PIXEL et MEGA-PIXEL...où est la vérité?

Dans certains discussions on trove souvent la tèse que: tout pixel qui va au-delà de la résolution base-PAL ne sert strictement à rien (surtout si on utilise un stabiliseur optique)
Je me demande:
Est-ce que c'est vraimant sûr que les nouveaux CCDmegapixels n'ont rien à voir avec la qualité finale?
J'ai du mal à croire qu'une maison "serieuse" comme Sony se baisse à des mensonges quand elle écrit sur toutes ses publicités des derniers appareils...."graces au grand CCD la résolution augmente de 400%, 500%!!! Je sais très bien quels sont le limites "structurels" en lignes v. et h. du PAL... mais ce n'est pas possible imagines que ces affirmations signifient peut être que la grande densité d'informations en provenance des mega-CHIPS servent, par un jeu raffiné d'interpolation, à definir l'image amelierée et définitive en format 720x576?

Exemple concret: dans les "features" officiels des camcorders (n'oublions pas que pour des préoccupation juridiques on arrive même à préciser des détails tels que la nature "artificielle" de certains éléments:foto dans les viseurs, ecc) DONC comment est-il possible que Sony écrit sur sa brochure officielle de sa PDX10:
"The DSR-PDX10 incorporates three 1/4,7 inch CCD chips. each with a total of 1'070'000pixels (690'000 pixels for acquisition in 4/3 mode and 1'000'000 for still image capture)"??????
Ces spécifiques MATEMATQUES concernaient la version américaine NTSC avec la sortie vidéo final limitée à 720x480 pixels...donc un maximum de 352'800 pixels!!!
Pas d'"écarts" pour la stabilisation sur ce modèle, donc à quoi servent ils ces 690'000 PIXELS FOR ACQUISITION?
(excusez mon ortographe.. j'écris depuis Lugano-CH)

 

Pas la peine de se prendre la chou avec ça.

On a vite fait le tour du problème : compare une image issue d'une caméra bêta num et celle issue d'un camescope grand public.

Le nombre de pixels n'est-t-il pas infiniment plus élevé sur les camescopes grand public ?

Si.

Est-ce que ça améliore la définition de l'image dans les zones contrastées, dans les feuillages, etc.

Non.

Alors tu as la réponse à ta question.

Bob

 

Bravo BOB... tu est très concrèt...et je t'envie...

Mais ma question était aussi volontairement accadémique et concernait précisement le fonctionnement de ces nouveaux CCD:
est-ce que leure "sortie" si abondante... est "remixée" (un peu comme on fai avec PHOTOSHOP quand on utilise un exces d'information pour un travail d'interpolation-intelligente?

Peut-ête j'ai aussi besoin d'ête rassuré que l'industrie des produits - consumers actuelle ne nous prend pas pour des cons au point de tricher même sur les donnés mathématiques.

 

pour info la resolution beta num est la meme que la resolution minidv.(720*576 en pal)
la difference entre les deux c juste la video de sortie :
4.1.1 pour du minidv et 4.2.2 pour du betanum
grosso modo:
pour une image la luminace a 720*576 de resolution et la chroma fais 360*288 par composante (db et dr)
pour le minidv on a 720*576 pour la luminance et apres on a du 180*144 pour db et dr.....
la difference de qualite se fais la en grande partie.
la definition des ccd s explique comme suit:
les ccd sortent un signal analogique qui est ensuite matricé et echantilloné.
des capteurs hautes resolution comme les megapixels servent a ameliorer le matricage etl donc l échantillonage. permettant de faire disparaitre des abérations chromatiques et autres defauts de luminance.
donc une image un peu plus propre en sortie.

 

Merci....
Voilà ce qui me remet un peu en paix avec l'industrie qui me paraissait utiliser tous ces chiffres pour nous ipnotiser... notre mini-CHIP cérébral!!!

