La présente invention a trait à un procédé d' amélioration de la fiabilité et de la qualité de réception de flux de données vidéo sur un réseau numérique sans fil entre autres , régi par des protocoles de communication par exemple de type WIFI . Les flux concernés sont envoyés en multicast, ou multidiffusion, c'est-à- dire qu' ils proviennent d' au moins un émetteur les diffusant vers des récepteurs d'un groupe abonné à ladite diffusion. Les dispo- sitifs récepteurs, ou clients, formant le groupe destinataire sont capables de visualiser les flux envoyés , et sont dotés à cet effet d' au moins une application permettant de traiter et de visualiser 1' information reçue .

Plus particulièrement, la présente invention porte sur un trai- tement, réalisé à la réception de flux vidéos, permettant d'amé- liorer la qualité des signaux décodés en présence de pertes de blocs de données .

L'une des applications possibles de l'invention est la diffu- sion pratiquement en temps réel d' événements de type rencontres sportives ou spectacles, dans le périmètre de l'enceinte où a lieu ledit événement. Le logiciel applicatif client permet d'une part la visualisation fluide des images vidéos proposées entre autres par un prestataire lié à l'organisateur de l'événement, et d'autre part d'enrichir la visualisation par des traitements susceptibles de conférer une valeur ajoutée aux flux vidéo reçus, par exemple une répétition et donc une revisualisation de certaines séquences, le cas échéant au ralenti .

De tels traitements impliquent que les flux vidéos, classique- ment transmis sous forme de paquets d' informations contenant es- sentiellement des groupes d' images , soient réceptionnés en une qualité suffisante d' abord pour que leur visualisation soit sim- plement confortable, puis également pour que les éventuels trai- tements ultérieurs des signaux puissent se baser sur un socle d'information suffisant à leur réalisation. Or, sur les réseaux locaux sans fil, quelque soit: les protocoles de communication utilisés et le mode de diffusion - cela s' ap- plique donc également aux réseaux WIFI en diffusion multicast qui seront utilisés dans le texte comme exemple préférentiel — le taux d'erreur de transmission est compris entre 0% et 15%, parfois plus. Ce taux d'erreur consiste en pratique en une perte de blocs d'informations transmis par le réseau. Dans l'hypothèse de trans- missions de flux vidéo, le résultat de ces pertes est une mauvaise qualité des vidéos obtenues , les images pouvant présenter des macroblocs exogènes qui les dégradent et dégradent par conséquent la qualité des flux, quand elles ne sont pas purement et simplement perdues. Selon le cas, ces pertes peuvent altérer le flux vidéo jusqu' à empêcher la diffusion de certaines séquences .

En pratique, les flux de données vidéo sont codés sous forme de paquets G qui sont en réalité essentiellement constitués de groupes d' images de différentes catégories , ces paquets étant en- suite divisés en des blocs de données. Selon un schéma classique, qui résulte d' ailleurs de la mise en œuvre par avance de conditions de récupération de données perdues , ces paquets G comportent cha- cun K premiers blocs de données qui codent essentiellement les images du flux vidéo et N blocs dits de redondance utilisables le cas échéant pour la correction d'erreur directe (par un algorithme de type FEC) .

Un flux comprend donc une succession de groupe d' images ou paquets G comportant chacun K+N blocs émise par le dispositif émetteur, qui l'envoie en multicast à des dispositifs de visuali- sation clients, par exemple des smartphones ou des tablettes.

