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introduction

Le besoin d'écrire ce matériel est apparu après que de nombreux fans novices de vidéo numérique ont commencé à envoyer des images de leurs vidéos, dans lesquelles les distorsions d'image étaient clairement visibles et ont posé une question raisonnable - qu'est-ce que je fais de mal, l'image sur le téléviseur est normale, mais pas sur l'ordinateur ?

La télévision a été inventée il y a des décennies, bien avant l'avènement des ordinateurs électroniques ; les transformations numériques étaient alors hors de question, donc tout a été créé dans le but de transmettre des signaux de manière pratique et bon marché et de les afficher ensuite sur l'écran, ce qui était simple pour le niveau de technologie de cette époque. Étant donné que l'image vidéo sur un ordinateur ne peut pas être formée de la même manière que sur un téléviseur, des problèmes surviennent, des questions à leur sujet, etc. Ce matériel est destiné à répondre à la plupart de ces questions.

Transmission et formation d'une image de télévision

La plupart des gens qui regardent la télévision croient voir une image avec une fréquence de 25 images par seconde (ci-après, les informations se réfèrent aux systèmes de télévision PAL/SECAM). Ce n'est pas tout à fait vrai. En fait, l'image sur l'écran change 50 fois par seconde, mais pas la totalité de l'image, mais seulement la moitié. Tout d'abord, une moitié des lignes du cadre d'image est dessinée, puis l'autre. Chacune des moitiés est appelée un champ. Par conséquent, il est correct de supposer que 50 champs sont dessinés sur l'écran du téléviseur par seconde. Cette technologie est bien illustrée dans les images ci-dessous :

Cadre source

C'est le même, mais divisé en deux champs

Une personne ne remarque pas la « moitié » de chaque image, à la fois à cause de l'inertie de la vision humaine et à cause de la rémanence du phosphore du tube cathodique du téléviseur. Néanmoins, de nombreux téléspectateurs distinguent facilement les films des téléfilms précisément par la plus grande discrétion du mouvement des objets dans le film. Les films télévisés sont tournés sur des caméras vidéo avec les mêmes 50 images par seconde, et les films sont tournés sur une caméra avec 24 images par seconde. Lors de la préparation d'un film pour une diffusion télévisée, chaque image est convertie en deux « demi » champs, mais comme il n'y a aucun mouvement dans une image du film, ces champs, se chevauchant aux yeux du spectateur, restituent simplement l'image originale du film.

Quelques chiffres caractérisant la transmission d'une image de télévision

Le nombre maximum de lignes verticales pouvant être affichées sur un téléviseur en les plaçant horizontalement est de 768. Ce nombre de lignes peut même être vu en appliquant un signal rectangulaire d'une fréquence de 15625 0 Hz à l'entrée basse fréquence du téléviseur. Les lignes alterneront : le signal 1 est blanc, le signal 768 est noir. Ainsi, l'image complète du téléviseur sera de 625 x 720. Après avoir supprimé les lignes de service et inversé la numérisation des images, la résolution réelle reste à 576 x XNUMX. Cette résolution est spécifiée pour la vidéo plein écran sur un ordinateur dans tous les programmes de montage vidéo.

La bande passante nécessaire pour transmettre une image télévisée complète se calcule simplement : 768 (lignes horizontales)/2 (une ligne est blanche, l'autre noire) = 384 * 625 (nombre de lignes par image) = 240000 25 * 6000000 (nombre d'images par image). seconde) = 6 XNUMX XNUMX Hz = XNUMX MHz.

La fréquence de balayage horizontal est de 15625 64 Hz, la durée d'une ligne est donc de XNUMX microsecondes.

La fréquence d'images est de 50 Hz, la durée d'un champ est de 20 millisecondes.

Le nombre de lignes tracées en 20 millisecondes est de 312.5 (0.020/0.000064). Dans l'ensemble du cadre, respectivement, 312.5x2 = 625.

Comment prendre en compte les spécificités du signal de télévision

C'est précisément à cause de la méconnaissance des spécificités du signal de télévision que de nombreux utilisateurs se posent souvent des questions perplexes après avoir téléchargé la vidéo sur l'ordinateur. Les mêmes questions se posent lors de la compression de vidéo dans diverses variantes du format MPEG. Ainsi, les questions les plus fréquemment posées et leurs réponses :

Je regarde une vidéo capturée à partir d'un appareil photo numérique sur mon ordinateur et je constate que l'image est beaucoup plus sombre que lorsque je regarde le même fragment sur un téléviseur. Ainsi, je ne peux pas monter soigneusement le film sans avoir une idée des couleurs et de la luminosité réelles du cadre. Pourquoi cela se produit-il et comment remédier à cette situation ?

