compression de données

Report
Université Sidi Mohammed
Ben Abdellah
École Supérieure de Technologie de Fès
Licence Professionnelle: Management
International
La compression des données
multimédias
Réalisé par : BENTHAMI NADA
FISSRIRI SOUFIANE
Encadré par: M. Adil HACHMOUD
Année Universitaire : 2007/2008
Plan
Introduction
I. Généralités sur la compression des
données
1. Définition de la compression de donnée
2. Les types de compression
II. La compression des données multimédias
1. la compression d’image
2. La compression audio
3. la compression vidéo
conclusion
Introduction
La compression de données traite de la manière dont on peut
réduire l'espace nécessaire à la représentation d'une certaine
quantité d'information.
Elle a donc sa place aussi bien lors de la transmission que lors
du stockage des données. Elle fait partie des applications de la
théorie de l'information.
I. Généralités sur la compression
des données
I. Généralités sur la compression des données
1. Définition de la compression de donnée
 La compression de données informatiques consiste à réduire la
taille de l'information pour son stockage et son transport.
 Le coût et les limites technologiques nécessitent d’utiliser la
compression de données pour le stockage d’importants volumes
d’information.
1. Définition de la compression de donnée
Les différents algorithmes de compression sont choisis en
fonction de :
Leur taux de compression.
La qualité de compression.
La vitesse de compression et de décompression.
2. Les types de compression
La compression physique: elle agit directement sur les données;
il s'agit ainsi de regarder les données redondantes d'un train de bits
à un autre.
La compression logique: elle est effectuée par un raisonnement
logique en substituant une information par une information
équivalente.
2. Les types de compression
Compression symétrique: la même méthode est utilisée pour
compresser et décompresser l'information, il faut donc la
même quantité de travail pour chacune de ces opérations. C'est
ce type de compression qui est généralement utilisée dans les
transmissions de données.
2. Les types de compression
Compression asymétrique: l'algorithme de décompression
est différent de celui de compression, ce qui peut être exploité
pour avoir un algorithme de compression performant et un
algorithme de décompression rapide.
2. Les types de compression
a) Compression sans pertes (non destructives)
La compression est dite sans perte ou non destructives
lorsqu'il n'y a aucune perte de données sur l'information
d'origine. Il y a autant d'information après la compression
qu'avant, elle est seulement réécrite d'une manière plus
concise. La compression sans perte est dite aussi compactage.
a) Compression sans pertes (non destructives)
Les modes de la compression non destructive:
Modes de
compression
sans pertes
Les modes de la compression non destructive
Codage RLE (run-length encoding):
Le principe de base consiste à coder un premier élément
donnant le nombre de répétitions d'une valeur puis le compléter
par la valeur à répéter. Ainsi selon ce principe la chaîne
Exemple:
"AAAAAHHHHHHHHHHHHHH" compressée donne "5A14H". Le
gain de compression est ainsi de (19-5)/19 soit environ 73,7%.
Les modes de la compression non destructive
Codage de Huffman (ou arbre de Huffman):
Construction de l’arbre : on relie deux à deux les caractères de
fréquence les plus basses et on affecte à ce nœud la somme des
fréquences des caractères. Puis on répète ceci jusqu'à ce que l’arbre relie
toutes les lettres. L’arbre étant construit, on met un 1 sur la branche à
droite du nœud et un 0 sur celle de gauche.
Les modes de la compression non destructive
Exemple d’encodage de Huffman :
Le fichier compressé se compose d’une suite de codes sans séparateur, bien que
les codes comportent un nombre variable de bits, car chaque code a la propriété
d’unicité de son préfixe.
Les modes de la compression non destructive
Lempel-Ziv-Welch:
La compression Lempel-Ziv-Welch est dite de type dictionnaire. Elle est
basée sur le fait que des motifs se retrouvent plus souvent que d'autres et
qu'on peut donc les remplacer par un index dans un dictionnaire. Le
dictionnaire est construit dynamiquement d'après les motifs rencontrés.
Exemple:
Dans l'image, on trouve une séquence du type:
1573157 2557255 1573157 0 070007 070007 2557255 08990899 1573157
08990899
1573157 est remplacé par code 1; 2557255 est remplacé par code2
070007 est remplacé par code3; 08990899 est remplacé par code4
Donc on aura:
code1 - code2 - code1 - 0 - code3 - code3 - code2 - code4 -code1 - code4
Comparatifs des principaux algorithmes non destructifs
Compression
Taille du fichier
Gain de place
Aucune
1273 Ko
0%
Winzip 8.0
1173 Ko
7,86%
WinRar2.90
1151 Ko
9,58%
Winace 2.0
845 Ko
33,63%
WaveZip 2.01
867 Ko
31,89%
2. Les types de compression
Avec pertes (destructives):
La compression avec pertes ou destructive ne s'applique
qu'aux données « perceptuelles », en général sonores ou
visuelles, qui peuvent subir une modification, parfois
importante, sans que cela ne soit perceptible par un humain.
