Université Sidi Mohammed Ben Abdellah

École Supérieure de Technologie de FèsLicence Professionnelle: Management

International

La compression des donnéesmultimédias

Réalisé par : BENTHAMI NADA FISSRIRI SOUFIANE

Encadré par: M. Adil HACHMOUD

Année Universitaire : 2007/2008

Introduction

I. Généralités sur la compression des données1. Définition de la compression de donnée2. Les types de compression

II. La compression des données multimédias1. la compression d’image 2. La compression audio3. la compression vidéo

conclusion

Plan

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.

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.

1. Définition de la compression de donnée

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.

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.

2. Les types de compression

Les modes de la compression non destructive:

a) Compression sans pertes (non destructives)

-RLE (run-lenght encoding)

-codage de HUFFMAN

- LZW (Lempel-Ziv-Welch)

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%.

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

Les modes de la compression non destructive

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%

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.

2. Les types de compression

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.

II. La compression des données multimédias

1. La compression d’images

La norme JPEG

La norme JBIG

H-261 :

Les normes de

compression d’images

1. La compression d’images

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

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.

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.

Formats non compressés Bitmap Formats compressé s GIF Formats compressés Jpeg

Codage des fichiers image

1. La compression d’images

Image Bitmap(taille 271 ko)

Image GIF(taille 88 ko)

Image Jpeg(taille 13 ko)

Les méthodes les plus importantes de compression avec perte sont:

La réduction de l'espace des couleurs.

Le codage par transformation.

La compression fractale.

1. La compression d’images

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

2. La compression du sonGénéralement 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

II. La compression des données multimédias

2. La compression audio

2. La compression audio

Les formats des fichiers audio

2. La compression 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

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.

II. La compression des données multimédias

MPEG-21

MPEG-1

MPEG-2

MPEG-4MPEG-7

Les normes de laCompression vidéo

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.

3. La compression vidéo

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