origine qui est un signal d'image (IM) et en ce que les échantillons d'origine sont des colonnes

de l'image.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 16,

caractérisé en ce que les moyens de transformation sont incorporés dans: un microprocesseur (100), - une mémoire morte (102) comportant un programme pour filtrer le signal, et - une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à

enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution dudit programme.

22. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que les moyens de filtrage sont incorporés dans: - un microprocesseur (100), - une mémoire morte (102) comportant un programme pour filtrer le signal, et une mémoire vive (103) comportant des registres adaptés à

enregistrer des variables modifiées au cours de l'exécution dudit programme.

23. Appareil numérique (10) incluant des moyens de mise en oeuvre

du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.

24. Appareil numérique (10) incluant le dispositif selon l'une

quelconque des revendications 11 à 22.