Normes, codecs, ﬁchiers - Université de...

Normes, codecs, fichiers...notions de base

Philippe Martin – Faculté des sciences de Nantes

DéfinitionsVidéo

Film constitué d'une suite d'images se succédant à une cadence suffisante pour produire par persistance rétiniène un effet d'animation.

Le tout est obtenu par des moyens électroniques et informatiques, car lorsque le support est une pellicule sur laquelle on peut directement voir les images, on parle plutôt de film (film de cinéma).


Définitions

Ambiguité du terme sortie vidéo sur un ordinateur

Il y a quelques années seulement cela désignait toujours la prise sur laquelle on branche le moniteur.

Ces prises continuent d'exister (cela va de soi) mais on rencontre maintenant d'autres entrées/sorties permettant de connecter du matériel répondant à d'autres normes (téléviseur, magnétoscope, caméra, ...)


Supports

C'est l'utilisation d'un support électronique pour coder les images qui a permis l'étonnant développement que l'on connaît de la vidéo face au cinéma (coûts très faibles des supports par rapport au coût de développement des films)


Codage

Une information vidéo contient de manière codée la suite des images ainsi que le son correspondant à ces images.

Ces deux types d'informations sont traitées en même temps à la lecture mais elles sont bien distinctes dans le codage.


Analogique/numérique

En codage analogique, chacune des informations (image, son) se présente sous forme d'un signal électrique (conducteur électrique), magnétique (bande magnétique, cassette) ou électromagnétique (ondes de télévision).

Quelque soit le support utilisé, l'information peut être modélisée par une fonction mathématique (signal) à allure à peu près continue et dérivable (même si la fonction présente de brusques variations parfois)



En codage numérique, chacune des informations est d'abord codée sous forme numérique (suite de 0 et de 1). Ces 0 et ces 1 peuvent ensuite être transmis ou mémorisés par tous les procédés utilisé en analogique, plus d'autres nouveaux.

Les trois grandeurs physiques (électrique, magnétique, électro-magnétique) peuvent être utilisées pour coder les 0 et les 1 (de manière analogique !)



On peut transmettre par les même moyens qu'en analogique des signaux numériques (avec une meilleure fiabilité)

De plus des supports nouveaux comme les cédéroms et les dévédéroms permettent de stocker de grandes quantités d'informations numériques (sous forme de petites cuvettes qui codent les 0 et les 1 par la profondeur)


Signaux

Formes des signaux analogiques et numériques


Analogique/numériqueAvantages de l’analogique

Facilité à traiter les données en temps réel par des circuits électroniques

Coût ?

Avantages du numériqueRecopie des données brutes sans pertes

Qualité contrôlée et paramétrable

Insensibilité au bruit et parasites

Nombreuses possibilités de traitements, facilité de montage (montage non linéaire)


Normes de la vidéoLes normes vidéos concernent le codage analogique utilisé pour la sortie vers un écran de télévision ou un magnétoscope par exemple.

les principales normes sont :le pal,

le sécam,

le NTSC

Le système NTSC est le plus ancien. Il est utilisé en amérique du nord.

En Europe c'est le PAL qui domine, le système français Sécam lui laissant peu à peu la place.


Les codecs

Codec vient de COmpactage-DECompactageAu niveau d'un signal numérique, l'information est codée comme une succession de 0 et de 1.Des algorithmes sont nécessaires pour pratiquer l'encodage (par exemple depuis un signal analogique) afin de permettre un stockageDans l'autre sens, le décodage afin par exemple de restituer une séquence vidéo sur un écran à partir des données numériques.Ces algorithmes sont implémentés sous forme de briques logicielles nommées codec.


Formats de fichiers

Les vidéos numériques sont manipulées sur les ordinateurs sous forme de fichiers

Selon le système d’exploitation les fichiers prennent des structures légèrement différentes

Mac OSX : fichiers QuickTime extension .mov

Windows : fichiers avec extension .avi


Formats de fichiersNe pas confondre Norme vidéo, codec et format de fichiers

Un fichiers QuickTime peut contenir une vidéo encodée en DV avec la norme Pal. Il en est de même d’un fichier avi

Pour qu’une vidéo soit lisible sur un ordinateur il faut que le format de fichier soit connu du logiciel, que le codec utilisé possède sont décodeur dans le système et enfin que la norme soit la bonne si on sort sur un matériel vidéo externe


Données sur les normes

LE NTSC (National Television System Comite)Introduit à la fin des années 1940.

