Beaucoup de gens (voir même des professionnels de la profession) font un véritable amalgame des notions de résolution dans le monde de la vidéo.

Résolution maximale du système PAL (5,5 Mhz utile)

         Les résolutions rencontrées:

-         la résolution du formatage de standard: 625 lignes ou 525 aux USA.

-         La résolution utile maximale de l'image PAL: 768x576.

-         La résolution normalisée en vidéo numérique: 720x576 PAL.

-         La résolution qualitative du format d'enregistrement : 500 lignes pour les meilleurs (il s'agit la d'une résolution horizontale, sur 720 pixels max).

La résolution qualitative de l'image (VHS = 200 lignes, DV = 500 lignes.) est une résolution subjective: on enregistre une mire de test à travers la caméra ou le dispositif d'enregistrement, puis on relit la bande, et on tente de percevoir subjectivement quelles sont les limites visuelles du format. Cela va changer d'une otpique à l'autre, d'une tête de caméra à l'autre, d'un format d'enregistrement à l'autre. Le plus simple pour tester les limites d'un standard, c'est d'enregistrer un signal sans compression (la source) sur bande, puis de la restituer pour en voir les détériorations.

         Il ne faut pas non plus confondre échantillonnage d'un signal analogique, et captation de l'image directement à l'aide d'une matrice (le CCD). Le CCD a déjà la résolution qu'aura l'image, alors que le signal que l'on numérise (digitalise, échantillonne, sample, etc.) doit entrer dans une moulinette qui va mesurer le nombre de vagues composant le signal analogique, comme le ferait un bassin à vague pour mesurer le nombre de vagues par seconde: le nombre de mesures à réaliser pour faire un tel échantillonnage doit être au minimum du double de la fréquence source analogique.

         Exemple: un signal vidéo complet représente 6,5 million de cycle par secondes (représentant une vague haute et une vague basse pour faire un cycle complet); pour pouvoir enregistrer de telles variations (un pixel noir, un pixel blanc, un pixel noir, un pixel blanc. représente le maximum de cycles que peut générer une image vidéo, soit 2 pixels pour 1 seul cycle), il faut mesurer les vagues à 13 Mhz, soit deux fois plus.

         Dans le cas d'un CCD, la résolution finale est déjà contenue dans la résolution du CCD, et ne doit pas être divisée par un quelconque ratio ésotérique.

Les 3 images en sortie du traitement de la tête de caméra, qui seront recomposées en Y U V pour faciliter leur transport et la compression spatiale

Schéma de la numérisation d'un signal de 2 Hz : par 2 hz ou 4.Hz, ou 8. la loi de Nyquist, pour récupérer une mesure conforme au signal source

Quand on veut mesurer un signal électrique, on s'aperçoit que si l'on prend des mesures trop espacées dans le temps, on ne récupère pas assez de données pour reproduire fidèlement ensuite le signal ainsi acquis.

Le théorème de Nyquist: L 'intervalle entre deux échantillons doit être égal ou inférieur à la demi période du signal de fréquence le plus élevé présente dans le signal ; ce qui veut dire que l'on doit échantillonner un signal avec une fréquence 2 fois plus grande. Comme on peut l'observer sur le schéma, pour un signal de 2 hz (deux cycles par seconde), la mesure 1 fois par seconde ne donne rien, ni même celle à deux mesures par seconde (soit 2 Hz de fréquence d'échantillonnage), mais par contre à partir de 4 mesures par seconde (soit 4 hz, c'est à dire 2 fois la fréquence à mesurer), on obtient suffisamment de données pour reconstruire un signal correspondant à la forme globale du signal original. On tente ainsi de rester le plus fidèle possible au signal d'origine.

Les images suivante montrent ce qu'il se passe quand on enregistre directement une mire sur une bande DV, et que l'on récupère l'image numérique en sortie du caméscopes.

         Le résultat: on récupère bien nos 720 lignes de résolution en fin de chaîne, mais sur des lignes statiques, et sans passer par les étapes Optique / CCD / traitement.

Image source non compressée en sortie de Photoshop (BMP 1:1)

Image enregistrée sur un caméscopes DV par l'interface IEEE1394, avec zoom au centre sur les dernières lignes (720)  (DV 5:1)

            Ainsi, il faut dissocier, lorsque l'on parle de résolution subjective, les différents étages de captation de l'image:

-         Qualité de l'optique utilisée (une optique standard débute à 15 000 Frs)

-         tête de caméra (3 CCD ou mono CCD, taille du capteur.)

-         qualité des composants électroniques utilisés

-         Format d'enregistrement sur bande (DV, Beta SX, Digital Betacam, DVC pro.)

Et ensuite:

-         Qualité du magnétoscope (grand public, pro.)

-         Type de transport de la vidéo vers l'écran

-         Qualité de l'écran de restitution

Tous ces étages ont une limitation, et ils ont donc des conséquences sur les étages suivants. Il faut notamment séparer la partie captation de la partie format d'enregistrement: un caméscopes à 5 000 frs en DV offre la même qualité d'enregistrement qu'une caméra à 150 000 Frs en Dvcam, mais la différence vient principalement de la qualité de l'optique et de la tête de caméra (sans compter la valeur de l'inertie du caméscopes en lui même, et des mouvements parasites produits par la taille du camescope).

On oublie aussi trop souvent certains éléments qui sont essentiels lors de la comparaison: on parlait du standard S-VHS comme d'un format de 400 lignes, alors qu'au bout de 2 générations le signal était déjà complètement inutilisable; c'était oublier la très faible bande passante octroyée à la chrominance, strictement identique à celle utilisée en VHS !

Ne jamais oublier d'utiliser les 60% du cerveau non utilisé.

Jean-Charles Fouché

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