Encodage multiple des images : comparaison et analyse par logiciels de référence de JPEG2000 et HEVC

La résolution des vidéos et images ne cesse d’évoluer. Passant d’une résolution répan- due de 1920x1080, le futur se tourne à présent vers des formats 4K ayant une résolution quatre fois supérieure. Commençant à peine à se profiler sur le marché (télévisions, camé- ras et autres), certaines vidéos sont déjà disponibles au format 8K sur le lecteur en ligne YouTube. L’accroissement du volume d’informations, tant au niveau vidéo qu’au niveau de l’image, oblige les organisations de normalisation à développer de nouvelles solutions pour palier au problème de transfert et de stockage des données. La première version de la très prometteuse norme HEVC a été finalisée en avril 2013. Faisant l’objet de modifications et d’améliorations depuis lors, la norme en est mainte- nant à sa troisième version. Devant succéder à la norme H.264 relative à la compression de la vidéo, c’est la partie concernant la compression d’images qui fera l’objet de ce mé- moire. Mis au point en l’an 2000 par le Joint Photographic Expert Group (JPEG), le format JPEG2000 offre actuellement les meilleures performances en terme de compres- sion d’images. C’est dans ce cadre spécifique de la compression d’images que ce mémoire s’interroge sur les performances d’HEVC par rapport à JPEG2000. Pour réaliser cette étude comparative entre HEVC et JPEG2000, plusieurs méthodes ont été employées. Le premier chapitre de mon travail vise à comparer les normes en elles- mêmes. Sur base des documents produits sur le sujet, mon défi a été de comprendre et comparer les différences spécifiques des deux normes. Certains articles scientifiques pro- posent déjà des "tutoriels" sur le sujet. Le domaine étant assez complexe dans l’ensemble pour quelqu’un sans connaissance préalable, un certain temps d’adaptation m’a été néces- saire afin de pouvoir appréhender cette matière. Dans cette optique, ce mémoire se veut vulgarisateur de manière à pouvoir être lu et compris par le plus grand nombre. Le deuxième chapitre se consacre à une brève entrevue du code composant les deux normes de manière à observer la façon dont elles ont été mises en œuvre et d’analyser les outils exploités (méthodes de programmation, langages, etc.). Le chapitre suivant porte sur les études comparatives, nombreuses, ayant déjà été réalisées sur le sujet [14][8]. En effet, promettant des performances allant jusqu’à 30% supérieure à JPEG2000, les dires d’HEVC ont déjà été vérifiés à plusieurs reprises. Des analyses de comparaisons lors de compressions simples entre les deux normes ont ainsi fait l’objet de plusieurs travaux. Jusqu’à présent, les résultats obtenus par les différents chercheurs vont tous dans le sens d’HEVC : ses performances sont de 20% à 30% supérieures à celles de JPEG2000. Le chapitre quatre présente les résultats des tests que j’ai effectués à propos des deux formats. De façon à ne pas être redondant avec ce qui a déjà été fait et refait, l’étude comparative des performances entre HEVC et JPEG2000 ne se fait pas lors de compres- sions simples (l’image originale est compressée une fois par chaque norme avant d’être comparée) mais plutôt lors de cycles de compression/décompression afin d’observer la dégradation de l’image engendrée par ceux-ci. Le cahier des charges qui peut être exploité afin d’implémenter une version d’HEVC est décrit en annexe C. Au niveau de la littérature scientifique, différentes sources d’informations ont été em- ployées afin d’atteindre les objectifs de cette étude. Des articles scientifiques dits "tuto- riels" ont été utilisés pour la compréhension des normes. Concernant HEVC, les spécifica- tions émises par le Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC), organisation en charge du développement de la norme, ont été utilisés. Les différentes études déjà réalisées ont toutes fait l’objet d’articles scientifiques également et ont pu être récupérées afin de faire l’objet d’un résumé succinct.