Un nouveau JPEG pour la réalité virtuelle et les voitures autonomes
Touradj Ebrahimi, président du groupe d'experts JPEG©7tin.cn
Dirigé par un professeur de l’EPFL, le groupe international d’experts en compression d’image (JPEG) vient de finaliser le JPEG XS. Avec ce nouveau format, le procédé de compression est moins énergivore, et les images de qualité supérieure transiteront avec des délais ultra-courts à travers des réseaux à larges bandes passantes comme la 5G. JPEG XS vise les applications telles que la réalité virtuelle, la réalité augmentée, l’imagerie spatiale, les voitures autonomes, et l’édition de films par des professionnels.
Pourquoi les casques de réalité virtuelle provoquent-t-ils des nausées chez les utilisateurs? L’une des raisons réside dans le temps de latence – presque imperceptible – entre les mouvements de la tête et l’affichage des images sur le casque. Dirigé par Touradj Ebrahimi, professeur à la faculté des Sciences et Techniques de l’Ingénieur de l’EPFL, le groupe d’experts international Joint Photographic Experts Group (JPEG) vient de mettre au point le JPEG XS, un nouveau standard de compression des images qui pourrait résoudre ce problème.
Avec le JPEG XS, la compression des images et films est réduite et les procédés d’encodage et de décodage sont moins complexes, donc plus rapides et moins énergivores. Au final, les fichiers sont plus volumineux. Cela n’est toutefois pas un problème si on utilise les larges bandes passantes qu’offrent le WIFI et bientôt la 5G. L’idée n’est pas de les stocker dans les smartphones ou d’autres appareils à la mémoire limitée, mais de les transmettre en continu.
Imaginons un instant pouvoir utiliser son smartphone, sa tablette ou son ordinateur pour projeter sur grand écran un film en haute définition, ou un jeu vidéo en ligne de façon quasi instantanée. Le tout sans câbles et avec une qualité d’image très élevée.
Un changement de paradigme
«Pour la première fois dans l’histoire du codage d’images, nous compressons moins pour mieux préserver la qualité, et réduisons les délais tout en consommant moins d’énergie», explique Touradj Ebrahimi, qui dirige le Multimedia Signal Processing Group à l’EPFL. «Nous voulons être plus intelligents. Utiliser moins de ressources, et de façon plus adéquate. Cela représente un changement de paradigme.»
Depuis 25 ans, le format JPEG, utilisé dans le monde entier (voir encadré), propose en effet une compression qui réduit typiquement par 10 la taille des fichiers d’images. Il a été développé pour permettre le stockage d’images dans de petits appareils photos et un partage facilité sur des réseaux de communication. A présent, au vu des nouveaux canaux à larges bandes passantes et des technologies de plus en plus sophistiquées, la philosophie a évolué. La jeune sœur JPEG XS propose une compression par un facteur 6 au maximum, et ne vise pas forcément le stockage. «Après compression, le résultat est transparent. Même les experts ne peuvent plus faire la différence entre l’image d’origine et celle qui a été compressée», commente Touradj Ebrahimi.
Des applications très nombreuses
Le nouveau format peut être utile partout où il est important de transmettre de façon instantanée des images à un processeur. Parmi les utilisateurs potentiels se trouvent les «yeux» des drones ou des voitures autonomes : des technologies où un temps de latence trop long est synonyme de danger.
En matière de stockage d’images, les téléphones portables et autres appareils à mémoire limitée continueront à utiliser le JPEG. Le nouveau format suscite par contre déjà l’intérêt de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Les algorithmes peu gourmands en énergie de JPEG XS sont un atout pour les sondes spatiales, qui ne disposent que d’une infime source d’énergie pour prendre des clichés de très haute qualité.
Autre avantage, comme tous les standards JPEG précédents, JPEG XS est « open source » et donc ouvert à tous. L’association des professionnels de la télévision de du cinéma (SMPTE), basée à Hollywood, pense déjà à l’adopter comme format d’édition. «Avec le format JPEG XS, il est possible de récolter les images avec différents appareils, puis de tout insérer tel quel directement dans le logiciel de montage», explique Touradj Ebrahimi. Pour l’instant, chaque marque de caméras vidéo fonctionnant avec des techniques d’imagerie à grande gamme dynamique (HDR) utilise ses propres algorithmes de codage. A cause de cette particularité, les fichiers doivent être à chaque fois transcodés pour la partie édition. JPEG XS va résoudre ce problème.
Testé et approuvé à l’EPFL
En plus de coordonner l’élaboration des nouvelles normes JPEG, Touradj Ebrahimi a développé en collaboration avec son équipe de nouvelles techniques d’évaluation pour tester les performances de JPEG XS, ce qui a permis d’en valider la partie technologique. L’industrie multimédia est à présent en attente de l’approbation finale par les pays membres de l’organisation internationale des normes (ISO). Ensuite seulement, il sera possible de lancer des produits et services basés sur JPEG XS.
«Dans le futur immédiat, JPEG XS fonctionnera d’abord pour des applications professionnelles telles que l’édition de films, l’imagerie spatiale et les caméras à usage professionnel. Puis ce sera le tour des produits grand public qui comprennent les voitures autonomes, la réalité virtuelle, la réalité augmentée, les connections sans fils entre appareils multimédias et moniteurs TV ou projecteurs», ajoute Touradj Ebrahimi. «Pour utiliser JPEG XS, l’utilisateur lambda devra logiquement posséder la génération suivante d’appareils. En terme de logiciel, une simple mise à jour suffira probablement, comme on le fait de temps en temps sur nos ordinateurs et téléphones intelligents.»
- Entre 10 et 15 milliards. C’est le nombre d’images en format JPEG partagées quotidiennement sur les réseaux sociaux dans le monde.
- 25 ans. Le nombre d’année qui se sont écoulées depuis que le premier standard JPEG a été créé. Il permet de stocker et de partager les images rendues très légères.
- 10. Le taux de compression typique des images JPEG.
