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Numérique :– 1993 : Standard MPEG2, TV Numérique (DirecTV) – 1995 : DV– 1996 : DVD– 2001 : Films cinéma tournés 100% en TVHD
(Vidocq de C. Comar alias Pitof, Starwars ep. II de G. Lucas)– TVHD : 1920x1080, 16:9, 24fps
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Images Animées Analogiques
Vidéo (Normes TV - PAL) :– 625 lignes dont 575 visibles– 25 images/seconde avec entrelacement– Espace colorimétrique Luminance-Chrominance (YUV)– Moins de bande passante (donc moins de résolution)
pour la couleur– VHS, S-VHS, Hi8 : CIF (360 x 288)
Film– 24 images/seconde, progressif (sans entrelacement)– Résolution dépendante du grain du film
(équivalent numérique : 2K (2048 x 1536))
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la vidéo analogique
Principe de la TV (balayage) : 1930Retransmission JO Berlin : 1939
La transmission de l'image s'effectue en mode entrelacé :– On transmets d'abord les lignes paires de
l'image(trame paire)
– Puis les lignes impaires(trame impaire)
– La fréquence est doublée (50 demi-images / sec)
Même bande passante, mais :– Fatigue visuelle réduite (rémanence du
tube et persistance rétinienne)– Comme l'acquisition et la restitution
se fait en entrelacé : meilleure capture du mouvement (plus fluide)
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Entrelacement
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Entrelacement des images
L'entrelacement est gênant pour le traitement d'image si il y a mouvement.
Très souvent, l'acquisitionmême de l'image esteffectué en mode entrelacé
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Conformité avec la TV analogique
La plupart des caméras respectent les normes vidéo analogiques(généralement PAL) :– 25 images/sec, entrelacement
(donc 50 trames/sec), 625 lignes dont 575 sont visibles.
– Il faut pouvoir brancher directement un moniteur de contrôle
– Il faut pouvoir enregistrer le signal sur un magnétoscope
– Une carte d'acquisition numérise le signal si l'image doit être traitésur ordinateur…Les paramètres de l’image acquise peut différer de l’image capturée par le CCD
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Caméra à sortie numérique
– Il existe des caméras intégrant l'ensemble de l'image àl'instant T (mode progressif) et transmettant les trames successivement
– Il existe des caméras 100% progressives• Changer d'interface… une interface numérique s'impose
(IEEE 1394, CameraLink, USB2)• La présence d'une interface numérique ne signifie pas que
les images sont produites en mode progressif !
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Vidéo Numérique Sans Compression
Séparation de la luminance et de la chrominance (espace YUV ou YCrCb). Luminance et 2 informations chromatiques (Y-R, Y-B)Sous-échantillonnage de la chrominance (4:2:2 ou 4:1:1 ou 4:2:0)
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Vidéo Numérique Sans Compression
Calcul du débit vidéo :– 4:2:2
• 720 x 576 (luminance) + 360 x 576 (Cr) + 360 x 576 (Cb) x 8 bits = 6635520 bits / image = 829440 octets / image
• soit un débit de 829440 x 25 = 20,736 Mo/sec ou 166 Mb/sec
– 4:1:1• 720 x 576 (luminance) + 180 x 576 (Cr) + 180 x 576 (Cb)
x 8 bits = 4976640 bits / image = 622080 octets / image• soit un débit de 15,552 Mo/sec ou 124 Mb/sec
– 4:2:0• 720 x 576 (luminance) + 360 x 288 (Cr) + 360 x 288 (Cb)
x 8 bits = 4976640 bits / image = 622080 octets / image• soit un débit de 15,552 Mo/sec ou 124 Mb/sec
Un disque dur de 1Go (10 Go) peut contenir :– 51 secondes (8m30s) de vidéo sans compression 4:2:2– 68 secondes de vidéo sans compression en 4:1:1 ou 4:2:0– 4 minutes et 45 secondes de vidéo DV (avec compression!)
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Vidéo Numérique Avec Compression
CodecCOdeur/DECodeur ou COmpresseur/DECompresseur– Software / Hardware– Avec ou sans perte
Format d’encapsulation : AVI– Le format AVI (comme les
.WAV) est un fichier RIFF (Ressource InterchangeFile Format)
– Portabilité du fichier ?
Logiciels disponibles pour l’encodageQualité de l’imageApplication
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Vidéo Numérique : DV
Format DV : Digital VidéoDéveloppé par un consortium de 10 constructeurs dont Sony(Panasonic et JVC pour des équipements pro)
Compression propriétaireCompression DCT (proche du JPEG) intra-image réduisant le débit à25 Mbits/sec = 3,5 Mo/sec en 4:2:0 ou 4:1:1 Disque dur 7200 rpm : 8-10 Mo/secCodec software ou hardwarePremier codage effectué par le caméscopeDuplication sans perteMontage à l’image prèsDécompression/compression nécessaire que pour le calcul d’effets
Variantes professionnelles (mêmes principes, mais caractéristiques différentes pour les bandes) :DVCAM, DVCPRO25 et DVCPRO50
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Vidéo Numérique : DV
Utilisation du bus IEEE1394 comme moyen de transport privilégié– Développement conjoint
SONY/APPLE (aussi nomméfirewire ou i-link)
Bus synchrone à débit élevé(50 Mo/sec) destiné a connecter les équipements multimédia et mémoires de masseCartes interface disponibles, intégration dans certains portables ou iMacCoût élevé de la connectique
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MPEG
MPEG : Motion Picture Expert GroupMPEG1– débit max d’environ 1 Mb/sec (de l’ordre de 150
Ko/sec).– En général, format d ’image de 360 x 288 (CIF)– Application multimédia lue depuis un CD-ROM, VCD,
vidéos sur le Web.
MPEG2– débit max d’environ 10 Mb/sec (soit 1.25 Mo/sec),
format d ’image de 720 x 576, normes du DVD vidéo– Qualité TV, utilisé en diffusion numérique (DVB : câble,
satellite, bientôt terrestre)– Normes peuvent être outrepassées impossibilité de
lecture sur du matériel standard
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MPEG
MPEG– Format de diffusion (encodage final)– Stream / téléchargeable– Peu adapté au montage délicat (compression
inter-frame)
– Utilisé pour :• Le CD-i (MPEG1) – Visioconf (variante)• Le VCD (MPEG1), le S-VCD (MPEG2)• Le DVD (MPEG1 et MPEG2)• La diffusion : DVB (Digital Video Broadcasting)
DVB-T, DVB-S, DVB-C
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MPEG
La compression MPEG : succession de méthodes de compression. Taux de compression considérable 20:1
Débit variable selon le type d’image (I-frame, P-frame, B-frame) et selon le mouvementEncodage selon divers critères en une ou 2 passes
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Profil
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MPEG 4
MPEG4 : Coding of Audiovisual Objects– Adaptation à des débits variables entre 5Kb - 10 Mb/sec.– Résolution et fréquence images QCIF - TVHD– Deux types d’algorithmes de compression:
• VLBV (Very Low Bit Rate Video), de 5 Kbit/s à 64 Kbit/s.• HBV (Higher Bit Rate Video) - de 64 Kbit/s à 2 Mbit/s
– Encodage basé sur le contenu (objets médias)– DRM (Digital Rights Management)– AIC :Advanced Interactive Content : Interactivité