Ce phénomène est bien connu et se produit en raison des caractéristiques des codecs DV utilisés pour décompresser le DV et l'afficher à l'écran. En effet, l'image sur l'écran du moniteur semble très sombre, malgré le fait que la même image envoyée à la caméra semblera tout à fait normale sur le téléviseur. Il n’existe pas de moyens radicaux pour lutter contre ce phénomène, mais il est possible de réduire considérablement les différences entre les images télévisées et informatiques. Étant donné que les éditeurs vidéo et uniquement les lecteurs Windows utilisent le mode superposition pour afficher la vidéo, vous pouvez régler le contraste, la luminosité, la teinte et la saturation spécifiquement pour la fenêtre de superposition. Les cartes vidéo offrent cette fonctionnalité sur les processeurs NVidia. Dans les paramètres de tous les pilotes modernes de ce fabricant, il existe un onglet Overlay Color Control correspondant. Malheureusement, un autre fabricant célèbre de processeurs pour cartes vidéo, Matrox Graphics, n'offre pas la possibilité de configurer les paramètres en mode Overlay. n'affecte pas rien que la sortie vidéo.

La fenêtre des paramètres est illustrée dans la figure :

Pour personnaliser l'image vidéo, vous devez charger n'importe quel clip vidéo dans un lecteur Windows classique, cliquer sur le bouton Arrêter, puis appeler le panneau des paramètres de superposition illustré ci-dessus et sélectionner les paramètres à votre goût (c'est encore plus intelligent de regarder la même image à la télévision ).

En visionnant les images que j'ai prises et enregistrées sur disque à partir de ma vidéo, j'ai découvert un artefact que l'on peut appeler un « peigne » - des dents sur des objets en mouvement ou fixes, mais lorsque la caméra bouge. Tout va bien à la télé. Comment éviter de telles distorsions et est-il possible de corriger d’une manière ou d’une autre les images déjà capturées ?

Regardons un petit exemple. Voici une photo des personnes filmées par la caméra qui tourne rapidement :

Dans cette image, vous pouvez voir que les bords de tous les objets de l'image sont déformés par un « peigne ». Cet artefact est provoqué par le chevauchement de deux champs dont les images sont décalées l'une par rapport à l'autre. Le décalage correspond à la distance parcourue par la caméra en 1/50 de seconde. Il est impossible d'éviter de telles distorsions lors de la prise de vue avec des caméras vidéo conventionnelles. Seules les caméras à balayage progressif peuvent réduire considérablement et, à faible vitesse de l'objet/de la caméra, éliminer ces distorsions. Si vous souhaitez toujours enregistrer un tel cadre pour le placer sur une page WEB ou l'imprimer sur une imprimante, vous pouvez améliorer la qualité de l'image en utilisant le filtre Vidéo/Désentrelacé dans Adobe Photoshop ou Ulead Photoimpact 8. Le résultat sera comme ça:

Il suffit de prendre en compte que la résolution verticale après une telle opération diminue de moitié, puisqu'en fait un champ est supprimé et les lignes d'un autre champ sont doublées.

J'ai capturé une vidéo à partir d'un appareil photo numérique à l'aide d'Ulead MediaStudio Pro (Adobe Premiere, Vegas Video, etc.) et j'ai découvert une image étrange : le lecteur Windows montre que la résolution de la vidéo que j'ai enregistrée n'est que de 360 ​​x 288, alors qu'elle devrait être de 720 x 576. Pourquoi cela se produit-il et comment puis-je regarder la vidéo en pleine résolution ?

C'est vrai. Par défaut, le lecteur Windows affiche la vidéo DV dans une résolution de 360 ​​x 288. Pour convertir une émission en pleine résolution, vous devez procéder comme suit :

Après avoir basculé le lecteur Windows en mode d'affichage pleine résolution, n'oubliez pas que le lecteur affichera chaque image à partir de 2 champs superposés, ce qui entraînera un « peigne » sur les bords des objets en mouvement. Ce phénomène est décrit en détail ci-dessus. En mode 360x288, une seule étagère est affichée et il n'y a pas de telles distorsions.

Que signifient « caméra à balayage progressif » et « caméra à balayage ordinaire » ? En théorie, une image de télévision doit toujours être entrelacée et rien d'autre ? Et sur le même sujet - comment n'importe quelle caméra vidéo numérique prend une « photo » - il n'y a pas de « peigne », et sur l'appareil photo le plus ordinaire, sans capacités « progressives » ?

