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RÉSUMÉ
Cet article traite de la «forme» numérique native dans laquelle sont converties les images et les sons, dans notre environnement média actuel. Le format natif numérique est le résultat d’une mesure discontinue et codée de l’amplitude des grandeurs analogiques, continues et proportionnelles, générées par des appareils de prise de son ou de vue. Ces grandeurs analogiques correspondent à l’intensité des vibrations sonores ou lumineuses perçues par nos sens de l’ouïe et de la vue. Cette mesure, la «numérisation», est spécifiée par des paramètres précis, qui sont détaillés dans cet article pour chacun des médias audio, image fixe et vidéo.
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Jean-Noël GOUYET : Ingénieur en techniques et gestion des médias numériques - Ancien chargé d’études à la Direction de la recherche de l’Institut national de l’audiovisuel (INA)
INTRODUCTION
Les professionnels, comme les particuliers, ont à produire, manipuler, stocker, gérer, échanger, diffuser, distribuer, des médias audio – images fixes – vidéo numériques « codés » dans divers formats, appelés formats « d’essence », et encapsulés dans des « formats-conteneurs » de stockage ou de transport extrêmement nombreux et variés.
Ce dossier « Panorama des médias numériques », composé de six articles, a pour objectif de proposer une définition, une description des caractéristiques, une cartographie et une classification de ces différents formats de médias numériques.
Ce premier article [TE 5 364] détaille le « format natif numérique ». Il est le résultat d’une mesure discontinue et codée de l’amplitude des grandeurs analogiques, continues et proportionnelles, générées par des appareils de prise de son ou de vue. Ces grandeurs analogiques correspondent à l’intensité des vibrations sonores ou lumineuses perçues par nos sens de l’ouïe et de la vue. Cette mesure, la « numérisation », est spécifiée par des paramètres précis, qui sont détaillés dans cet article pour chacun des médias audio, image fixe et vidéo. C’est ce format natif numérique qui détermine la qualité originelle du média numérique.
Le second article [TE 5 366] présente un panorama des formats de compression numérique, audio, image fixe et vidéo qui permettent de réduire la quantité de données composant les formats natifs, afin de faciliter leur stockage ou leur distribution.
Le troisième article [TE 5 368] constitue une introduction aux caractéristiques des formats-conteneurs permettant d’encapsuler l’audio, les images fixes ou la vidéo, soit en format natif, soit le plus souvent en format de compression.
Le quatrième article [TE 5 369] décrit des formats-conteneurs dédiés au stockage de médias, en particulier une cinquantaine de formats de fichiers, parmi les plus utilisés dans le monde des médias et de l’audiovisuel, ainsi que quelques formats d'enregistrement sur supports optiques ou magnétiques.
Le cinquième article [TE 5 370] décrit des formats-conteneurs dédiés à différents modes de transport des médias numériques, ainsi que des métaformats-conteneurs.
Le sixième article [TE 5 371] aborde le problème de la gestion des formats de médias numériques, en détaillant la conversion entre formats et en fournissant quelques critères d’évaluation et de sélection des formats.
Le lecteur trouvera en fin d’article une liste complète des abréviations et acronymes utilisés. De nombreux termes et le texte de certaines figures ont été conservés en anglais, avec la traduction jointe, de manière à faciliter la lecture et l’utilisation des spécifications et autres documents.
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Bilan numérique des formats natifs
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6. Images animées numériques – Vidéo et cinéma numérique
Les images animées numériques concernent les domaines de la vidéo (en particulier la télévision numérique SD, HD, UHD et 3D-s) ainsi que du cinéma numérique (Digital Cinema ou D-Cinema ). Elles font l’objet de nombreuses normes internationales à différents niveaux, qui seront détaillés dans les paragraphes suivants.
6.1 Paramètres de numérisation
Selon les domaines, les paramètres et leurs valeurs associées pour les images animées numériques en vidéo numérique [6] [7] ou en cinéma numérique [8] sont variés mais normalisés (tableau 11).
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En vidéo numérique
Le principe de la télévision est d’analyser dans la caméra les intensités lumineuses des couleurs primaires RVB de l’image-source et de les reproduire sur l’écran du téléviseur. La palette des couleurs (color gamut ) est la gamme de couleurs reproductibles par le système et définit toutes les couleurs représentées par toutes les combinaisons possibles des valeurs normalisées des signaux RVB (figure 14). L’espace des couleurs est défini pour la télévision TV numérique SD par la norme ITU-R BT.601, en HD par la norme ITU-R BT.709, et en UHD par la norme ITU-R BT.2020.
Nota :la télévision Ultra-haute définition UHD est issue des travaux sur la « Super Hi-Vision » de la télévision japonaise NHK .
Dans le cadre du développement de la télévision Ultra-haute définition UHD, ainsi qu’en 1080p Advanced en HD, deux techniques (définies dans les normes ITU-R BT. 2100-0 et EBU TR-0837) permettent d’améliorer...
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Images animées numériques – Vidéo et cinéma numérique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - EBU/SMPTE - Task Force for harmonized standards for the exchange of programme material as bitstreams – Final Report - , août 1998 https://tech.ebu.ch/docs/techreview/ ebu-smpte-tf-bitstreams.pdf
-
(2) - GOUYET (J.-N.) - Systèmes audio et vidéo numériques. - Paris, Institut national de l’audiovisuel, Techniques et production audiovisuelles, ISBN 2-86938-030-5 (1993).
-
(3) - SUGAWARA (M.) - Super Hi-Vision – research on a future ultra-HDTV system. - EBU Technical Review, Q2 (2008) https://tech.ebu.ch/docs/techreview/trev_ 2008_Q2_nhk-ultra-hd.pdf
-
(4) - POYNTON (C.) - Merging computing with studio video : Converting between R′G′B′ and 4:2:2. - Discreet Logic (1998) http://www.poynton.com/PDFs/Merging_RGB_and_422.pdf
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(5) - SALMON (R.A.), AMSTRONG (M.G.), JOLLY (S.J.E.) - High frame rate for more immersive video and television. - BBC R&D, WHP 209, oct. 2011 http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf-files/WHP209.pdf
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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AES standard for digital audio – Digital input-output interfacing – Serial transmission format for two-channel linearly-represented digital audio data - AES3-2009 - 2014
-
AES recommended practice for professional digital audio – Preferred sampling frequencies for applications employing pulse-code modulation - AES5-2008 - 2013
-
Digital Cinema System Specification v1.2 http://dcimovies.com/specification/DCI_DCSS_v12_with_errata_2012-1010.pdf - DCI - 10-10-12
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Video System Requirements for UHDTV and an Advanced 1 080p Television Format - EBU TR 037 - 07-16
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Third edition, Letter symbols to be used in electrical technology – Part 2 : Telecommunications and electronics http://physics.nist.gov/cuu/Units/prefixes.html http://physics.nist.gov/cuu/Units/binary.html - IEC 60027-2 - 08-05
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Specification for audio recording – PCM encoder/decoder system - IEC 60841 -
-
IEEE Standard for Prefixes for Binary Multiples - IEEE 1541 - 2002
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...
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
ATSC (Advanced Television Systems Committee ) http://www.atsc.org/
DCI (Digital Cinema Initiatives LLC ) http://www.dcimovies.com/
EBU (European Broadcasting Union ) http://www.ebu.ch/
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers ) http://www.ieee.org/
IEC (International Electrotechnical Commission ) http://www.iec.ch/
ITU (International Telecommunication Union ) http://www.itu.int/ITU-R/
SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers ) http://www.smpte.org/
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