Pour assurer une réception fiable et de qualité des flux vidéo, malgré les pertes toujours possibles, le procédé comporte selon l'invention et à titre principal les étapes suivantes, mise en œuvre par chaque dispositif client pour chacun des paquets G de données reçu du ou des dispositifs émetteurs:

a/ contrôle de la réception correcte des K premiers blocs de données , décodage et visualisation du flux vi- déo en cas de résultat positif ; b/ en l'absence de réception de la totalité des K pre- miers blocs de données , et si le nombre total X de blocs K+N reçus est au moins égal à K, décodage au moyen d'un algorithme de correction d' erreur directe (FEC) pour retrouver les données manquantes des blocs K, décodage et visualisation du flux vidéo en cas de résultat posi- tif ;

c/ si le nombre total X de blocs K+N reçus est inférieur à K ou en l'absence de résultat positif au décodage via l'algorithme de correction d'erreur directe (FEC), en- voi par le dispositif client d'un message unicast don- nant à l'émetteur des informations au moins sur le ou les blocs perdus ;

d/ si un algorithme statistique du dispositif émetteur organise le renvoi des données manquantes , contrôle de la réception correcte des données renvoyées par le dis- positif émetteur selon a/ et b/ , décodage et visualisa- tion du flux vidéo en cas de résultat positif.

L' idée à la base de 1' invention est de tenter de corriger les erreurs par étapes successives , la mise en oeuvre de chacune des étapes dépendant d'au moins un test effectué à l'étape précédente. La mise en œuvre des étapes dépend notamment du taux et de la répartition des erreurs détectées dans les paquets de données . Dans une hypothèse favorable, seule la première étape, c'est-à- dire le premier test, est mise en oeuvre. Si la totalité des K premiers blocs est parvenue au dispositif client, cela signifie qu'il n'y a pas d'erreur, pas de perte d'information, et le déco- dage vidéo peut s'effectuer en vue de la visualisation.

Dans une hypothèse plus défavorable, il faut faire appel à l'algorithme FEC pour retrouver des données manquantes cette étape permet en fait de corriger les pertes de blocs réparties dans le temps, lorsque le taux d'erreur n'est pas trop important (il est alors qualifié de faible à moyen) . La condition de mise en œuvre de cette étape est que le nombre total de blocs reçus est au moins égal à K. Selon la typologie des erreurs , cette étape peut tout à fait être soit un échec soit non réalisable par manque de données, et donc ne pas permettre de corriger les erreurs : c'est par exemple le cas lorsqu' il se produit des erreurs par exemple par paquets entiers, c'est à dire des erreurs regroupées, représentant un taux d'erreur qualifié de moyen à élevé. Une autre routine est alors à mettre en oeuvre, selon l'invention, qui suppose un échange avec le dispositif émetteur. Le client qui se trouve dans ce cas envoie un message en unicast à l'émetteur, lequel renvoie éventuellement les données manquantes suivant un algorithme statistique. Cela suppose évidemment que celles-ci aient été identifiées par le dispositif client.

L' intégrité ou la lisibilité des données renvoyées est contrô- lée selon les étapes a/ et b/ à la réception par le dispositif client , qui peut alors procéder au décodage du flux en vue de sa visualisation .

Le procédé de l'invention va cependant plus loin, et considère également l'hypothèse selon laquelle les données renvoyées par le dispositif émetteur ne sont toujours pas réceptionnées ou ne sont pas réceptionnées suffisamment rapidement, dans des conditions permettant d'afficher correctement le flux vidéo.

Dans ce cas , les étapes suivantes sont mises en œuvre selon l'invention :

' e/ en l'absence de réception correcte des données ren- voyées, contrôle de la réception d'une image de référence à codage interne dans le paquet G de données reçues , puis

" f/ si une telle image de référence est reçue complètement mise en œuvre d'un algorithme de dissimulation d'erreur appliqué sur les données compressées, et

' g/ décodage et visualisation du flux vidéo .

L' image de référence à laquelle il est fait allusion est celle avec laquelle commence typiquement le paquet G, essentiellement formé d'un groupe d'images dont la succession, répétée périodi- quement jusqu'à la fin de l'encodage, constitue in fine le flux vidéo encodé . C'est une image de référence à codage interne dont le décodage est autonome et ne dépend pas des images précédentes ou suivantes. Cette catégorie est utilisée en association avec des images d'autres catégories, par exemple à codage prédictif, dans un ordre qui définit un groupe particulier. Les images vi- sibles sont ensuite générées (ou décodées) à partir des images codées contenues dans ce groupe prédéfini .

