Vidéo numérique partie 6
Présentation technique
Les pellicules standard enregistrent généralement à 24 images par seconde. Pour la vidéo, il existe deux normes de fréquence d'images : NTSC, à 30/1,001 (environ 29,97) images par seconde (environ 59,94 trames par seconde), et PAL, à 25 images par seconde (50 trames par seconde). Les caméras vidéo numériques sont disponibles dans deux formats de capture d'image différents : balayage entrelacé et balayage progressif. Les caméras entrelacées enregistrent l'image en séries de lignes alternées : les lignes impaires sont balayées, puis les lignes paires sont balayées, puis les lignes impaires sont à nouveau balayées, et ainsi de suite.
Un ensemble de lignes paires ou impaires est appelé une trame, et une paire consécutive de deux trames de parité opposée est appelée une trame. Les caméras à balayage progressif enregistrent toutes les lignes de chaque trame comme une seule unité. Ainsi, la vidéo entrelacée capture le mouvement de la scène deux fois plus souvent que la vidéo progressive pour la même fréquence d'images. Le balayage progressif produit généralement une image légèrement plus nette, mais le mouvement peut ne pas être aussi fluide que la vidéo entrelacée.
La vidéo numérique peut être copiée sans perte de génération, ce qui dégrade la qualité dans les systèmes analogiques. Cependant, un changement de paramètres comme la taille de l'image ou un changement de format numérique peut diminuer la qualité de la vidéo en raison de la mise à l'échelle de l'image et des pertes de transcodage. La vidéo numérique peut être manipulée et éditée sur des systèmes de montage non linéaires.
La vidéo numérique a un coût nettement inférieur à celui du film 35 mm. Par rapport au coût élevé du film, les supports numériques utilisés pour l'enregistrement vidéo numérique, tels que la mémoire flash ou le disque dur, sont très peu coûteux. La vidéo numérique permet également de visionner des séquences sur place sans le traitement chimique coûteux et chronophage requis par le film. Le transfert réseau de vidéo numérique rend inutile la livraison physique de bandes et de bobines de film.
La télévision numérique (y compris la TVHD de meilleure qualité) a été introduite dans la plupart des pays développés au début des années 2000. Aujourd'hui, la vidéo numérique est utilisée dans les téléphones mobiles modernes et les systèmes de visioconférence. La vidéo numérique est utilisée pour la distribution de médias sur Internet, notamment la vidéo en streaming et la distribution de films peer-to-peer.
Il existe de nombreux types de compression vidéo pour diffuser des vidéos numériques sur Internet et sur des disques optiques. Les tailles de fichier des vidéos numériques utilisées pour le montage professionnel ne sont généralement pas pratiques à ces fins, et la vidéo nécessite une compression supplémentaire avec des codecs pour être utilisée à des fins récréatives.
En 2017, la résolution d'image la plus élevée démontrée pour la génération de vidéos numériques est de 132,7 mégapixels (15360 x 8640 pixels). La vitesse la plus élevée est atteinte dans les caméras industrielles et scientifiques à grande vitesse qui sont capables de filmer des vidéos 1024x1024 jusqu'à 1 million d'images par seconde pendant de brèves périodes d'enregistrement.
Propriétés techniques
La vidéo numérique en direct consomme de la bande passante. La vidéo numérique enregistrée consomme du stockage de données. La quantité de bande passante ou de stockage requise est déterminée par la taille de l'image, la profondeur de couleur et la fréquence d'images. Chaque pixel consomme un nombre de bits déterminé par la profondeur de couleur. Les données requises pour représenter une trame de données sont déterminées en multipliant par le nombre de pixels de l'image. La bande passante est déterminée en multipliant les besoins de stockage d'une trame par la fréquence d'images. Les besoins de stockage globaux d'un programme peuvent ensuite être déterminés en multipliant la bande passante par la durée du programme.
Ces calculs sont précis pour la vidéo non compressée, mais en raison du débit binaire relativement élevé de la vidéo non compressée, la compression vidéo est largement utilisée. Dans le cas de la vidéo compressée, chaque trame ne nécessite qu'un faible pourcentage des bits d'origine. Cela réduit la consommation de données ou de bande passante d'un facteur de 5 à 12 lors de l'utilisation de la compression sans perte, mais plus couramment, la compression avec perte est utilisée en raison de sa réduction de la consommation de données par des facteurs de 20 à 200. Notez qu'il n'est pas nécessaire que toutes les trames soient compressées de manière égale par le même pourcentage. Considérez plutôt le facteur de compression moyen pour toutes les trames prises ensemble.
Interfaces et câbles
Interfaces vidéo numériques spécialement conçues
Vidéo composante numérique
Interface visuelle numérique (DVI)
DisplayPort
HDBaseT
Interface multimédia haute définition (HDMI)
Interface d'affichage unifiée
Interfaces à usage général utilisées pour transporter la vidéo numérique
FireWire (IEEE 1394)
Universal Serial Bus (USB)
L'interface suivante a été conçue pour transporter la vidéo compressée MPEG-Transport :
DVB-ASI
La vidéo compressée est également transportée à l'aide d'UDP-IP sur Ethernet. Il existe deux approches pour cela :
Utilisation de RTP comme wrapper pour les paquets vidéo comme avec SMPTE 2022
1–7 Les paquets de transport MPEG sont placés directement dans le paquet UDP
Autres méthodes de transport de vidéo sur IP
Interface de périphérique réseau
SMPTE 2110
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