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Video Numérique – Formats 1er Séminaire des nouveaux médias de production et diffusion Ouagadougou - Burkina Faso 4-7 mars 2007 La coopération par la télévision.

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1 Video Numérique – Formats 1er Séminaire des nouveaux médias de production et diffusion Ouagadougou - Burkina Faso 4-7 mars 2007 La coopération par la télévision

2 Numérisation Echantillonnage –Passage du continu au discret –Le pas d'échantillonnage définit la finesse de lapproximation Quantification –Pour limage, la valeur de chaque pixel décomposé en RVB –Pour le son, cest lamplitude pas

3 Fréquence Image Mouvement décomposé en succession dimages fixes Video 25 (ou 30) images/seconde Cinéma 24 images/seconde Débit vidéo autour de 270 Mb/s Nécessité de compresser pour réduire le flux

4 Compression Avec perte ou sans perte Par réduction –Chromatique –Temporelle –Spatiale Par élimination des redondances –Spatiales –Temporelles –Psycho sensorielles

5 Compression par réduction Chromatique L'œil humain ne peut distinguer que 4 millions de nuances Les cônes sont plus nombreux que les bâtonnets

6 –YCbCr : une variante de YUV pour la TV numérique Utilisé par les codeurs vidéos comme format du signal en entrée manière de représenter l'espace colorimétrique en vidéo, issue essentiellement des problèmes de transmission hertzienne. Y luminance = 0,3R + 0,6V + 0,1B 2 infos de chrominance : –Cb = Y - B –Cr = Y - R Compression par réduction Chromatique

7 Compression réduction Chromatique 4:2:2 4:1:1 4:2:0 Co-sited 4:2:0 Mid-sited

8 Compression par réduction Chromatique

9 Compression par réduction Temporelle Réduction de la fréquence Effet de scintillement perçu si < 40 i/s Fréquence d'images –Cinéma : 24 images/s –TV Europe : 25 images/s (50Hz) –TV US/Japon : 30 images/s (60Hz) –TV numérique : 60 images/s –Informatique : Hz

10 Compression par réduction Temporelle Entrelacé (TV analogique) –Affiche la trame impaire puis la trame paire 25 fois/s –Trames (field) = moitié d'une image Progressif (PC-Cinéma) –Toute l'image est affichée en une seule fois. Doubleur de fréquence

11 Compression par réduction spatiale CIF –Common Intermediate Format 352 lignes/image (=720/2 mod 16) 288 colonnes/image (=575/2 du format PAL/SECAM) 30 images/sec. (du format NTSC) –Format commun EU et US

12 Compression par réduction spatiale

13 Compression Avec perte ou sans perte Par réduction –Chromatique –Temporelle –Spatiale Par élimination des redondances –Spatiales –Temporelles –Psycho sensorielles

14 Élimination des redondances Spatiales Pixels voisins dans une image, respectant un critère de similarité

15 Élimination des redondances Temporelles Pixels sis aux mêmes lieux dans des images successives, respectant un critère de similitude

16 Élimination des redondances psycho sensorielles Prendre en compte les capacités auditives et oculaires de l'humain Par exemple –Forte importance de la luminance par rapport à la chrominance –Bande passante auditive de 20Hz à 20KHz –Proximité des fréquences

17 Les algorithmes de compression Intra image Inter images

18 Les algorithmes de compression Intra image Compression spatiale (MJPEG, DV) Motion JPEG (noté MJPEG ou M-JPEG, à ne pas confondre avec le MPEG) consiste à appliquer successivement l'algorithme de compression JPEG aux différentes images d'une séquence vidéo. Etant donné que le M-JPEG code séparément chaque image de la séquence il permet d'accéder aléatoirement à n'importe quelle partie d'une vidéo.

19 Les algorithmes de compression inter image Différences entre images successives Les informations se déplacent légèrement d'une image à l'autre Algorithme de compensation de mouvement –Seules les différences sont codées pour l'image courante MPEG1, MPEG2, MPEG4, DivX

20 Formats de fichier Conteneur qui permet de rassembler: –un ou des flux vidéo ; –un ou des flux audio ; –d'autres données, par exemple : une description des flux que contient le conteneur ; des métadonnées (auteur, date, etc.) ; des sous-titres ; des chapitrages ; etc On le repère par lextension de fichier (avi, mpg, ts, vob, wmv, asf, qt…) Stream : flux compressé grâce à un codeur (codec). MJPEG, DV, MPEG1, MPEG2

21 Formats de fichier Stream : flux compressé grâce à un codeur (codec). MPEG-1, qui est de moins en moins (VCD). MPEG-2, qui est le codec utilisé notamment par les DVD vidéo standard et la télévision numérique. Les implémentations du MPEG-4 ASP, comme DivX et XviD MJPEG, DV pour le montage vidéo image par image MJPEG2000, évolution de MJPEG pour le cinéma numérique, l'imagerie de précision (médicale, spatiale...) Les implémentations de MPEG-4 AVC / H.264 : X264, ATEME. DVCPRO

22 Formats de fichier - Résumé Un conteneur une ou plusieurs flux déjà encodés à l'aide de codecs.Généralement, il y a un flux vidéo et un flux audio. AVI, Ogg, MOV, ASF, MP4,… sont des conteneurs. Les flux contenus peuvent être encodés à l'aide de codecs différents. Dans un monde parfait, vous pourriez mettre n'importe quel codec dans n'importe quel conteneur. Malheureusement il y a quelques incompatibilités.

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