Provoc : le signal tv / vidéo

La provoc, c'est les erreurs contenues dans ce topic et que j'espère voir corrigées.
N'est pas traitée ici, la différence des fréquences distinguant les standards US et européens.

En tv, le traitement du signal commence et revient aux trois tuyaux RGB à la capture et à la restitution, il se peut qu'en video, il commence en trois tuyaux YUV. (un "tuyau", c'est un conducteur électrique et son retour ou une fréquence)

YUV, en terminologie CCIR, est la solution de la compatibilité ascendante entre le système couleurs, nouveau vers 1950/60, et l'ancien N & B.
La composante Y, luminance, résoud ce problème selon une proportion favorable à la vision humaine : Y = 0,3 R + 0,6 G + 0,1 B.
Deux autres composantes sont élaborées, différentielle rouge : U = R - Y et différentielle bleue : V = B - Y.
Mathématiquement, le signal video est considéré comme un vecteur tridimensionnel, le passage de RGB à YUV n'est qu'un changement de repère et se règle par calcul matriciel, d'où le nom de matriçage donné à ce changement.
Il est important de savoir que l'accès au DV et son retour se placent à ce niveau.



Le second traitement fusionne les deux composantes U et V, sans modifier Y.
C'est là où les solutions diffèrent, NTSC est la première en date, PAL en est une amélioration et SECAM est une solution différente.
Quoi qu'il en soit, cette étape est résolue en plaquant les vecteurs variables sur une fréquence (deux pour secam).

Pour ntsc et pal, les deux vecteurs modulent une fréquence en quadrature, ils setrouvent additionnés selon le modèle "de Fresnel".
Dans le cas du NTSC, les deux vecteurs I (=U) et Q (=V) sont simplement en quadrature positive, leur résultante, le vecteur /C, chrominance, véhicule toujours deux informations, l'une par son module (longueur) caractérise la saturation, l'autre angulaire, la phase, caractérise la teinte. Le problème est que la détermination de cette phase est délicate et qu'il se produit des "sautes de phase" donnant le sobriquet Never Twice Same Color et forçant l'utilisateur à un réglage manuel.

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En parcourant les forums, on constate à l'évidence que de nombreux repairenautes ont besoin d'informations fondamentales, simples et précises. La vulgarisation n'est pas toujours facile car il faut savoir garder l'essentiel en éliminant le superflu.
Comme le démontre guy-jacques, de bons schémas peuvent faire passer de bonnes informations plus efficacement que de bons textes. La présence simultanée des deux est quand même utile.

Le Repaire fournit déjà de nombreuses données fort pertinentes, mais il y a encore trop de fausses informations et d'idées reçues en libre accès sur les forums. C'est la raison pour laquelle un forum ne peut pas servir de source de référence fiable à contrario des bons ouvrages techniques.
Ces bons ouvrages de référence existent, pensez-y pour en faire vos livres de chevet.

Il ne faut pas non plus s'omnubiler sur le Pal, Sécam et Ntsc, ce sont des normes de codage des informations couleurs en voie de marginalisation, pas des normes de vidéo ou de télévision. N'utilisons ces termes qu'à bon escient.
Le Scart dans les années 80 avait anticipé leur perte d'intérêt en imposant le RVB dans les entrées disponibles sur le connecteur "Péritel" des téléviseurs, certains y ont ajouté le Y UV.

Le DV et le D8 ont loupé le coche et nous imposent de repasser par une de ces normes inutiles. Heureusement que les signaux passant par la prise firewire ignorent Pal, Sécam, Ntsc. Un vrai progrès serait de disposer d'office sur nos caméscopes d'une sortie Y UV, tout comme serait désormais indispensable une entrée DV sur les téléviseurs.

 

Provoc… suite…mais pas fin

…reprise après coupure… dodo, et puis … Annie, de la cuisine…elle a dit que le soufflé allait retomber (ça implique :gare au reste) !

La solution PAL a été une super astuce mathématique permettant de récupérer une phase (teinte) juste, même après une "saute de phase". Elle consiste à décaler alternativement les vecteurs U et V une ligne en quadrature positive puis la ligne suivante en quadrature négative, de soustraire la seconde valeur du déphasage résultant de la première pour chacun des couples de points-ligne superposés et de faire la moyenne et ça fait :
[(phi + saut) - (-phi + saut)] / 2 = (phi + saut + phi - saut)/2 = 2 phi/2 = phi
La phase est retrouvée !


ça marche évidemment s'il n'y a pas de saut, mais ça suppose qu'il n'y ait qu'une différence minime de chrominance entre deux points superposés de 2 lignes successives… ce qui est majoritairement le cas ( à tester lors de mouvement vertical brutal de camera VHS, SVHS, 8 ou Hi8 ) et ça passe peu apperçu puisque la luminance n'est pas affectée.

