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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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Audio numérique
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3. Principe de la représentation (codage) numérique
Le principe des médias numériques audio/image fixe/vidéo part d’une idée très simple : puisque le signal source analogique va se dégrader durant les processus d’enregistrement et de transmission (figure 3), la grandeur analogique représentative de l’information sonore ou lumineuse va être mesurée à la source, avant dégradation.
Les formats natifs numériques des médias, appelés aussi formats raw (que l’on pourrait traduire par « brut de fonderie ») ou formats non compressés (contrairement aux formats de compression [TE 5 366]), sont donc les résultats numériques issus de la mesure physique à la source (microphone numérique, appareil de photo numérique, caméra vidéo numérique) de l’amplitude de la grandeur analogique représentant l’information physique image ou son (intensité lumineuse réfléchie par la scène, variation de pression acoustique générée par la source sonore).
Cette mesure est effectuée par un circuit convertisseur analogique-numérique.
Tout processus de numérisation correspondant à une mesure (comme celle par exemple de la température ambiante – figure 7 ), ses paramètres sont associés aux réponses à quatre questions : Qu’est-ce que je mesure ? Combien de mesures j’effectue ? Avec quelle précision ? Comment je représente le résultat ?
Il en résulte donc quatre paramètres.
1) La...
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Principe de la représentation (codage) 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
-
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
-
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
-
...
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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