En effet, un téléviseur ne peut afficher qu'une image entrelacée, mais il n'y a en fait aucune contradiction ici avec les capacités de certaines caméras vidéo à filmer avec un balayage progressif, mais pour comprendre cela, la technologie de prise de vue avec une caméra vidéo doit être décrite en détail :

• Prise de vue avec balayage entrelacé - Considérons le processus de prise de vue avec une caméra vidéo conventionnelle qui utilise uniquement le balayage entrelacé. Avec une telle prise de vue, l'appareil photo prend en réalité 50 fois par seconde et les informations de son CCD (CCD) sont lues exactement sur des lignes paires ou impaires - c'est-à-dire Les lignes impaires (1, 3,..., 623, 625) sont lues en premier, puis, après 1/50 de seconde, les lignes paires (2, 4,..., 622, 624). Par conséquent, lorsque le sujet se déplace par rapport à l'appareil photo, les images dans différents champs différeront les unes des autres, et plus la vitesse de déplacement du sujet est grande, plus les différences seront visibles et, par conséquent, plus le « peigne » est grand. . Ce type de prise de vue présente un avantage évident : un affichage fluide des objets en mouvement, puisqu'aucun « peigne » ne sera clairement visible sur le téléviseur. Les inconvénients de la prise de vue en mode entrelacé ne sont visibles que lors de l'édition sur un ordinateur : il est presque impossible de prendre des images fixes de haute qualité d'objets en mouvement pour imprimer des photos et/ou créer des albums de fichiers avec les images les plus intéressantes.
• Prise de vue à balayage progressif - Le processus de prise de vue avec un appareil photo à balayage progressif est différent dans le sens où l'appareil photo prend une photo tous les 1/25 de seconde, puis en enregistre deux champs, conformément à la norme de télévision. Il est clair que dans ce cas, il n'y a aucune violation des règles, mais l'image d'un champ ne sera jamais décalée par rapport à un autre champ. Une vidéo tournée avec une telle caméra, lorsqu'elle est diffusée sur un téléviseur, rappellera beaucoup un film qui, comme chacun le sait, est tourné à une fréquence de 24 images par seconde. Un petit nombre de caméras vidéo, qui ne sont en aucun cas bon marché, ont la capacité de filmer avec un balayage progressif. Vous ne devez donc pas vous attendre à trouver cette capacité dans des caméras vidéo bon marché.
• Mode photo dans les caméras vidéo numériques - Le mode photo dans toutes les caméras vidéo numériques modernes fonctionne de la même manière, quelles que soient les autres caractéristiques de la caméra vidéo. Ce mode est un cas particulier de prise de vue à balayage progressif. La seule différence est que de cette manière, une seule photo est prise toutes les 6 à 7 secondes et que l'enregistrement de la photo elle-même est accompagné d'un enregistrement sonore pendant cette période. Mais l'image elle-même est mémorisée de la même manière, la même image est simplement enregistrée pendant toute la durée de la « prise de vue ». Une telle photo n'aura pas non plus de « peigne » et n'aura pas besoin d'être soumise à la procédure décrite ci-dessus dans Adobe Photoshop.

Résolution : lignes ou lignes ?

Un point sensible pour de nombreux amateurs de vidéo novices est de savoir comment évaluer la qualité de prise de vue de leur propre appareil photo ou de l'appareil photo qu'ils envisagent d'acheter. L'un des paramètres extrêmement importants d'une caméra vidéo est la résolution, qui est généralement mesurée en TVL (Television Lines). Pour la plupart des caméras vidéo numériques modernes, la valeur de ce paramètre atteint 500 TVL ou plus selon les données de leur passeport. La question la plus courante à ce sujet est de savoir pourquoi la caméra ne dispose que de 500 lignes, alors qu'une image télévisée devrait en avoir 625 ? En fait, ce sont des concepts complètement différents - les lignes dans lesquelles l'image de télévision est décomposée (il y en a en réalité 625) et TVL, qui caractérisent la qualité de l'image. Pour comprendre ce qu'est TVL, le moyen le plus simple est de regarder un fragment d'une table de test de télévision ordinaire :

Les chiffres à côté des lignes caractérisent la résolution. Si vous pouvez distinguer les lignes à côté du nombre 500, par exemple, alors la résolution est écrite comme « pas pire que 500 TVL ». Par exemple, vous pouvez regarder deux vraies photographies de la table de télévision : une photographie avec un appareil photo SONY Digital 8 et une photographie du champion non officiel en résolution SONY DCR-trV900, prise sur le site Web de John Beale.