SECAM, est dû au pionnier français Henri De France ( comme notre ex 819 lignes N&B), il est radicalement différent mais implique la même supposition, de différence minime, que le PAL.
Avec SECAM, U (ou plutôt Dr) module une première fréquence sous-porteuse et V (Db) une seconde; Pour une ligne, les données Dr sont relevées, injectées sur la fréquence (1) et mises en mémoire alors que les données Db mémorisées de la ligne précédentes sont (ré)injectées sur la fréquence (2)… Et, à la ligne suivante, la séquence est "inversée", Db est relevé, injecté sur F(2) et mémorisé alors que Dr revient de la mémoire pour être (ré)injecté sur F(1). (Nb des fréquences distinctes peuvent cohabiter dans un seul tuyau)

La fameuse phase était électroniquement délicate à déterminer aux temps initiaux, SECAM la zappe, c'était techniquement une meilleure solution pour la télé de l'époque… Oui, mais, en revanche la moulinette secam complique fortement la mise en œuvre d'effets, de transitions, de corrections…du montage; secam a constitué une niche de protections industrielle et politique.

Au niveau de cette réduction à deux tuyaux Y et /C (prise Ushiden ou péritel dédiée) seuls NTSC et PAL comportent des entrées sorties: c'est le "SVidéo", décliné en SVHS et Hi8 et bien sûr différents selon PAL et NTSC.


La troisième et dernière étape conduit au tuyau unique : elle consiste à "imbriquer" (comme les doigts de deux mains) Y et /C sur une même bande de fréquences. Elle est réalisée selon la même procédure par les trois systèmes, elle repose sur la "loi de Fourrier" qui énonce que toute fréquence modulée de façon complexe peut être décomposée en une "somme" de fréquences sinusoïdales (simples) harmoniques de la fréquence de base… Une harmonique est une fréquence double, triple…multiple entier de la fréquence de base.
Le signal Y est injecté sur la fréquence de base (déduite de la fréquence ligne) et décomposé sur les harmoniques basses et paires…Les différents signaux sinusoïdaux deviennent de plus en plus faibles avec l'élévation dans les harmoniques...
Le signal /C, injecté lui aussi sur la fréquence de base est décomposé sur les harmoniques impaires et élevées, il devient de plus en plus faible avec la descente dans ces fréquences.
Le tout est calculé de façon que le chevauchement entre les hautes fréquences de Y et les basses de /C soit "minimal".
Tout celà est envoyé dans un seul et même tuyau, c'est le signal composite.

Le problème est celui du retour, il faudrait séparer le pair de l'impair, c'est le travail des fameux "filtres en peigne", mais, mais leur mise en œuvre est couteuse et réservée au matériel…qui coûte cher; le matériel commun sépare les hautes fréquences de la chrominance (filtre "passe haut") des basses de la luminance ("passe bas"). Et quand ça se chevauche trop, ça en passe dans l'un et dans l'autre qui ne devrait pas, ça s'appelle "cross-color" et c'est produit par les détails fins (qui font monter la fréquence de Y : milleraie, petits cailloux contrastés, etc…).

Le signal composite est celui qui part vers ou revient des circuits d'antenne hertzienne, c'est lui que les magnétoscopes VHS et "8" (secam, pal ou bien ntsc) enregistrent et restituent au travers de cinch (jaune) ou peritel (scart).




Bon, c'est tout pour ce sujet, c'est bien vrai qu'il y en a d'autres… J'y cogite (???)
Merci pour les encouragements

 

- Non, dans le passage du RVB au Pal ou Ntsc, il y a bien un matriçage en Y (R-Y) (B-Y) puis génération de U et de V pour le Pal, I et Q pour le Ntsc, c'est un passage obligé. Ça ne veut pas dire que les étages intermédiaires dans un codeur sont obligatoirement accessibles par des connecteurs, tout dépend de l'usage du codeur.
Une fois la modulation de la sous-porteuse effectuée, puis suppression de la sous-porteuse, on obtient le signal C de chrominance, signal qui contient également un échantillon de référence de cette sous-porteuse supprimée : le burst. L'étage suivant est l'étage de mélange de Y et de C pour obtenir le signal vidéo composite.
Le codage du Sécam est un peu différent car à la place de la sous-porteuse supprimée on utilise deux sous-porteuses modulées en fréquence, diffusées séquentiellement.

- Pour les bouquins qui disent des conneries, il y en a, bien sûr, mais ils sont rarement écrits par des professionnels de la télévision.
Pour les forums qui filtrent assez bien les conneries techniques, on les trouve souvent sur les newsgroups ou sur des sites à accès conditionnel. Pour les forums grand public, la qualité des modérateurs est essentielle et les forums du Repaire ont bonne notoriété si ça peut te rassurer.

 

Le schéma est un peu trop simplifié, mais c'est surtout par les légendes qu'il pêche. Il veut illustrer à la fois un codeur et un décodeur, ce qui complique la lecture. Considérons que les entrées/sorties intermédiaires correspondent à des options d'utilisation.

Petite critique, la sortie Y/C de mon S-VHS Panasonic délivre bien du Sécam vers mon moniteur, ce qui est en contradiction avec le schéma qui condamne le Sécam en entrée Y/C du décodeur.

 

Merci

24 h après le lancement de cette discussion, je suis heureux de remercier tous ceux qui y participent pour, au moins, affiner mes élucubrations, en dissiper les motifs de confusion (crobar) et en corriger les erreurs ( le silence sur la suppression de la s/porteuse C en pal et ntsc cause du "burst" et l'existence de sortie Y/C en secam …).
Cette "provoc" n'a pas d'autre but… Je vais abandonner, pour cause de "vacances", la discussion pendant une bonne semaine…
Profitez-en
À plus.

 

Merci guy-jacques pour le temps que tu as consacré à la communauté. Ta provoc était bien sympa.