Le nombre d'images par seconde est de 30 environ (29,97 en réalité !)

rapport 4/3

525 lignes

LE PAL/SECAM (Phase Alternating Line / Séquentiel Couleur avec Mémoire)

Le nombre d'images par seconde est de 25

rapport 4/3

625 lignes


Entrelaçage

Afin d'éviter le scintillement de l'image, le balayage d'un écran cathodique de télévision se fait en deux temps : les lignes paires puis les lignes impaires. On parle de balayage entrelacé.

Le balayage entrelacé n'a plus de raison d'être avec les écrans de type informatique (LCD, plasma,...). On utilise un mode d'affichage direct nommé affichage séquentiel.


Rapport d’affichage

En télévision on utilise à présent un rapport de 16/9, plus proche du format du cinéma, à la place du rapport 4/3.

Un tel format est plus agréable pour la vision humaine car l'angle de vision du regard humain est plus grand en largeur qu'en hauteur.

Le passage d'un rapport à un autre entraîne nécessairement l'introduction de bandes noires si l'on souhaite ne pas étirer l'image.


Rapport d’affichageAffichage d'une image 16/9 sur un écran 4/3 (Letterbox)

Affichage d'une image 4/3 sur un écran 16/9 (Rideaux)

Affichage

Il existe d'autres options de visualisation que l'on retrouve sur certains téléviseurs :

pour afficher une image 16/9 sur un écran 4/3, au lieu de perdre une partie de l'écran en bandes noires, on utilise tout l'écran et l'on accepte de tronquer une partie de l'image à gauche et à droite (Pan Scan).

Affichage

Dans les différents formats vidéos, les pixels utilisés sont rectangulaires et non pas carrés comme sur un écran d'ordinateur.

Ordinateurs : 640/480 = 800/600 = 1024/768 = 1280/960 = 2048/1536 = 4/3 = 1.3333333333

Vidéo Pal : 720/576 = 5/4 = 1,25

Cette différence est la cause de déformations des images si les logiciels de gestion de la vidéo ne prennent pas correctement en charge les changements de rapports.


Anamorphose

En vidéo numérique, le format 16/9 est disponible sur de nombreuses caméras. Il ne faut pas croire qu'il s'agisse d'une meilleure résolution d'image.

Que l'on filme en 4/3 ou en 16/9, le nombre de pixels reste le même aussi bien en lignes qu'en colonnes.

En 16/9 les pixels sont simplement plus large qu'en 4/3.


AnamorphoseTout se passe comme si à la prise de vue on comprimait l'image en largeur et qu'on l'étirait dans les mêmes proportions au moment de la restituer sur un écran (image anamorphosée)

image normale en 16/9 et image anamorphosée en 4/3


Écrans de cinéma

Le cinéma utilise d'autres formats encore plus large que le 16/9 :

Télévision traditionnelle : 4/3 soit un rapport de 1,33

Vidéo large : 16/9 soit un rapport de 1,78

Film ordinaire : rapport 1,85

Film Panavision : rapport 2,35

Dans ces conditions rien de surprenant à ce qu'un film en Panavision s'affiche en Letterbox, même sur un téléviseur 16/9.


Zone de sécuritéEn télévision, traditionnellement, l'image vidéo déborde sur les côtés du tube cathodique et par conséquent n'est pas entièrement visible. Une bordure périphérique est plus ou moins cachée sur une largeur dépendant du modèle de téléviseur, mais ne dépassant jamais une certaine valeur imposée.

Cette zone est appelée « section TV ». Elle n'existe pas pour les images informatiques, lesquelles n'occupent qu'une partie de l'écran.

Zone perdue de l’image

Zone visible


Zone de sécuritéCette notion a une grande importance lors de la réalisation vidéo : si une information doit absolument être visible, elle doit se trouver hors de la section TV.

Tout ce qui se trouve dans cette zone est susceptible d'être masqué à l'écran. C'est évidemment gênant pour les titres et sous-titres. On peut aussi en tenir compte à la prise de vues.

Comme les logiciels permettant le travail sur des séquences vidéos affichent les images complètes, le problème n'est pas visible au niveau informatique. Ces logiciels proposent en principe l'affichage d'un cadre permettant de visualiser la « zone de sécurité ».

Normes, codecs, ﬁchiers - Université de...

Documents

Transcript of Normes, codecs, ﬁchiers - Université de...