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Stage intra entreprise

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Présentation

L'objectif du codage de sources est d’éliminer le plus possible les redondances présentes dans des données de manière à réduire au minimum le flux d’informations stockées ou transmises sur des réseaux de communication. Le codage de sources est aujourd’hui un élément essentiel à la transmission de données multimédia (texte, image, son, vidéo) ainsi qu’au stockage de ces données sur des supports variés. (ordinateurs, serveurs en lignes, smartphones, objets connectés, etc.).

Objectifs

  • Expliquer les outils fondamentaux de codage de sources (compression avec et sans perte) et leur mise en oeuvre pratique dans les standards multimédias actuels
  • Présenter les enjeux du codage de sources
  • Dresser un panorama des techniques de codage de sources avec et sans perte
  • Présenter les outils théoriques de construction de ces techniques de codage et les algorithmes de compression associés
  • Présenter les techniques de codage/décodage conjoints source-canal qui permettent d’étudier l’interaction entre système de compression et système de transmission
  • Programme

    Introduction

    • Objectifs du codage de source
    • Modèles de source
    • Notions d'entropie et de mesure d'information

    Techniques de codage sans perte

    • Codage à longueur variable ou entropique : Shanon-Fano, Huffman, codage arithmétique
    • Méthodes à base de dictionnaire (Lempel-Ziv & variations)
    • Techniques alternatives et extensions : codage par plage (RLE), codage par plans de bits, transformée de Burrows-Wheeler...
    • Séance de travaux pratiques : encodage et décodage d’un texte par la méthode de Huffman

    Codage de sources avec pertes

    • Introduction au codage de sources avec pertes
    • Quantification scalaire uniforme et non-uniforme
    • Quantification vectorielle
    • Compromis débit-distorsion : problématique et principaux résultats
    • Séance de travaux pratiques : quantification scalaire uniforme et non-uniforme avec Matlab

    Codage par transformée

    • Principe
    • Codage prédictif
    • Transformée de Karhunen-Loeve, transformée en cosinus discret
    • Codage par décomposition, transformée en ondulettes
    • Séance de travaux pratiques : transformée en cosinus discret avec Matlab

    Application à la compression d’images fixes

    • Caractéristiques de l'image
    • Norme JPEG
    • Norme JPEG2000 Démo : évaluation des artéfacts de compression

    Application à la compression vidéo

    • Caractéristiques du signal vidéo
    • Norme MPEG-2 (H.262)
    • Norme MPEG-4 AVC (H.264) Démo : analyse du flux vidéo (analyse du mouvement, contrôle de flux...)

    Exemples d’approche conjointe source-canal

    • Principe général
    • Optimisation de l’allocation de débit codage source / codage canal
    • Décodage souple des codes VLC sur un treillis
    • Décodage souple des codes VLC par l'algorithme de Chase
    • Protection inégale des données
  • Modalités pédagogiques

    Etude d'une chaîne complète de codage de sources avec Matlab : de l'image au flux binaire. Les mises en œuvre pratique sont abordées sous forme d'échange avec les participants en s'appuyant sur des exemples de normes de compression d’images fixes et de flux vidéo.

  • Public cible et prérequis

    Ingénieurs chargés d'étudier et de concevoir des systèmes de communication performants. Une connaissance générale des communications numériques est souhaitable.

    Bases en traitement du signal et en communications numériques. Bases en Matlab.

  • Responsables

    • Elsa DUPRAZ

      Maître de conférences à IMT Atlantique au Département Signal et Communications (SC)

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