Il convient de garder à l'esprit que la résolution maximale lors de la transmission de la télévision terrestre est déterminée par la bande passante du canal et ne peut pas être améliorée, car les bandes passantes sont depuis longtemps standardisées.

Un magnétoscope VHS domestique ordinaire a une résolution maximale de seulement 240 lignes TV, les magnétoscopes S-VHS et les caméras vidéo - 400 lignes TV.

Tous les utilisateurs qui lisent la documentation d'une caméra vidéo ou les publicités la concernant ne prêtent pas attention à la note qui accompagne souvent la valeur TVL d'une caméra vidéo numérique. Habituellement, la note indique que la valeur est spécifiée uniquement pour l'enregistrement/lecture sur le magnétoscope de la caméra. En fait, dans ce cas, la caractéristique de qualité de l'encodeur/décodeur de la caméra, qui convertit un signal vidéo analogique en numérique et vice versa, est indiquée. Pourquoi une note aussi délicate est-elle donnée ? Le fait est que la résolution d'une caméra vidéo dépend de nombreux facteurs énumérés ci-dessous :

• CCD de qualité (CCD).
• Nombre de CCD (CCD), plus (3) c'est mieux.
• Le nombre d'éléments photosensibles (pixels) dans un CCD (CCD).
• La qualité de l'encodeur/décodeur DV de la caméra.
• La qualité de l'optique de la caméra.

Étant donné que la norme DV stipule strictement le format d'enregistrement DV sur bande, pour un magnétophone vidéo numérique, la résolution lors de l'enregistrement vidéo sera la même pour n'importe quelle caméra DV coûtant à la fois 650 $ et 4000 XNUMX $. En fait, le concept même de « résolution » pour un magnétophone numérique est absurde – il n’existe pas de concept de « résolution d’un disque dur », par exemple. La valeur correcte, qui détermine la qualité globale de la caméra vidéo, sera la résolution de l'image capturée, mais un tel paramètre n'est pas souvent donné - il peut être nettement inférieur à la valeur TVL du magnétophone de la caméra vidéo.

Que montre l'ordinateur ?

De nombreux amateurs de vidéo novices pensent que pour diffuser la vidéo d'un ordinateur vers un téléviseur ou un magnétoscope, il suffit d'avoir une bonne carte vidéo ordinaire avec une sortie vidéo et c'est tout - les résultats de votre créativité peuvent être facilement enregistrés de cette manière sur un cassette VHS ordinaire. En fait, cette méthode de sortie est presque impossible à utiliser en raison de la faible qualité de l'image vidéo sur la sortie TV de n'importe quelle carte vidéo, même la plus chère et la meilleure. Il existe plusieurs raisons:

• L'image vidéo est toujours affichée image par image, et l'image est formée par superposition de champs avec toutes les conséquences qui en découlent sous la forme d'artefacts, dont l'un est le « peigne » mentionné ci-dessus.
• Parmi les résolutions d'écran autorisées par la carte vidéo, la résolution 720x576 n'apparaît pas, donc si la fenêtre vidéo est à la bonne résolution, elle sera entourée d'une bordure jusqu'à la résolution de la carte vidéo de 800x600 ou 1024x768. Si vous sélectionnez le mode d'affichage plein écran, l'image sera mise à l'échelle comme la carte vidéo et son pilote le jugent opportun.
• La carte vidéo effectuera la décomposition en champs pour la sortie via la sortie TV sans aucune connexion avec l'image vidéo originale.

Actuellement, seules les cartes vidéo Matrox sont pratiquement dépourvues des inconvénients ci-dessus, mais ces cartes vidéo sont assez chères, sont rarement trouvées en vente et ont de faibles paramètres pour travailler avec des graphiques XNUMXD.

Le film vidéo numérisé lui-même est stocké sur le disque de l'ordinateur dans son original, c'est-à-dire disposés en champs. Mais sa reproduction correcte sur un téléviseur ordinaire n'est possible que grâce à :

1. Une carte spéciale pour l'entrée/sortie vidéo (le fragment vidéo lui-même doit bien entendu avoir un format pris en charge par cette carte).
2. Caméra vidéo numérique pour la sortie vidéo au format DV. Ceci est possible grâce au fait que toute caméra vidéo numérique, lorsqu'elle reçoit des données de son entrée numérique, les convertit en un signal analogique, qui peut être utilisé pour regarder du DV sur un téléviseur ordinaire et/ou enregistrer sur un magnétoscope domestique. Malheureusement, les appareils photo numériques à entrées bloquées vendus dans la Communauté européenne ne peuvent pas être utilisés de cette manière en raison de leurs restrictions douanières.

Auteur : Spline Company ; Publication : pctuner.ru

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