 

Newhope, en standard européen, l'échantillonnage du Digital Beta est en 4.2.2 sur 10 bits avec un taux de compression de 2:1.
Pour une matrice d'image de 720x576, Y a une résolution de 720x576 alors que Cr et Cb sont chacuns en 360x576
Ce qui donne un débit vidéo de 125,58 Mb/s.

Pour le DV, l'échantillonnage est en 4.2.0 sur 8 bits avec un taux de compression de 5:1
Pour une matrice d'image de 720x576, Y a une résolution de 720x576 alors que Cr et Cb sont chacuns en 360x288
Ce qui donne un débit vidéo de 25 Mb/s.
Ces écarts de caractéristiques expliquent la moindre qualité du DV par rapport au Digital Beta, même si l'image DV est un progrès très sensible en comparaison du S-VHS et du HI8.

Pour le DVCPro qui lui est en 4.1.1 sur 8 bits avec un taux de compression de 5:1
Pour une matrice d'image de 720x576, Y a une résolution de 720x576 alors que Cr et Cb sont chacuns en 180x576 (même résolution qu'en Pal S).
Ce qui donne un débit vidéo de 25 Mb/s.

Donc attention à la copie de DV/D8/DVCAM sur DVCPro ou vice-versa, il en résulte une image finale en 4.1.0, plus pertes de recompression.

Roy55, voilà ce qui explique un peu l'affirmation catégorique de Bob Art, que je partage! La seule information exacte est donnée par les feuilles des caractéristiques du ou des capteurs CCD utilisés dans la caméra que tu considères. Les commerciaux ont des capacités d'interprétation étonnantes.

 

Est-ce que toute cette reflection sur la "kernel" des codages permet d'arriver aussi à la conclusion que même l'adoption des 3CCD (dans le secteur "prosumer") ne permet pas au format DV d'aller très au delà des limites qualitatives des appareils mono-chip? (mis à part la précision chromatique)

Comme j'ai écris ailleur... je continue à me domander si pour faire du 16/9 d'"assez bonne qualité" ça vaut la peine de depenser 1000€ de plus et acheter la Sony PDX10 (3CCD)au lieu de la Sony 330 ou Canon MVX3i (1CCD)?

 

Il est certain que la limitation de l'échantillonnage numérique à 720x576 est un bouchon pour la véritable mise en valeur du 16/9.

Contrairement aux tri-CCD, les mono-CCD altèrent la résolution verticale des images tout en pénalisant le contraste de détail en horizontal. En examinant combien de photosites sont effectivement utilisés pour composer un pixel d'une image, on peut en estimer le nombre nécessaire pour égaler un tri-CCD. Il faudrait pratiquement tripler la densité des photosites dans la zone effective de balayage, ce qui n'est pas encore le cas.

Pour se rendre compte de l'écart effectif entre ces deux techniques, le meilleur moyen est de les comparer avec des mires optiques de résolution, alors là, ça saute aux yeux. Un exemple typique mais non absolu est montré sur cette page :
http://www.bealecorner.com/trv900/respat/index.html
Ce test est facile à reproduire avec n'importe quel caméscope, aussi bien en 4/3 qu'en 16/9 ; il suffit de bien respecter la procédure technique.

 

- La résolution DV PAL est 720*576.
- Si tu veux un capteur 4:3 à pixels carrés ça te donne 768*576 (768=576/4*3) soit 0,4 Mpixel.
- Si tu veux un stabilisateur numérique ça te donne en ajoutant 25% en largeur et en hauteur 960*720 (960*768*1,25 ; 720=576*1,25) soit 0,7Mpixel.
- Si tu veux compenser les effets de la matrice de Bayer des capteurs monoCCD (face aux triCCD) en ajoutant encore 41% (voir en bas (1)) en largeur et en hauteur ça te donne 1358*1018 soit 1,4 Mpixel.
- Si tu veux pouvoir faire du 16:9 avec au moins la même qualité en vertical dans un capteur 4:3 ça te donne 1810*1358 soit 2,5 Mpixel. (1810=1018/9*16 ; 1358=1810/4*3).

