Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Même si les écrans plasma ont envahi le marché grand public, notamment grâce à la forte avancée en la matière des pays asiatiques, et ceci à des coûts très bas, la qualité d’image n’est pas toujours au rendez-vous, encore à l’heure actuelle. Ainsi, pour que cette technologie puisse rivaliser aisément avec le tube cathodique, il lui faudra innover. L’article présente l’aspect du prétraitement vidéo, puis les transformations et les transcodages nécessaires à l’affichage d’une image optimale au niveau du rendu des niveaux vidéo, du mouvement et des paramètres tels que le contraste et la consommation de puissance. L’écran plasma du futur permettra-t-il d’offrir une nouvelle dimension ?
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Sébastien WEITBRUCH : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - Titulaire d’un DEA en traitement du signal de l’Université de Rennes - Responsable Recherche en traitement du signal des écrans plasma - Thomson Multimédia division « Corporate Research »
INTRODUCTION
Les écrans à plasma couleur ont fait leur première apparition sur le marché international vers la fin du XXe siècle avec des tailles de 42 ’ ’ (1,07 m) de diagonale, une profondeur inférieure à 10 cm et ce pour une masse de l’ordre de 30 kg. Bien que ces écrans, de par leur prix, furent réservés au début à des applications professionnelles (écrans d’affichage, publicité, salle de meeting...), la part de marché réservée aux applications grand public ou Home cinéma augmente régulièrement.
En effet, si les premiers écrans apparus sur le marché furent japonais (NEC, Fujitsu, Panasonic, Pionneer), très vite d’autres pays asiatiques se sont lancés dans l’aventure et aujourd’hui, les Coréens en particuliers, ont lancé une véritable offensive sur les prix. Ces derniers ont même dépassé leurs modèles japonais en taille comme Samsung qui présenta, début 2005, un écran record de 102 ’ ’ (2,60 m) de diagonale pour une résolution de 1 920 × 1 080 pixels (Full-HD).
Néanmoins, si la chute des prix associée à des démonstrations technologiques impressionnantes parlent en faveur du succès de cette technologie, il ne faut pas oublier un facteur essentiel : la qualité d’image. En effet, pour beaucoup de paramètres encore, certains écrans plasma sont toujours inférieurs au tube cathodique.
Cela est prinicipalement dû au fait que cette nouvelle technologie s’éloigne nettement du tube cathodique (CRT) quand au rendu de l’image vidéo. Dès lors, le succès de cette technologie ne pourra s’établir qu’en innovant aussi dans ce domaine afin de proposer des images de qualité égale ou supérieure au CRT. C’est pourquoi nous voulons mettre l’accent, dans ce dossier, sur les particularités de la technologie plasma et sur les traitements du signal associés.
Ainsi, dans une première partie nous étudierons l’aspect du prétraitement vidéo nécessaire au vu des sources actuellement disponibles, puis nous entrerons dans le vif du sujet avec les transformations et les transcodages nécessaires à l’affichage d’une image optimale au niveau du rendu des niveaux vidéo, du mouvement et des paramètres tels que les contrastes et la consommation d’énergie. Enfin, nous analyserons les possibles applications futures de cette technologie, ainsi que la structure complète d’un écran plasma actuel.
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Fonction gamma et dithering
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2. Prétraitements vidéo
2.1 Conversion entrelacé-progressif
La plupart des écrans plasma actuels, tout comme beaucoup d’écrans plats, sont majoritairement des écrans dits progressifs.
Cela signifie entre autre que chaque image envoyée à l’écran va être affichée sur la totalité des lignes de ce dernier.
Or, si les applications professionnelles disposent de sources progressives (principalement PC), il en est tout autrement des applications vidéo dont les sources sont la plupart du temps entrelacées spécialement conçues pour les écrans cathodiques.
Ces derniers utilisent un balayage à deux temps des lignes impaires et des lignes paires : ainsi un moniteur CRT fonctionnant à 50 Hz va balayer dans les premières 20 ms seulement les lignes paires (trame paire) puis les lignes impaires dans les 20 ms suivantes (trame impaire).
Par ailleurs, au sein même des sources vidéos, deux catégories majeures doivent être considérées :
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les séquences vidéo issues de matériel cinématographique ou « film-mode » : dans ce cas, les trames paires et impaires sont issues de la même image source à l’instant t0, un film étant majoritairement tourné à 24 images par seconde. Cela est illustré sur la figure 1 pour le cas d’une lettre blanche se déplaçant sur un fond noir ;
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les séquences vidéo directement générées pour un moniteur CRT en mode entrelacé direct ou « camera-mode » : dans ce cas ci, les trames paires et impaires sont directement filmées en mode entrelacé à deux instants différents t0 et t0 + 20 ms. Cela est illustré sur la figure 2 pour le cas d’une lettre blanche se déplaçant sur un fond noir.
Parmi les divers signaux source que nous avons évoqués ici, une seule sorte ne provient pas d’une source progressive, il s’agit de signaux vidéo de type « camera-mode ». Dans les deux autres cas, le signal est déjà adapté à un écran progressif. En effet, même dans le cas d’un signal entrelacé provenant d’une source progressive de type « film-mode », il est facile de recréer le signal d’origine en recombinant simplement les trames paires et impaires et en les affichant deux fois...
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Prétraitements vidéo
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - OHM (J.-R.), RUMMLER (K.) - Variable-Raster Multiresolution Video Processing with Motion Compensation Techniques. - Proceedings of the 1997 International Conference on Image Processing (ICIP’97), vol. 3, 1997.
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(3) - BESSON (R.) - Cours fondamental de télévision. - 539 p., Éditions Radio 189 rue Saint Jacques 75005 Paris, 1988.
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(4) - FLOYD (R.W.), STEINBERG (L.) - Adaptive algorithm for spatial grey scale. - SID International Symposium on Digital Technology, pp. 36-37, 1975.
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(5) - YAMAGUCHI (T.), MASUDA (T.), KOHGAMI (A.), MIKOSHIBA (S.) - Degradation of moving-image quality in PDPs : Dynamic false contours. - Journal of the SID, 4/4, pp. 263-270, 1996.
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(6) - CUTTING (J.E.) - Perception...
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