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RÉSUMÉ
En une vingtaine d'années, les constructeurs de magnétoscopes numériques ont mis sur le marché plus d'une vingtaine de formats d'enregistrement. Cet article présente tous les formats professionnels numériques existants pour l'enregistrement magnétique des images. Les signaux sont enregistrés en composantes et une réduction de débit numérique, encore appelée compression, est appliquée, et ce de manière différente selon les formats.
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Alain DELHAISE : Ingénieur de l’École nationale supérieure des télécommunications - Ingénieur conseil - Professeur de technologie vidéo à l’École nationale supérieure Louis‐Lumière
INTRODUCTION
Dans l’article « Enregistrement magnétique des images » , le lecteur trouvera exposés tous les aspects théoriques ainsi que la succession des principaux formats de magnétoscopes analogiques, puis ce que nous appellerons la première génération de magnétoscopes numériques.
Le présent article est destiné à présenter les formats professionnels mis sur le marché par les industriels depuis 1993, formats largement répandus dans les sociétés de production et de postproduction d’une part et chez les diffuseurs d’autre part. Nous y ajouterons quelques technologies nouvelles appliquées dans ces appareils dans la mesure où celles-ci apportent des fonctionnalités intéressantes pour l’exploitant.
Ces formats récents (figure 1) sont caractérisés par l’enregistrement de signaux en composantes et par le recours systématique à la réduction de débit numérique, encore appelée compression, appliquée de manière différente selon les formats.
En 2003, il est possible de dire que les formats récemment sortis en définition standard (525 ou 625 lignes) représentent probablement les derniers formats jamais produits puisque le magnétoscope cède peu à peu sa place dans les équipements de télévision au profit des serveurs vidéo dont l’introduction au milieu des années 1990 a marqué une étape importante de l’évolution des matériels et des méthodes d’exploitation. Le principal reproche adressé aux magnétoscopes concerne l’accès linéaire imposé à toute séquence sur la bande qui peut conduire dans le cas d’un rembobinage intégral à un temps d’attente voisin de trois minutes. En postproduction et en diffusion, la relève est d’ores et déjà en grande partie effectuée ; seule la production résiste, le temps qu’une norme commune d’enregistrement sur disque réinscriptible de la famille DVD
voie le jour. Cela ne signifie évidemment pas la fin de l’utilisation des magnétoscopes parce que, d’une part, les centaines de millions de cassettes enregistrées constituent un patrimoine auquel il faut et faudra bien accéder et, d’autre part, certains formats numériques renaissent sous forme de systèmes de stockage de masse en informatique. L’âge d’or du magnétoscope aura ainsi duré pratiquement un demi‐siècle.
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Format Betacam numérique1. Spécificités des formats numériques
1.1 Réduction de débit numérique
Un signal 4:2:2 quantifié sur 10 caractères binaires dans son intégralité (y compris les signaux de suppression ligne et trame) donne naissance à un débit brut de 270 Mbits /s. Ce dernier est suffisamment élevé pour présenter des difficultés d’enregistrement et d’acheminement de tels signaux vers le public visé.
Le recours à la réduction de débit numérique est par conséquent une nécessité absolue qui a conduit des groupes de travail spécialisés, JPEG (Joint Photographic Experts Group) et MPEG (Moving Picture Experts Group), à mettre au point des méthodes normalisées entre 1989 et 1994 qui induisent des débits plus modestes, au détriment souvent de la qualité du signal récupéré après la réalisation de l’opération inverse (décompression) à l’autre extrémité de la chaîne.
L’algorithme employé afin de mettre en évidence les redondances spatiales du signal, celles qui concernent le contenu d’une seule image, est la transformée en cosinus discrète (TCD, en anglais DCT : discrete cosine transform ). La norme JPEG (ISO/CEI 10918) appliquée en photographie y fait appel ; cette même norme, répétée à chacune des images successives d’une séquence vidéo quelle que soit sa longueur, est souvent appelé M‐JPEG. Cette technique a été largement utilisée au sein des systèmes de montage virtuel. Il faut cependant avoir à l’esprit qu’aucune norme ne lui a jamais été consacrée, ce qui engendre dans son application une série d’incompatibilités catastrophiques pour les exploitants.
Les normes MPEG-1 (ISO/CEI 11172) et MPEG‐2 (ISO/CEI 13818) ont également recours à la DCT pour la mise en évidence des redondances spatiales des images, mais ajoutent une comparaison entre images successives afin de profiter des similitudes, des redondances temporelles, largement perceptibles au sein d’un même plan.
Trois sortes d’images sont ainsi produites, illustrées sur la figure 2 :
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des images I (pour intra) pour lesquelles aucune comparaison avec une autre image n’est opérée et qui ne peuvent voir leur taille réduite que par la mise en évidence de leurs redondances spatiales mais qui, en revanche, ne nécessitent de disposer d’aucune autre image afin de les décoder. Elles...
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