Ca c'est le raisonnement simple en progressif. En entrelacé, en résumé, il n'y a pas besoin d'augmenter le nombre de pixels verticaux dû à la matrice de bayer parce qu'on lit 2 lignes de pixels en même temps ce qui double déjà le nombre de pixels verticaux.
- Donc en 4:3 le 1270*952 soit 1,2 Mpixel (1270=720*1,25*1,41 et 952=1270/4*3) suffit.
- Ce qui donne en 16:9 dans un capteur 4:3 pour la même qualité : 1693*1270 (2,2 Mpixel).

Bref, pour un monoCCD a stabilisateur numérique... le 0.4 Mpixel est loin d'atteindre une résolution suffisante. Pour le 4:3 il faut en gros du 1,3 Mpixel et pour le 16:9 dans capteur 4:3 du 2-2,5M pixels.

Ca donne des gros chiffres dans le cas du capteur adapté au 16:9 dans du 4:3, un capteur 16:9 exclusivement donnerait des plus petits chiffres, les mêmes qu'un capteur 4:3 (1,3 Mpixel) mais si on veut l'utiliser aussi en 4:3, ça monte à 1,7 Mpixel et si on ne veut pas utiliser uniquement une partie de l'optique en 4:3 un capteur 4:3 est tout de même préférable : il couvre une plus grande surface de l'optique et permet de faire ce qu'on veut ensuite. Il faut donc voir le capteur 4:3 adapté au 16:9 comme un capteur 16:9 avec un bonus de pixels en haut et en bas ! Et non pas comme un capteur 4:3 avec trop de pixels uniquement pour faire des photos !

Bref comme l'indiquent les constructeurs le bonus de pixel profite à la compatibilité 4:3 / 16:9 et ils n'ont pas mal pensé leur truc ou fait des compromis pour faire des photos !

Et en résumé :
* pour un monoCCD a stabilisateur numérique : pour du 4:3, il faut au moins 1,2Mpixels et pour du 16:9 sur capteur 4:3, il faut au moins 2-2,5Mpixels pour atteindre la résolution maximum du DV.
* Pour un triCCD a stabilisateur optique : pour du 4:3, il faut du 0,4 Mpixel, et pour du 16:9 sur capteur 16:9 (qui se justifie dans le cas de caméras où l'on peut changer les optiques) du 0,6 Mpixels.



(1) ce qui veut dire que je considère qu'il faut 2 (1,41*1,41=2) fois plus de mégapixels pour un capteur à matrice de bayer monoccd que pour un triccd ou un capteur du type foveon pour obtenir une image de résolution réduite de haute qualité. Ce qui peut se traduire aussi par le fait qu'une image d'un appareil photo numérique de 2Mpixels (monoCCD matrice de bayer) vue à 100% n'est pas jolie mais par contre réduite en 1152*864 pour être vue sur un écran est très jolie.

 

Il se donne ici quelques indications que je demandais… il n'y a que deux semaines dans cette discussion : cogitations …

Si tu le veux bien, duroc, peux tu venir y compléter et y justifier l'arithmétique de doublage que tu donnes pour les monoCCD filtrés "Bayer"…
Je n'en connais qu'une façon de "relever les compteurs", façon que je suppose non unique et destinée aux APN plutôt qu'aux camescopes.
D'ailleurs seuls trois camescopes "européens", "tout-public" sont à ce jour dotés de ce type de monoCCD (les Canon MXV3i et 10i et le Sony DCR-PC330E). Tous les autres camescopres monoCCD sont filtrés "complémentaires" (Vert, Magenta, Cyan, Jaune) … et la "cueillette" des charges s'y pratique sur 582 lignes… de (peut-être) 724 "pixels"… qui pourraient ne pas être carrés…

Le monoCCD (tricouches…CMOS) Foveon n'équipe, à ma connaissance, aucun camescope, Sigma le commercialise sur un APN Reflex… qui ne gène pas (encore) trop les vedettes Canon, Nikon, etc.