La perte d'information est irréversible, il est impossible de
retrouver les données d'origine après une telle compression.
La compression avec perte est pour cela parfois appelée
compression irréversible ou non conservative.
II. La compression des données
multimédias
II. La compression des données multimédias
1. La compression d’images
La compression d’image a pour utilité de réduire la redondance
des données d'une image afin de pouvoir l'emmagasiner sans
occuper beaucoup d'espace ou la transmettre rapidement.
1. La compression d’images
La norme JPEG
Les normes de
compression d’images
La norme JBIG
H-261 :
1. La compression d’images
Codage des fichiers image
Formats non
compressés Bitmap
Ce format est très lourd
dès qu’on a une image
en million de couleurs
d’une
taille
d’un
million
de
point
(compter 3 octets par
point, soit 3Mo pour
une
image
de
1000/1000
Formats compressé s GIF
Graphics interchange format.
Format
graphique
des
images bitmap. Les fichiers
au format GIF compressés
occupent une place réduite et
garantissent une qualité de
restitution correcte en 256
couleurs. Le format GIF tend
à être remplacé par le format
Jpeg.
Formats compressés Jpeg
Le
Jpeg
est
devenu
universel pour le transfert
des images sur internet et le
stockage des clichés. il
donne la possibilité de
sélectionner le taux de
compression en fonction du
niveau
de
restitution
recherché avec un taux de
perte raisonnable.
1. La compression d’images
Image Bitmap
(taille 271 ko)
Image GIF
(taille 88 ko)
Image Jpeg
(taille 13 ko)
1. La compression d’images
Les méthodes les plus importantes de compression avec
perte sont:
 La réduction de l'espace des couleurs.
 Le codage par transformation.
 La compression fractale.
la réduction des couleurs
Image GIF 256 couleurs
(taille 88 ko)
Image GIF 10 couleurs
(taille 20 ko)
Image GIF 2 couleurs
(taille 7 ko)
Le codage par transformation
Image avec des
briques de petite taille
Image avec des briques
de taille moyenne
Image avec des briques
de grande taille
II. La compression des données multimédias
2. La compression du son
Généralement pour les fichiers audio pour leur enregistrement pour
une bonne qualité on a imposé au CD audio un format de stockage
du son ayant les données suivantes :
•Fréquence d'échantillonnage = 44,1 kHz
•Données codées sur 16 bits
•Son stéréo
((44100*2)*2*60) octets soit environ 10 Mo pour une minute
2. La compression audio
2. La compression audio
2. La compression audio
Les formats des fichiers audio
.aif (Audio
Interchange
File)
C’est les clips sonores, qui peuvent être lus avec WMP.
.mid (Midi)
C’est un format destiné à la musique instrumentale.
.mp3 (Mpeg
Audio layer
3)
C’est un format compressé qui diminue de manière
significative la taille des fichiers audio.
.ra ou .ram
(Real Audio)
Ce format offre un degré très élevé de compression avec
une taille de fichier inférieure à celle du format MP3
.wav
(Waveform
Sound)
C’est un format de Microsoft et offre une bonne qualité
sonore
II. La compression des données multimédias
3. La compression vidéo
Les séquences vidéo contiennent une très grande
redondance statistique.
Dans la plupart des séquences vidéos, la majorité des
scènes sont fixes ou bien changent très peu, c'est ce
qui s'appelle la redondance temporelle.
3. La compression vidéo
MPEG-1
MPEG-21
Les normes de la
Compression vidéo
MPEG-7
MPEG-4
MPEG-2
3. La compression vidéo
- Le format DivX
Le format DivX est aussi un format de compression /
décompression des vidéos.
3. La compression vidéo
Les codecs
C’est un ensemble d’algorithmes permettant de réduire
significativement les flux de données en compressant /
décompressant les données vidéos. On appelle ces
algorithmes CoDec.
Conclusion
Webographie
http://www.tipecompression.htm
http://www.01net.com/pratique/compression/image.htm
http://kadchakib.ifrance.com/
http://fr.wikipedia.org/wiki/Compression_vidéo#Princip.C3.A9o
http://www.commentcamarche.net/
http://fr.wikipedia.org/wiki/Compression_audio
http://fr.wikipedia.org/wiki/Graphics_Interchange_Format
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image_matricielle
http://fr.wikipedia.org/wiki/Run-length_encoding
http://fr.wikipedia.org/wiki/Traitement_d'image
http://01audiovideo.free.fr/compress.htm
Merci pour votre attention

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