Présentation
Auteur(s)
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Jean-Noël GOUYET : Ingénieur-formateur en techniques et systèmes numériques télévision et multimédia - Ancien chargé d'études à la Direction de la recherche de l'Ina (Institut national de l'audiovisuel)
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Jean-José WANEGUE : Consultant en supports optiques DVD, BD
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les images haute définition (HD) sont maintenant proposées par la télévision, c'est la TVHD (télévision haute définition). Initiée en analogique au milieu des années 1980 par les Japonais puis par les Européens, provisoirement abandonnée, la TVHD ne redémarrera vraiment qu'avec le projet de télévision numérique aux États-Unis. Ce processus aboutira à des normes internationales au milieu des années 1990.
Ce dossier constitue non seulement une mise à jour du dossier [TE 5 674] paru en février 2004 « Images haute définition : entre cinéma numérique et télévision HD », mais le complète par une présentation fonctionnelle et technique détaillée de toute la chaîne de télévision HD. Il est composé de trois parties :
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une première partie concerne les formats. Dans le premier document [TE 5 680] sont décrits les paramètres natifs des images produites par la TVHD et les normes correspondantes. Le document suivant [TE 5 681] détaille les formats de compression, permettant de réduire le débit de la vidéo numérique HD, rendant ainsi possible la captation, le transport, le stockage, l'émission et la réception des images HD dans le monde de la télévision. Il présente aussi le problème de l'encapsulation des images HD en format-conteneur de fichier de données ou en format de transport ;
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cette deuxième partie, composée des trois documents, exposera les principales fonctions, depuis le verre de l'objectif de la caméra jusqu'au verre de l'écran plat (from glass to glass), de captation/enregistrement, de montage [TE 5 682], de diffusion et de distribution [TE 5 683], d'affichage et d'évaluation de la qualité des images HD [TE 5 684] ;
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la troisième partie mettra en relief une composante importante de la TVHD, le son multicanal [TE 5 685].
De nombreux termes et le texte de certaines figures ont été conservés en anglais, de manière à faciliter la lecture et l'utilisation de documents techniques.
Pour permettre une lecture autonome de chaque document du dossier, une liste des sigles et abréviations est incluse à la fin de chacun (cf. tableau 7). De nombreuses références [indexées entre crochets dans le corps du texte], ainsi que des listes de normes, standards et recommandations [également indiqués entre crochets dans le corps du texte], ainsi que des organismes correspondants, sont jointes dans le document « Pour en savoir plus » [Doc. TE 5 683].
Une version électronique en couleurs des figures proposées est disponible sur le site Techniques de l'Ingénieur.
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1. Diffusion/distribution TVHD sur réseaux
La diffusion sur réseaux broadcast ou la transmission via les réseaux télécoms sont les principaux vecteurs de distribution des programmes de télévision HD. Le tableau 1 compare d'une part, l'offre, les caractéristiques de l'offre en réseaux de diffusion/distribution, et d'autre part, les caractéristiques de la demande de quelques programmes de TVHD début 2011. Il y apparaît que leur distribution via ces réseaux a été rendu possible grâce à de nouveaux outils de compression tels que MPEG-AVC/H.264, et qu'elle sera fortement « boostée » en ce qui concerne les réseaux de diffusion par le développement de nouvelles techniques (DVB-S2, puis DVB-T2...) et en ce qui concerne les réseaux télécoms par le réseau d'accès client en fibre optique.
1.1 Caractéristiques des programmes de TVHD diffusés/distribués
La définition spatiale des images HD transmises
• Définition horizontale
Comme l'image HD est transmise en 16/9, pour avoir les mêmes détails en horizontal qu'en vertical, il faudrait avoir 1080 × 16/9 = 1920 pixels. Ce n'est malheureusement pas le cas, on retrouve des définitions horizontales de 1440 et 1280 pixels, ce qui oblige le téléviseur à ré-échantillonner (upscale ) l'image, d'où dégradation par rapport à une reprise du format natif sans traitement.
On peut aussi retrouver à l'affichage des bandes noires issues du choix du 14/9 comme format intermédiaire d'image [TE 5 680, § 4.1.1 – figure 35].
• Définition verticale
L'encodage MPEG-4 est fait par des blocs de pixels au minimum de 16 × 16 pixels. La définition d'image transmise est donc un multiple de 16 pour la définition horizontale et verticale. On obtient pour la définition HD 1920 × 1088 (avec 1088 multiple de 16 en progressif ou 32 en entrelacé).
Le multiplexage statistique (VBR, Variable Bit Rate ) ou non (CBR, Constant Bit Rate )...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BENOIT (H.) - La télévision numérique. Satellite, câble, TNT, ADSL. - 5e édition, Dunod, août 2010.
-
(2) - SHAEFER (R.) - HDTV distribution encoder tests results. - EBU Production Technology seminar report, § 1.6 (2009) http://www.ebu.ch/CMSimages/en/EBU-ProdTech-2009SeminarReport-FINAL_tcm6-64756.pdf
-
(3) - DigitalBitRate.com - Chaînes en Haute définition France. - http://www.digitalbitrate.com
-
(4) - BENETT (H.) - The Authoritative Blu-ray Disc (BD) FAQ. - http://www.emedialive.com/Articles/ReadArticle.aspx?ArticleD=11392
-
(5) - Blu-ray Disc Association (BDA) - Site officiel du consortium Blu-ray. - FAQs et documents techniques de référence à la rubrique Technicalhttps://us.blu-raydisc.com/
-
(6) - Blu-ray.com - * - Site indépendant...
NORMES
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Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) - DVB Document A122 - 06-08
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Digital Video Broadcasting (DVB) – Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services - ETSI EN 300 421 - 08-97
-
Digital Video Broadcasting (DVB) – Framing structure, channel coding and modulation for cable systems - ETSI EN 300 429 - 04-98
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Digital Video Broadcasting (DVB) – Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television - ETSI EN 300 744 - 01-09
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Digital Video Broadcasting (DVB) – Second generation framing structure, channel coding and modulation for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) - ETSI EN 302 307 - 08-09
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Digital Video Broadcasting (DVB) – Architectural Framework for the Delivery of DVB-Services over IP-based Networks - ETSI TR 102 033 - 04-02
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Digital...
ANNEXES
Blu-ray Disc Association (BDA) https://us.blu-raydisc.com/
DVB (Digital Video Broadcasting ) http://www.dvb.org
DVD Forum http://www.dvdforum.org/forum.shtml
ETSI (European Telecommunications Standards Institute ) http://www.etsi.org/WebSite/homepage.aspx
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