Ce type d'image, indépendant des autres types d'image consti- tuant le groupe , est considéré comme image de référence , et le test visant à déterminer la pertinence de la mise en oeuvre d'un algorithme de dissimulation d'erreur est donc de préférence, selon l'invention, basé sur l'existence complète d'une telle image de référence .

Lorsqu'un dispositif client n'a pas pu reconstruire correcte- ment le flux vidéo renvoyé par le dispositif émetteur, il met en oeuvre une étape de dissimulation d' erreurs . Celle-ci n' est cepen- dant effectuée qu'à la condition qu'une image de référence ait été reçue dans le paquet de données G traité. Cette nouvelle étape basée sur la dissimulation permet de dissimuler les erreurs et de fournir, au moment du décodage, des échantillons encodés et cal- culés qui remplacent les échantillons manquants du signal à partir des données de 1' image de référence et des éventuelles autres images reçues dans le paquet G. L'estimation des parties man- quantes des images sur les données encodées permet d' atténuer visuellement les erreurs de réception de données dans les flux vidéo compressés, et s'effectue en exploitant les corrélations spatiales et temporelles entre images, soit à l'intérieur d'une même image (corrélation spatiale) soit dans les images passées ou futures (corrélation temporelle) . L' idée à la base de ces routines est qu' il y a rarement des changements brutaux entre pixels spa- tialement adjacents d'une image, et qu'il y a une continuité tem- porelle dans les images successives d' une séquence vidéo .

Le procédé de l'invention envisage ensuite la possibilité de la non réception d' une telle image référence à codage interne dans le paquet de données du flux en cours de traitement. Dans ce cas, selon une possibilité propre à l'invention, les étapes suivantes sont mises en oeuvre :

- h/ en cas de non réception d' une image de référence à codage interne dans le paquet G de données reçues , vé- rification de la réception d' au moins une image de ré- férence des paquets précédents 6-1 et suivant G+l,

- i/ mise en oeuvre d' un procédé d' interpolation sur les données non compressées ou linéaires pour la reconstruc- tion d' images , puis

" j/ décodage et visualisation du flux vidéo.

Ce nouvel étage du procédé de l'invention utilise cette fois des possibilités de reconstruction algorithmique plutôt que des techniques de dissimulation d'erreurs utilisées ci-dessus, dans un contexte un peu différent. Il s'agit de méthodes d' interpola- tion qui sont également envisagées de manière temporelle ou spa- tiale, et fonctionnent cette fois avec des flux vidéo non com- pressés. Dans une interpolation temporelle, elles permettent de générer des images manquantes dans un flux en utilisant les images précédentes et suivantes .

S'il advient qu'aucune des étapes décrites précédemment ne per- met d'aboutir, en particulier dans le cadre de la dernière étape mise en oeuvre, parce qu'il n'y a pas réception d'au moins une image de référence des paquets précédent G-l et suivant G+l, le paquet G n'est pas affiché.

Le procédé de l'invention est en réalité une chaîne de solutions successives visant à adapter la réponse du système à des défauts de transmission du signal vidéo dont la nature et gravité sont décelées de manière progressive .

L'invention va à présent être décrite plus en détail, en réfé- rence aux figures annexées, représentant une possibilité de mise en oeuvre du procédé de l'invention, et pour lesquelles

la figure 1 représente un organigramme schématisant la mise en œuvre globale du procédé de 1' invention ; et la figure 2 montre un même paquet de données, constituant un encodage possible d'un groupe d'images et, par répéti- tion, un flux vidéo, différents types de pertes de données possibles étant représentés sur ces paquets de données . En référence à la figure 1 , le premier test effectué dans le cadre du procédé consiste à vérifier si les K premier blocs ont été reçus. A chaque étape, après chaque test, dans une hypothèse favorable, c'est-à-dire s'il n'y a pas de problème de perte de données, ou s'ils ont été résolus, les paquets de données consti- tuant le flux vidéo sont traités par le décodeur vidéo en vue de la diffusion du flux transmis .