En ce qui concerne les TRICCD, l'arithmétique est un peu … courte pour arriver à justifier que l'un des meilleurs a des capteurs qui n'utilisent que 320 000 pixels…
Le "décalage de pixel" (1/2 pas pour le Vert) y permet de monter la fréquence de capture de Y (la luminance) aux 13,5MHz de l'échantillonnage (4, , ) du DV [4 veut dire 4 x3,75MHz]… Et ses concurrents ne sont pas "megapixels" !

Une discussion - assez ancienne - s'est tenue à propos du "16 x 9 DV"…… le triCCD Sony TRV900, y tirait - aussi mal mais pas plus que d'autres - son épingle du jeu - sans MegaPixels…

 

guy-jacques désolé, je n'avais pas vu ta discussion et je n'ai pas été très précis.

Juste une remarque, dans mon post, j'ai utilisé le mot Bayer comme un filtrage générique avec une matrice 2x2 de couleurs devant un capteur, pas forcément (RVVB).

>Le monoCCD (tricouches…CMOS) Foveon n'équipe, à ma >connaissance, aucun camescope
Non mais son fonctionnement est équivalent à un triCCD sans pixel shift.

On peut voir ici : http://www.dpreview.com/reviews/sigmasd10/page18.asp

Qu'un capteur foveon comme sur le Sigma SD10 de 3,43Mpixels (2268*1512) obtient une résolution de 1550 en vertical et de 1550/2*3=2325 en horizontal. (les résolutions sont données en lignes par hauteur d'image).
Et un capteur a matrice 2x2 comme le Canon 10D de 6,29Mpixels (3072*2048) obtient une résolution de 1450 en vertical et de 1600/2*3=2400 en horizontal.

Si on ramène le capteur Canon de 6,29 à 3,43 ça nous donne une résolution de : 1070 (1450/2048*1512) par 1771 (2400/3072*2268) et ... 1550/1070=1,45 ; 2325/1771 = 1,31

Bref j'ai pris racine de 2 pour avoir un chiffre facile de 2 pour la résolution.
Je n'ai pas la justification mathématique, mais mon idée de départ est de donner un ordre de grandeur. Ce facteur de 2 se vérifie assez bien en pratique avec les images des APN... et des caméscopes !

>En ce qui concerne les TRICCD, l'arithmétique est un peu …
>courte pour arriver à justifier que l'un des meilleurs a des
>capteurs qui n'utilisent que 320 000 pixels…
>Le "décalage de pixel" (1/2 pas pour le Vert) y permet de
>monter la fréquence de capture de Y (la luminance) aux 13,5MHz
>de l'échantillonnage (4, , ) du DV [4 veut dire 4 x3,75MHz]… Et
>ses concurrents ne sont pas "megapixels" !
Je n'ai pas bien compris le sens de ta remarque... les camescopes professionnels haut de gamme en CCD 2/3" de ratio 4:3 utilisent des capteurs en 3CCD de 720*576 = 0.4 Mpixels sans pixel shift, je crois.

Pour moi le pixel shift apporte tous les problèmes de moirage des monoCCDs... et il me semble qu'il n'a d'intérêt que pour des capteurs sous la résolution nominale du DV ou pour faire du 16:9 avec des capteurs 4:3 basse résolution.

>Une discussion - assez ancienne - s'est tenue à propos du "16 x
>9 DV"…… le triCCD Sony TRV900, y tirait - aussi mal mais pas
>plus que d'autres - son épingle du jeu - sans MegaPixels…
Le TRV900 a il me semble 380K (soit 768*494 en pixels carrés) pixels en NTSC, en PAL je ne sais pas... mais il me semble orienté 4:3 comme le VX2100. Il ne peut pas faire du bon 16:9.

