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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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Images animées numériques – Vidéo et cinéma numérique
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5. Images fixes numériques
Il existe deux types de formats de données d’image stockées dans un fichier informatique : matriciel et vectoriel (figure 12).
5.1 Images matricielles et paramètres de numérisation
L’image matricielle est aussi appelée image en mode point, bitmap ou raster en anglais (figure 12 a ).
Les paramètres de l’image matricielle numérique sont les suivants (tableau 8) :
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ce qui est mesuré. Pour les images noir/blanc, il s’agit de mesurer des niveaux de gris ; pour les images en couleur, il s’agit de mesurer l’intensité lumineuse réfléchie dans chacune des trois composantes du spectre lumineux. En effet, tous les systèmes pratiques de reproduction de couleurs exploitent la propriété dite du métamérisme de l’œil, selon laquelle différents mélanges de couleurs peuvent donner la même impression visuelle d’identité de couleur. Il s’avère que la plupart des teintes utiles peuvent être reproduites à partir des valeurs de trois couleurs primaires :
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le cyan, le magenta et le jaune (CMJ) sont utilisés dans les domaines de l’impression couleur et des diapositives de la photo argentique en couleurs (synthèse soustractive),
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le rouge, le vert et le bleu (RVB) sont utilisés pour la photo numérique, le Digital Cinema, l’informatique et la vidéo (synthèse additive) ;
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le nombre de mesures. Il se traduit par la définition spatiale, c’est-à-dire le nombre de pixels (picture elements, ou pels) mesurés en horizontal et en vertical, ou nombre de points d’image. Un autre paramètre qui en découle est la résolution, ou densité spatiale de pixels, qui s’exprime en points, traits ou lignes par unité de dimension du système d’acquisition (scanner, pellicule) ou de reproduction (imprimante, affichage). Par exemple, une imprimante de résolution 600 dpi (dots per inch, dpi, ou points par pouce, avec 1 pouce = 25,4 mm). Sous l’influence anglo-saxonne, le terme de résolution est malheureusement souvent utilisé, ou mal traduit, comme synonyme de définition, alors que ces paramètres sont liés par la relation : Résolution = Définition/Dimension ;
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Images fixes numériques
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
-
(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
-
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
-
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
-
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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