Voir le Descriptif du cours ci-dessus.

Les objectifs seront atteints par la prestation hebdomadaire d'un cours, par des lectures et par des travaux individuels et en équipe.

1. Acquisition, représentation et perception de contenu vidéo (3 heures¹) 
    
   1. Les couleurs
      • Lumière, espaces et conversions de couleur
   2.  Système visuel humain
      • Perception des couleurs 
   3. Capture vidéo et affichage
   4. Formats vidéo
      • Formats analogiques
      • Formats numériques
        
         
2. Analyse de Fourier et réponse en fréquence du système visuel humain (4,5 heures)
    
   1. Signaux et systèmes multidimensionnels
   2. Transformée de Fourier multidimensionnelle
   3. Réponse spatio-temporelle du système visuel humain
      
       
3. Échantillonnage des signaux multidimensionnels (5,5 heures)
    
   1. Sur échantillonnage et sous-échantillonnage
   2. Changements de résolution
   3. Désentrelacement
   4. Conversion de taux et de trames (ex. 60 Hz à 50 Hz)
   5. Échantillonnage de Bayer (caméra numérique)
   6. Conversion d'échantillonnage et applications
      
       
4. Estimation du mouvement (4 heures)
    
   1. Modélisation vidéo
   2. Modèle de mouvement 3D et 2D
   3. Modèle 2D vs flux optique
   4. Méthodologie d’estimation du mouvement
      • Représentation, critères, optimisation, méthodes de gradient
   5. Estimation 2D du mouvement
      • Basée pixel
      • Par appariement de blocs
      • Par appariement de blocs déformables
      • Estimation globale
      • Approche multi-résolution
        
         
5. Principe de codage vidéo (5 heures)
    
   1. Notions de base en théorie de l’information et codage binaire
      • Entropie
      • Courbes débit-distorsion
      • Bornes en théorie de l'information (bornes du cordage sans perte)
      • Codage de Huffman et arithmétique
   2. Quantification scalaire et vectorielle
   3. Caractérisation débit-distorsion du codage avec perte
      
       
6. Codage par transformée (4 heures)
    
   1. Transformée par blocs
   2. DCT et KLT
   3. Allocation optimale de bits
   4. Codage prédictif
      • Distorsion dans le codage prédictif
      • Prédicteur MMSE
        
         
7. Compression vidéo par prédiction temporelle et transformée (1,5 heure)
    
   1. Techniques de compression vidéo
   2. Différents modes de codage : I, P, B
   3. Schéma bloc d’un encodeur et décodeur vidéos typiques
   4. Sélection de modes de codage
   5. Contrôle de débit
      
       
8. Normes de compression vidéo (3 heures)
    
   1. H.265 / HEVC, H.265 / MPEG AVC, MPEG-4, H.263, MPEG-2, AV1, VC1

       

9. Méthodes modernes d’évaluation de la qualité des images (2 heures)
    
   1. Différents contexte de mesures FR, RR, NR.
   2. Mesures objectives de qualité : SSIM, VIF, etc.
      
       
10. Transport de contenu vidéo (3 heures)
     
    1. Architectures et protocoles de transport
    2. Contrôle des erreurs en communication vidéo
       
        
11. Vidéo 360 degrés (2 heures)
    1. Acquisition
    2. Représentations et conversions
    3. Estimation de la disparité
    4. Compression
    5. Transmission
       
        
12. Services vidéos par contournement (1,5 heures)
    1. Évolution des technologies de transport vidéo
    2. L’écosystème de télédiffusion
    3. Facteurs d’existence et de croissance
    4. Cas YouTube et Netflix

¹  Ces heures sont des heures approximatives d’enseignement pour chaque sujet et incluent le temps alloué à l’examen intratrimestriel.

Les dates de remise des travaux doivent être respectées. Une pénalité sera applicable aux projets pratiques en laboratoire d'informatique qui ne sont pas remis à temps selon les modalités suivantes : 10 % de retard est appliqué dès qu'un retard est constaté et la pénalité augmente de 15% supplémentaire à chaque journée complète de retard. Pour les devoirs, aucun retard ne sera toléré et tout retard entrainera automatiquement la note de zéro.

Aucune

Zhang, F. and Bull, D., 2021. Intelligent Image and Video Compression: Communicating Pictures, 2nd ed. Academic Press, 608 p. (couvre bien les concepts fondamentaux)

Wang, Yao, Jörn Ostermann et Ya-Qin Zhang. 2002. Video processing and communications. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, 595 p. (très utilisé pour les concepts fondamentaux)

Li, Ze-Nian, Mark S. Drew et Jiangchuan Liu. 2014. Fundamentals of Multimedia, 2nd ed. Coll. « Texts in Computer Science ». Cham: Springer International Publishing, 727 p.

Woods, John W. 2012. Multidimensional signal, image, and video processing and coding, second edition, 2nd ed. Waltham, Mass.: Academic Press.

Bovik, Alan C. 2005. Handbook of image and video processing, 2nd ed. Amsterdam ; Boston, Mass.: Elsevier Academic Press, 1372 p.

Rao, K. Ramamohan, Z. S. Bojkovic et Dragorad A. Milovanovic. 2002. Multimedia communication systems : techniques, standards, and networks. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall PTR, 545 p.

Richardson, Iain E. G. 2010. The H.264 Advanced Video Compression Standard, 2nd ed. Wiley, 346 p.

Lee, Jae-Beom, et Hari Kalva. 2008. The VC-1 and H.264 Video Compression Standards for Broadband Video Services. 32. Boston, MA: Springer Science + Business Media LLC.

Sze, Vivienne, Budagavi, Madhukar, et Gary J. Sullivan. 2014. High Efficiency Video Coding (HEVC) : Algorithms and Architectures. Springer.

Wien, Mathias. 2014. High Efficiency Video Coding : Coding Tools and Specification. Springer.

Le cours est disponible sur moodle. Tous les échanges d'information se feront en utilisant cet outil.

Site moodle : https://ena.etsmtl.ca