De toute façon, le mieux c'est de regarder des mires, on se rend compte tout de suite, on peut en trouver plein ici : http://www.videozona.net (c'est sur ce forum que j'ai trouvé le lien, c'est en Russe mais avec les liens c'est facile et si nécessaire on peut traduire avec ça http://www.worldlingo.com/products_services/worldlingo_translator.html)

Je te conseille de les enregister sur ton ordinateur pour les comparer facilement.

exemples en 4:3 :
http://www.videozona.net/camera/12camer/hires/eia1956-trv22.jpg
http://www.videozona.net/camera/12camer/hires/eia1956-trv33.jpg
http://www.videozona.net/camera/PC330vsTRV60/hires/eia1956-interlace-trv60.jpg
http://www.videozona.net/camera/PC330vsTRV60/hires/eia1956-interlace-pc330.jpg
http://www.videozona.net/camera/3ccd/3ccd/hires/eia1956-TRV940.jpg
http://www.videozona.net/camera/3ccd/3ccd/hires/eia1956-GS70.jpg
http://www.videozona.net/camera/3ccd/3ccd/hires/eia1956-MX500.jpg
http://www.videomax.ru/tests/1000/hires/eia1956-dv4000.jpg
http://www.videomax.ru/tests/1000/hires/eia1956-mvx150i.jpg

exemples en 16:9 :
http://www.videomax.ru/tests/1000/hires/eia1956-dv4000-wide-an.jpg
http://www.videomax.ru/tests/1000/hires/eia1956-mvx150i-wide.jpg
http://www.videomax.ru/tests/1000/hires/eia1956-trv60-wide.jpg
http://www.videozona.net/camera/capaso/data/EIA_MVX3i_16x9.jpg
http://www.videozona.net/camera/capaso/data/EIA_PC330_16x9sharp50.jpg
http://www.videozona.net/camera/capaso/data/EIA_MX500_16x9sharp50.jpg

Explications sur les mires :
En 4:3, elles donnent la résolution en lignes par hauteur d'image. On peut donc avoir au max 576 en vertical et 720/4*3 = 540 en horizontal ce qui donne 540/3*4 = 720 lignes au total en horizontal.

En 16:9, ils ont bidouillé la mire (en l'étendant en horizontal), ce qui fait qu'on peut comparer les résolutions directement avec les mires 4:3 : la résolution horizontale n'est plus donnée en lignes par hauteur d'image 16:9, mais en lignes par hauteur d'image 4:3 de même largeur. Il faut multiplier la résolution horizontale par 3/4 pour retrouver la résolution par hauteur d'image. (540*3/4 donne 405 donc 405/9*16 = 720 lignes au total)

Je trouve que sur ces mires, on retrouve les résolutions que j'ai indiquées au départ.

 

Salut vsb,

Question A :
Le camescope peut sans problème faire un scaling de l'image qu'il a de toute façon en mémoire pour faire l'encodage DV.

Dans ton cas, on ne sait pas comment il travaille, mais en tout cas pas de la même façon dans les deux cas

Peut être que sans stabilisateur il prend une partie 720*576 dans le capteur directement. Et qu'avec stabilisateur il prend tout le capteur puis fait sa tambouille pour le stabilisateur avec un scaling au passage.

C'est quel modèle de camescope ?

D'autre part, il y a des modèles de camescopes qui font varier la marge du stabilisateur autour de l'image en fonction de la focale (tous les Sony avec megapixel engine en 16:9 ?)


Question B :
Oui, mais les mégapixels font de toute façon une meilleure image que les autres même avant d'utiliser le zoom numérique et avec le zoom numérique, c'est pareil
Après, un 2Mpixels doit permettre de faire un zoom numérique 1,2x ou 1,3x fois plus qu'un 1,3Mpixels pour la même qualité !

 

Dans l'affaire, il ne faudrait pas oublier la taille de l'optique et celle du capteur. Méditer aussi les conséquences des tailles réduites des capteurs récents : http://www.repaire.net/navig/site/prise_cameras/diffract1.php

Bob

 

Disons, dans un premier temps regarde bien toutes les mires... tu verras qu'on peut y voir plein de différences.

Après dans la validité des différences, la mire ne bouge pas et ne pose pas de problème pour la regarder sur un écran progressif, le 720*576 n'implique pas de rééchantillonage si tu les regardes à 100% sur ton ordinateur, le jpeg si c'est fait sérieusement et ça semble le cas, ne change rien en pratique. Tu peux les réenregistrer en jpeg avec un taux de compression équivalent et tu verras par toi même.

