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Les Interfaces numériques HD

Transport du flux : en natif ou non ?

Publié par jcf le 18 Février 2008 dans Autres articles
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  1. jcf

    Transport du flux : en natif ou non ?

    Une fois les flux vidéo et l’audio compressés et stockés sur un média quelqu’il soit, il faut pouvoir échanger ces informations à l’extérieur, vers un dispositif d’affichage, un autre magnétoscope ou encore une station de montage virtuel ; nous avons alors deux options : 

    • utiliser un mode de transport qui ne transforme pas le format d’origine, et qui va véhiculer l’information de manière native, tel qu’il est enregistré sur le support.
    • Utiliser un mode de transport qui va convertir le format natif en un format temporaire de transport, pour une compatibilité avec l’environnement de production.

     

    Bien entendu, nous avons aussi le choix d’utiliser un transport analogique pour une connexion sur un dispositif qui dispose d’entrées analogique :

     

    Interfaces analogiques

    Vidéo composite SD sur 1 fil

    Y/C SD sur 2 fils moulés.

    Vidéo composante Y B-Y R-Y SD sur 3 fils

    Vidéo composante Y Pb Pr HD sur 3 fils

     

    Il existe différentes interfaces qui permettent le transport du signal en mode natif:

     

    Transport Natif

    IEEE1394 : DV, DVCAM, DVCPro à 1x la vitesse.

    CSDI à travers une infrastructure SDI : DVCpro à x4 la vitesse.

    QSDI à travers une infrastructure SDI : DVCAM à 4x la vitesse.

    SDTI (Serial Data Transport Interface): Betacam SX ou IMX par exemple.

     


     

    Firewire 400 Mbps et 800 Mbps

    dcinema_firewire_400_800.jpg

    Toutes ces interfaces transportent le signal natif en mode compressé, c'est-à-dire dans son format/codec d’enregistrement. La bande passante utilisée par le flux est alors aussi léger que celui de l’enregistrement (si la vitesse de transfert est multipliée par quatre, la bande passante l’est aussi).

    Quand le signal est transporté en mode natif, aucune dégradation n’est infligée au signal, et le système se comporte comme lors d’une copie de fichier à partir d’un disque dur, c'est-à-dire sans transformation. Grâce à ce mode de transport, il est possible de réaliser un nombre infini de copie sans générer aucune dégradation sur le signal d’origine.

    Si nous ne disposons pas d’interfaces en mode natif, nous allons utiliser l’une des interfaces numériques qui permet le transfert du flux dans son format non compressé (et donc non natif) :

     

    Transport

    non natif

    SDI: 270 Mbps sur 1 fil type BNC (33 Mo/s) en SDTV

    HDSDI: 1,5 Gbps sur 1 fil en HDTV (190 Mo/s)

    DVI : connexion numérique dédiée informatique

    HDMI : connexion numérique dédiée grand public (DVI avec canaux audio)

     

     

    SDI

     

    dcinema_hd-sdi-bnc.jpg

     

    La norme SDI (Serial digital inerface) est l’interface universelle de la vidéo numérique SD : elle transporte le flux vidéo (image+son) dans son niveau de qualité broadcast non compressé le plus élevé :

    • Débit 270 Mbps
    • Définition 720x576
    • Quantification sur 10 bits / Espace couleur Y Cb Cr CCIR601
    • Flux Non Compressé 1 :1
    • 8 paires de 2 canaux son 20 bits / 48 Khz non compressés

     

    dcinema_hd-sdi.jpg

     

    Les interfaces numériques SDI : 1 connecteur BNC

     

    Au passage à la haute définition, le SDI devient HD-SDI (High Definition Serial Digital Interface) :

    • débit 1.485 Gbit/s
    • définition 1920x1080 et 1280x720
    • Quantification sur 10 bits / Espace couleur Y Cb Cr CCIR 709
    • Flux non compressé 1 :1
    • 8 paires de 2 canaux son 24 bits / 48 Khz non compressés

    Il est possible d’utiliser une double liaison HD SDI (dual link) pour travailler en RGB 4 :4 :4 , pour la diffusion de flux cinéma numérique 2K sur 12 bits en 4 :4 :4, avec 32 canaux audio.

     

    DVI

    L’informatique utilise une interface de transport vidéo numérique appelée DVI (Digital Visual Interface) qui transporte l’image seulement :

    • DVI-A (DVI-Analog) transportant uniquement un signal vidéo analogique RGB.
    • DVI-D (DVI-Digital) transportant uniquement un signal vidéo numérique RGB.
    • DVI-I (DVI-Integrated) transportant les deux types de signaux RGB, analogique et numérique, sur des des broches dédiées.

     

    dcinema_dvi.gif

      Connecteur DVI-I

    La fréquence de balayage des écrans informatiques pouvant s’apparentant à un signal HD (1280x1024 par exxemple à 70 Hz), il est possible d’utiliser ce mode de transport pour afficher par exemple une image HD sur un moniteur ou un projecteur informatique ; il existe de nombreux convertisseurs DVI-HD SDI pour passer d’un format à l’autre, ainsi que des moniteurs informatiques dont la définition dépasse les 1920x1080.

    Le format DVI ne transporte que l’image numérique ; avec l’arrivée de la HD dans le domaine grand public, il a fallu remplacer la bonne vieille prise péritel de l’écran de télévision qui permettait le transport de la vidéo analogique dans tous les modes, du composite au RGB ; La connexion HDMI est la « péritel » numérique que l’on retrouve sur les téléviseurs appelés « HD Ready » et « Full HD », et qui reprend les caractéristiques du transport DVI en y intégrant le son numérique.

     


    HDMI

    dcinema_hdmi_logo.gifdcinema_hdmi_cable.jpg

    dcinema_hdmi.jpg

    Un protocole de protection numérique appelé HDCP permet de sécuriser le signal et de ne l’afficher que sur un dispositif « bienveillant » et compatible.

    Les dernières spécifications HDMI permettent d’afficher une définition, un espace colorimétrique et une dynamique proche des spécifications D-Cinema.

     

    Tableau de synthèse 

     

    Format

    Caractéristiques

    Débit

    Cible

    SDI

    720x576@50i

    270 Mbps

    SDTV

    HD SDI

    1920x1080 / 1280x720

    1,5 Gbps

    HDTV

    DVI

    1920x1600@60P

    3,7 Gbps single link

    Informatique

    HDMI

    576i/720P/1080i/1080P

    10,2 Gbps

    HD grand public

     

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