Sous échantillonages et appellations commerciales

Vite car je déserte pour trois jours…
D'abord mes excuses, il ne s'agit pas de largeur de bande ( pour véhiculer un signal analogique) mais de fréquence d' échantillonnage…
Des "tops" donnés par ces fréquences dépend la décimation…
À mon retour, si cette discussion se poursuit ou d'une autre façon et si besoin, je pense revenir sur ces notions…

 

Bon, je n'ai pas encore bien cogité cette question… Je n'ai par ailleurs jamais reçu de formation dans ce domaine…
Cependant, avant que st65 écrive "décimation" ce terme n'avait, pour moi, d'autre signification que celle provenant de son étymologie … élimination d' 1 "échantillon" sur 10, ce qui n'est pas le cas ici.

En fait il y aurait ( bien ) deux étapes :
- échantillonnage,
- décimation.

Au niveau du (ou des) capteur(s) les photons génèrent des électrons recueillis (plutôt) comme un flux électrique continu ( analogique).
L' échantillonnage (sampling) consiste à relever et à ne relever qu' une mesure de ce** flux (tension) pour chaque "top d' horloge" et à négliger les variations intermédiaires [ Il y a ncore du Shannon / Nyquist dans cette procédure ]. Les "top d' horloge" respectent une fréquence qui est "la fréquence d' échantillonnage" : c'est elle qui est multiple des 3,375MHz de la fréquence de base, considération que st65 déclarait être toujours respectée dans cette procédure.

Cependant, si pour le HDV 720p, elle est à 74,25MHz soit 22 fois celle de base, elle set de 55,6875MHz pour le HDV1080i soit 16,5 fois la fréquence de base.
Pour le DVCPRO HD et le HDCAM ça "tombe juste" avec respectivement 14x et 17x…
… ** En fait, il y a trois flux Y , U (=Cb) et V (=Cr), je ne sais pas si les deux flux de chrominance sont échantillonnés selon la même fréquence que celle déclarée pour la Luminance… mais, in fine, ça conduit aux notation du genre ( 17: 6 : 6)… peu courantes , mais qui existent.

Si l'on considère la vidéo 25ips, en 0,04s par image la fréquence de base permet 135 000 échantillons "Y" par image, ce qui en 1080i en fournirait 125 par ligne…
En HDV, cette fréquence étant multipliée par 16,5, il devrait en rester plus de 2000 par ligne et, en DVCPRO HD, 1750. En HDCAM, théoriquement ça en fourni 2125. Il n'en est besoin que de 1440.

Il faut donc en "éliminer" par "sous-échantillonnage" (sub-sampling). Seulement, cette décimation est effectuée selon une régle moins draconnienne que celle appliquée dans les légions romaines…
Encore que ceux qui sont rébarbatifs aux maths trouveraient les formules extrêmement barbares !
Ex celle nommée "Radix4" :

NB: j' ai quitté maths-Spé depuis … les dinosaures dirait mon dernier petit-fils… donc qu'on ne me demande pas ce qui se passe sinon que DFT, c'est encore un coup de Joseph (Fourrier)…


Pour nos trois formats 1080i, il reste 1440 échantillons de Luminance par ligne : 1 par "pixel"… Et, là aussi, je mets "pixel" entre guillemets !

Ensuite la chrominance est, elle, encore plus sous-échantillonnées selon les rapports à la Luminance, que l'on connait bien.
En 4:4:4 chacune des valeurs U et V est propre à chaque pixel comme la Luminance.
En 4:2:2 ( ou 3:1,5:1,5 ), chacune des valeurs U ou V est la même pour deux pixels contigus de la même ligne; en (3:1:1), c'est la même pour 3 pixels contigus de la même ligne; en ( 4:1:1), c'est la même pour 4 pixels contigus de la même ligne…
En (4:2:0), chacune des valeurs U ou V est la même pour 4 pixels contigus sur deux lignes successives.


Dans le tableau du départ de cette discussion, est introduit un autre paramètre qui crée une "unité de base" du nombre de pixels (Y) "effectifs" par ligne.
Cette "unité de base pixels" est le quart du nombre de "pixels carrés" sur lequel s'étale l' affichage (16:9) : si en 16:9 les pixels enregistrés ("carrés" ou non) restent ou deviennent 1920 "carrés", cette "base" est 480… Elle est 360 si l' affichage écran s' étale sur 1280 pixels "carrés".

Un format qui enregistre 1920 informations numériques Y (pixels) par ligne est "coté" sur 4 comme le HDCAM SR, où chacune des valeurs enregistrées pour U ou V est propre à chaque "pixel", on est là en (4:4:4) "logique".

Tout format qui enregistre 1440 "Y" ("rectangulaires) par ligne est "logiquement" (3 : x : y ) …
Le DVCPRO HD(1440) devient (3: 1,5 : 1,5), le HDCAM (3 :1 :1) mais quid du HDV : (3: 0,75 :0,75 ) pour l' "US" et (3 : 1,5 : 0) pour "E" (pov de nouzot !).
Le DVCPRO(1280) "pixels ultra-rectangulaires" est basé sur 1280/480 = 2,667 : ( 2,667 : 1,333 : 1,333 ) et en revenant aux fractions: (8/3 : 4/3 : 4/3 )
Comme le DVCPRO (960) se développe sur 1280 "pixels carrés", il faut le juger sur la "base" 1280/4 = 320 et (960 : 480 :480 ) devient logiquement (3 : 1,5 : 1,5) …

C'est une évaluation "logique"… reste à savoir la traduire en terme de "qualité"… c'est pas encore le cas en ce qui me concerne…