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RÉSUMÉ
La mise à disposition de la haute définition pour la télévision a nécessité plusieurs adaptations fonctionnelles et techniques. Cet article détaille ainsi les formats de compression nécessaires à la captation, au transport, au stockage, à l’émission et à la réception des images haute définition (HD) pour la télévision. Le problème de l’encapsulation des images HD en format-conteneur de fichier de données est également abordé.
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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'Institut national de l'audiovisuel (Ina)
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Francis MAHIEU : Formateur en techniques Vidéo numérique à Ina SUP
INTRODUCTION
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 3 parties :
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une première partie concerne les formats. Dans le 1er document [TE 5 680], sont décrits les paramètres natifs des images produites par la TVHD et les normes correspondantes. Ce document [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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une 2e partie, composée de trois documents, exposera les principales fonctions 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], « from glass to glass », depuis le verre de l'objectif de la caméra jusqu'au verre de l'écran plat ;
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la 3e 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 d'abréviations et d'acronymes 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 5 681].
Les figures de ce dossier sont consultables en couleurs dans la version électronique en ligne.
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2. Formats-conteneurs et HD
Ils sont la « forme » indispensable pour acquérir, enregistrer, rechercher, consulter, stocker, éditer, convertir, transférer, archiver et distribuer les médias numériques – dans leur format natif ou de compression – en les encapsulant, d'où le terme d'enveloppe (wrapper ), ou plus explicitement de conteneur.
Ces formats conteneurs comprennent :
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les formats-conteneurs dédiés au stockage de médias numériques et incluant :
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formats de fichiers (file format) pour le stockage informatique,
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de sons : AIFF, WAVE…,
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d'images fixes : GIF, JPG, .PNG, TIFF…,
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de vidéo (et de multimédia) : AVI, MOV, MPG, MP4… ; AAF, MXF…,
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formats d'enregistrement sur disques optiques ou sur bandes magnétiques de magnétoscopes numériques ;
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les formats-conteneurs dédiés au transport de médias numériques. On parle alors de conteneurs (containers ) ou paquets (packets ) ou trames (frames ) ou cellules (cells ) :
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pour les liaisons audio/vidéo numériques en studio de production : HD-SDI…,
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pour les échanges entre serveurs [26] et/ou stations de travail : AAF, MXF…,
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pour la diffusion : MPEG-2 Transport Stream et DVB,
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pour le streaming sous IP (Internet Protocol ) : ASF, Flash, RealMedia, QuickTime…
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La possibilité d'encapsuler de la vidéo HD dans un format-conteneur est déterminée par les spécifications de celui-ci, qui déterminent si l'encapsulation peut se faire en format natif (et avec quels paramètres) et/ou en format(s) de compression (et dans quel format précis). Dans ce dossier ne seront présentés que quelques formats-conteneurs, de transport ou de stockage de vidéo HD, particulièrement utilisés dans le domaine professionnel.
2.1 Formats-conteneurs de transport HD
Ce sont les formats qui spécifient le conteneur de transport entre deux équipements numériques HD : caméra – enregistreur – grille de commutation – mélangeur – serveur,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AAF - AAF An industry-driven open standard for multimedia authoring. - http://www.media-matters.net/docs/resources/Wrapper-Container%20File%20Formats/AAF/aaf_dev_overview%5B1%5D.pdf.
-
(2) - Apple - Apple ProRes. - White Paper, juil. 2009 http://images.apple.com/finalcutstudio/docs/Apple_ProRes_White_Paper_July_2009.pdf.
-
(3) - Avid - * - DnxHD http://www.avid.com/dnxhd/Avid DNxHD Technology, avr. 2008 http://www.avid.com/resources/whitepapers/DNxHD.pdf.
-
(4) - Avid - MXF Unwrapped. - 27 juin 2006 http://www.avid.com/resources/whitepapers/mxf.pdf?featureID%3D997.
-
(5) - BALDOCK (R.) - Enabling network interoperability between video file servers. - 28 oct. 2001 http://www.broadcastpapers.com/whitepapers/GVGNetworkInteropVFS.pdf.
-
(6) - BBC - * - Dirac http://www.bbc.co.uk/rd/projects/dirac/.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
AAF – MXF Subtitling http://www.aafassociation.org/html/techinfo/index.html#AAF-MXF%20Subtitling - AAF -
-
Low-Level Container Specification v1.0.1 http://www.aafassociation.org/html/specs/aafcontainerspec-v1.0.1.pdf - AAF - 02-04
-
Object Specification v1.1. http://www.aafassociation.org/html/specs/aafobjectspec-v1.1.pdf - AAF - 04-05
-
Stored Format Specification v1.0.1 http://www.aafassociation.org/html/specs/aafstoredformatspec-v1.0.1.pdf - AAF - 07-04
-
Proposed MXF Master Format Specifications (réservées aux membres AMWA – AAF Association) http://www.aafassociation.org/html/techinfo/index.html#MXFSpecs - AMWA – AAF -
-
Cable networks for television signals, sound signals and interactive services – Part 9 : Interfaces for CATV/SMATV headends and similar professional equipment for DVB/MPEG-2 transport streams http://broadcasting.ru/pdf-standard-specifications/interfacing/dvb-pi/en50083-9-1998.pdf - CENELEC EN 50083-9 -
-
Material Exchange Format Basic User Metadata Implementation http://www.ebu.ch/docs/r/r121.pdf - ...
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
AAF (Advanced Authoring Format) Association – now AMWA http://www.aafassociation.org/html/faq.html
AMWA (Advanced Media Workflow Association) http://www.aafassociation.org/
DVB (Digital Video Broadcasting) http://www.dvb.org/
EBU (European Broadcasting Union) http://www.ebu.ch/
ETSI (European Telecommunications Standards Institute http://www.etsi.org
IEC (International Electrotechnical Commission) http://www.iec.ch/
IRT (Institut für Rundfunktechnik) http://www.irt.de/en/
ISO (International Organization for Standardization) http://www.iso.org
ITU (International Telecommunications Union) http://www.itu.int/ITU-R/
JPEG (Joint Photographic Experts Group) http://www.jpeg.org/
MPEG (Moving Picture Experts Group) http://www.chiariglione.org/mpeg/index.htm
SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) http://www.smpte.org/
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