Pour ce qui est de mesurer la résolution c'est une autre affaire... car il faut définir le taux de contraste entre les lignes et ça à l'oeil nu c'est plus difficile. Mais il n'empêche que comparer des mires entre elles c'est facile.

Il me semble que la camera se juge par ce qu'il y a sur la bande et l'ordinateur permet effectivement de regarder le contenu de la bande sans déformation.

Heu non ... le facteur de Kell n'intervient pas en horizontal ! D'ailleurs les constructeurs donnent souvent 530-540 lignes en horizontal (par hauteur d'image) ce qui fait les 720 points au total en largeur.

Pour le vertical, en entrelacé avec un capteur classique en "field integration", chaque trame a une résolution de 288 lignes... mais une image complète n'a pas 2*288 ligne de résolution... si on applique ton facteur de 0,7 ça fait dans les 400. Il me semble que c'est ce qu'on retrouve en pratique.

Après en "frame integration" ou en progressif, on peut taper le max de 576 lignes.

Les capteurs megapixels, je ne sais pas exactement comment ils sont lus et utilisés en pratique en mode entrelacé...

vive le 50p, à mort le 50i !

 

Image saisie <> image enregistrée

J'apporte mon petit grain de sel au thread.

Primo je ne suis pas un spécialiste, juste un amateur intéressé (je n’ai même pas de cam à moi). Par contre je m'y connais plus qu'un peu en hardware (en général). Mon avis est avant tout basé sur des connaissances théoriques.

Je voulais attirer l'attention de tout le monde sur le fait que le passage en numérique change bien des choses.
Sur les appareils analogiques une mesure de luminosité se traduisait immédiatement par une intensité sur la bande.

En numérique il en va bien autrement. Les images sont saisies, retravaillées puis enregistrées. Il y a donc une importante couche d’abstraction entre la saisie et l’enregistrement. La puissance croissante des processeurs embarqués permet des traitements poussés.
Les traitements appliqués peuvent être:
- interpolation
- stabilisateur numérique
- correction des niveaux
- correction des couleurs
- correction des effets de moirage
- pré traitement en vu d'améliorer la compression
- compression

(Au passage j'en profite pour signaler que nous avons de grandes chances de voir des techniques poussées de compression incluant notement le fameux "psychovisual enhancement" pour enregistrer plus et mieux sur moins de bande.)

Je dirais donc que plus un capteur CCD a de pixel, plus les processeurs auront d'informations à traiter, plus la qualité du rendu final pourra être bonne.

Mais il ne faut pas se laisser abuser par les chiffres. Un capteur limite en résolution mais fidéle en restitution (ce qui n'est pas quantifiable dans une doc commerciale) sera bien plus avantageux qu'un capteur qui mesure n'importe quoi sur 15 milions de pixels. D’où la différence entre un Betanum et un camescope DV.

Exemple d'avantage d'une haute résolution :
- si un pixel du capteur meurs, la correction par interpolation permettra de rattraper l'image bien pus fidèlement si il reste encore 3 autres pixels correspondant au même pixel enregistré.
- l'autofocus fonctionnera d'autant mieux que la résolution de capture est grande (le net sera plus précis)

Exemple d'inconvénients d'une haute résolution:
- plus de pixel a traiter signifie plus de charge et donc moins de traitement possible (et plus de consommation d'énergie, mais ce doit être insignifiant)
- un pixel du capteur sera plus petit et recevra moins de lumière. Il sera donc probablement moins sensible et aussi moins fiable (à vérifier)

En conclusion :
Au delà d'une certaine limite (celle décrite par le célèbre calcul de duroc ) les informations saisies ne sont importantes que si elles sont fiables et bien traitées ensuite.
Il vaut donc bien mieux se fier à ce que l’on voit à l’image plutôt qu’à des chiffres sur une documentation qui n’explique pas tout.

Voilà