Limitations du codage restrictif intra

Le défaut majeur de notre algorithme restrictif réside dans une diminution limitée des effets perceptuels de la propagation spatiale de l’erreur. Pour évaluer l’importance de la propagation spatio-temporelle des dégradations et en particulier celle de la propagation spatiale, nous avons développé un outil qui reflète les dépendances intra et inter-images des macroblocs de la vidéo. Cet outil, implanté dans le décodeur JM, permet de suivre l’effet de propagation de la perte d’une ou de plusieurs slices.

7.3.1.1 Identification des dépendances intra et inter-images

Le principe de fonctionnement de cet outil est le suivant : en entrée, nous spécifions le numéro de la slice dont nous voulons identifier les dépendances spatio-temporelles. Nous indiquons aussi jusqu’à quel ordre de dépendance temporelle nous voulons suivre les dégradations.

Le premier ordre de prédiction inter concerne les macroblocs prédits à partir de la slice indiquée. Un macrobloc est dit d’ordre n avec n ≥ 2 s’il est prédit d’un macrobloc d’ordre (n − 1). Par exemple, le second et le troisième ordre signifient respectivement une prédiction à partir d’un macrobloc de premier et de second ordre. Une analyse visuelle préliminaire des dégradations dues à des prédictions inter d’ordre supérieur à 3 a montré que ces dernières ne contribuent pas d’une manière significative à la perte de qualité. Au niveau de la propagation spatiale, nous identifions deux cas de figures : la prédiction intra à partir d’un macrobloc codé en intra et la prédiction intra à partir d’un macrobloc codé en inter (quelque soit son ordre).

Quand le décodage du flux binaire commence, chaque macrobloc de la slice spécifiée est mar- qué pour suivre son éventuelle utilisation comme référence de prédiction. Dès qu’un macrobloc appartenant à une autre image utilise un des macroblocs marqués dans le processus de prédiction inter, il est à son tour marqué. Le même principe est appliqué aux prédictions intra. En sortie du décodeur modifié, nous recueillons l’information sur les dépendances spatio-temporelles sous deux formes. La première forme, textuelle, nous permet d’entreprendre une analyse des relations entre les macroblocs de la vidéo. La seconde forme est visuelle et se traduit par une séquence vidéo où les macroblocs sont colorés selon leur type et ordre de prédiction.

7.3.1.2 Suivi de la propagation spatio-temporelle des dégradations

Nous donnons figure 7.12 deux exemples de propagation spatio-temporelle des dégradations dues à la perte de trois slices dans la sixième image I de la séquence Harp. Le premier exemple illustre les dépendances des macroblocs pour un codage classique. La couleur rose indique les macroblocs perdus (7.12.a). Les couleurs jaune, bleue et verte représentent respectivement le premier, le second et le troisième ordre de prédiction inter (7.12.b et 7.12.c). Nous remarquons dans les images B de cet exemple une propagation des dégradations dans et autour de la région occupée par les slices perdues dans l’image I. La répartition des types de prédiction dépend de la distance entre l’image prédite en inter et l’image de référence : nous retrouvons une majorité de macroblocs jaunes dans l’image 123 et une majorité de macroblocs bleus et verts dans l’image 128.

Les macroblocs prédits en mode intra à partir de macroblocs codés en inter et intra sont respectivement désignés par les couleurs rouge et orange. Ils sont présents dans les images 123 et 128 de l’exemple du codage robuste. La présence de tels macroblocs dans des images prédites en inter est due à deux facteurs : l’application de notre algorithme de restriction des types de prédiction et le choix du type de prédiction intrinsèque au codeur. Le premier facteur influence exclusivement les macroblocs de la RdI alors que le second agit à l’extérieur de cette région.

(a) L’image I d’indice 121. (b) L’image B d’indice 123. (c) L’image B d’indice 128.

Fig. 7.12 – Simulation de la propagation spatio-temporelle des dégradations dans le cas d’un codage classique (haut) et d’un codage robuste (bas). La couleur du rectangle situé au coin supérieur gauche indique le type de l’image (I, B ou P).

Les images présentées sur la figure 7.13 illustrent l’impact de la perte des trois slices de l’image I de la figure 7.12.a.

Le tableau 7.1 présente les dépendances liées aux macroblocs des trois slices perdues dans l’exemple de la figure 7.12. Ces dépendances sont données pour le codage robuste proposé. Une dépendance de la forme I(T) signifie que le macrobloc est codé en mode intra à partir d’un macrobloc prédit en inter qui utilise un macrobloc de référence perdu ou compensé. La notation I(I) désigne une prédiction intra basée sur un macrobloc codé aussi en mode intra. Le premier, second et troisième ordre de prédiction sont respectivement notés T1, T2 et T3. Les pourcentages sont calculés par rapport au nombre total de macroblocs dépendant des slices perdues.

Nous notons que la majorité des dépendances I(I) ont lieu dans la RdI du fait de la disponi- bilité de macroblocs adjacents codés en mode intra. Les dépendances temporelles représentent approximativement le même pourcentage. La part des dépendances I(T), bien qu’inférieure aux autres, semble avoir un impact considérable sur la qualité visuelle. En effet, ces dépendances

(a) L’image I d’indice 121. (b) L’image B d’indice 123. (c) L’image B d’indice 128.

Fig. 7.13 – Comparaison des dégradations dans le cas d’un codage classique (haut) et d’un codage robuste (bas) pour les images de la figure 7.12.

Tab. 7.1 – La distribution des dépendances des macroblocs appartenant au GOP ayant trois slices de son image I perdue.

Type de dépendance I(I) I(T) T1 T2 T3 Nombre de macroblocs affectés 1473 126 1432 1861 1776 Pourcentage de chaque type de dépendance 22, 1% 1, 9% 21, 5% 27, 9% 26, 6% entraînent une propagation spatiale de l’erreur touchant une grande partie des macroblocs codés en intra qui représentent 22, 1% des macroblocs affectés par la propagation des dégradations.