Si le résultat au premier test est positif, cela signifie no- tamment que le paquet de données correspond au cas N°l de la figure 2 , selon lequel les K premiers blocs du paquet de données ont été reçus. En figure 2 un code visuel définit les différents blocs, apparaissant dans la légende figurant au bas de la figure, et comprenant les premiers blocs K, les blocs K à N, les images de référence X et les blocs perdus .

Dans un hypothèse négative , le test suivant porte sur le nombre X de blocs reçus parmi l'ensemble des blocs K + N émis, c'est-à- dire incluant les blocs de redondance N, placés à la suite des blocs K dans les représentations de la figure 2. Si le nombre total de blocs reçus est au moins égal à K (même en cas d' erreurs , de blocs perdus) , c'est-à-dire si X ≥ K, correspondant au cas N°2 de la figure 2, un algorithme de correction d'erreur directe (FEC) est mis en oeuvre, puis un nouveau test de vérification est impie- menté. Comme il s'agit d'un type de correction qui est adapté à des pertes réparties dans le temps, sur l'ensemble du paquet de données, c'est-à-dire sur l'ensemble des blocs N+K, cette straté- gie de correction d'erreur ne fonctionne pas nécessairement.

Si ce test est négatif, ce qui peut signifier que les pertes de données sont plutôt concentrées et non pas réparties, ou si le nombre X de blocs reçus parmi les N+K blocs est inférieur à K - correspondant au cas N°3 de la figure 2 - une procédure (dite NAK) de rappel des données non reçues est lancée. Cette routine im- plique une communication unicast en sens inverse, entre un des dispositifs clients de réception et un dispositif émetteur, et nécessite une identification des données manquantes.

Ce dernier renvoie en unicast ou en multicast les données iden- tifiées par le client comme non reçues suivant un algorithme sta- tistique, et un nouveau test de réception correcte est réalisé dans le dispositif client. Le test suivant concerne la réception correcte d'une image de référence X à codage interne par paquet ou groupe d'images i. En figure 2, l'image de référence I est placée en début du paquet, ce qui est très généralement la place qu'elle occupe dans de tels encodages. Si cette image I est com- plètement ou partiellement reçue, c'est-à-dire dans les cas N°4 et N°5 illustrés en figure 2, les erreurs de transmission consta- tées et qui n' ont pas été résolues dans les étapes précédentes sont traitées au moyens d'un algorithme de dissimulation. Les erreurs sont dans ce cas dissimulées au niveau du décodeur vidéo , mais pas corrigées. L'objectif de ce type de routines, qui agit sur les flux de données compressés, est d'atténuer visuellement les erreurs de réception dans les flux vidéo.

Dans l'hypothèse inverse, c'est-à-dire s'il n'y a pas de ré- ception d' une image de référence à codage interne I dans le groupe d' images ou paquet G, le procédé de 1' invention teste la réception d' une telle image de référence ∑ dans les paquets ou groupes d'images G-l et G+l . Cela correspond au cas N°6 de la figure 2. Si c'est le cas, une reconstruction des images détériorées peut encore être mise en œuvre, sur la base d'un algorithme d'interpo- lation agissant sur les flux vidéo non compressés , et générant les images manquantes ou les parties d' image manquantes respecti- vement en utilisant les images immédiatement précédentes ou sui- vantes dans la succession d'images, dans une perspective tempo- relie , ou en utilisant les parties de la même image immédiatement adjacentes à celles qui manquent, dans une perspective spatiale.

Lorsqu' aucun de ces traitements successifs ne réussit de ma- nière satisfaisante, le paquet ou groupe d'images n'est pas affi- ché. L' Invention ne se limite bien entendu pas aux exemples décrits et expliqués en référence aux figures, mais elle englobe les va- riantes et versions qui entrent dans la portée des revendications .