Cadre segmenté progressif

La trame segmentée progressive (PsF, sF, SF) est un schéma conçu pour acquérir, stocker, modifier et distribuer une vidéo à balayage progressif à l’aide d’un équipement Entrelacé .

Avec PsF, une trame progressive est divisée en deux segments , avec les lignes impaires dans un segment et les lignes paires dans l’autre segment. Techniquement, les segments sont équivalents à des trames entrelacées , mais contrairement à la vidéo entrelacée native, il n’y a pas de mouvement entre les deux trames qui composent l’image vidéo : les deux trames représentent le même instant dans le temps. Cette technique permet de traiter une image progressive via le même circuit électronique que celui utilisé pour stocker, traiter et acheminer la vidéo entrelacée.

Le terme image segmentée progressive est principalement utilisé en relation avec la vidéo haute définition . Dans le monde de la vidéo à définition standard , qui utilise traditionnellement le balayage Entrelacé, il est également connu sous le nom de quasi-Entrelacé , ^[1] enregistrement progressif ^[2] ou mode vidéo . ^[3] D’autres noms pour PsF utilisés par les fabricants d’équipements électroniques incluent l’enregistrement progressif (Sony), le mode de balayage progressif (Sony), le mode d’obturation progressive (Sony), le mode d’obturation d’image (Sony), le mode d’image (Panasonic et Canon),Mode Cinéma numérique (Panasonic), Pro-Cinéma (Panasonic) et Cinéma (Canon).

Histoire

PsF a été conçu pour simplifier la conversion du contenu cinématographique vers différentes normes vidéo et comme moyen d’échange vidéo entre les réseaux et les diffuseurs du monde entier. ^[4] Créée par l’industrie cinématographique à la fin des années 1990, la spécification PsF originale était axée sur un contenu à 24 images/s, ce qui obligeait l’équipement Entrelacé existant à être modifié pour une fréquence de balayage de 48 Hz afin de fonctionner correctement avec Contenu 24 images/s.

Cependant, tout le monde n’a pas apprécié la norme PsF. Certains observateurs de l’industrie ont soutenu que le traitement natif 24p aurait été un choix meilleur et plus propre. Charles Poynton , une autorité de la télévision numérique, a fait la remarque suivante dans son livre : “Les partisans du schéma [PsF] revendiquent la compatibilité avec les équipements de traitement et d’enregistrement entrelacés, un objectif douteux à mon avis.” ^[1] William F. Schreiber, ancien directeur du programme de recherche sur la télévision avancée au MIT , soupçonnait que la défense continue des équipements entrelacés provenait d’entreprises d’électronique grand public qui tentaient de récupérer les investissements substantiels qu’elles avaient faits dans une technologie obsolète. ^[5]

Usage

Malgré les critiques, PsF est rapidement devenu une norme de facto pour le transfert film-vidéo de haute qualité. L’un des exemples documentés d’utilisation de PsF est le transfert en 2003 du film « Terminator 2 : Judgment Day » sur DVD , réalisé par Artisan Entertainment et THX . Le film original de 24 images/s a été converti au format PsF et enregistré sur des bandes vidéo HD-D5 . Cela a permis la création d’un master numérique presque identique au film original et a rendu possible le montage numérique à la fréquence d’images native. ^[6] Le même master numérique semble être utilisé pour le transfert de disque Blu-Ray 2006 du film. ^[7]

La fonction PsF a été reconnue par la Recommandation UIT-R BT.709 comme un moyen légitime de transporter des trames progressives dans un système Entrelacé. Les taux 25PsF et 30PsF ont été ajoutés à la spécification en plus du 24PsF plus établi. Les fréquences d’images “fractionnaires”, ayant les valeurs ci-dessus divisées par 1,001, sont également autorisées ; les débits résultants de 23,976 PsF et 29,97 PsF sont utilisés dans les systèmes à 59,94 Hz. Aucun changement des systèmes 59,94 Hz à 60 Hz (bien que prévu et anticipé) ne s’est produit, permettant l’affichage sur des téléviseurs et moniteurs couleur NTSC analogiques après conversion descendante et codage.

PsF est devenu un moyen d’acquisition d’images initiales dans les caméras vidéo professionnelles Sony. Il est utilisé dans les caméras vidéo HDCAM et XDCAM , y compris la caméra HDW-F900 CineAlta qui a été utilisée par George Lucas pour créer Star Wars, Episode 2 , et par Alexander Sokurov pour créer l’Arche russe entièrement dans le domaine numérique.

Technologies similaires

Réduction 2:2 (diffusion télévisée)

Le pulldown 2: 2 est largement utilisé dans les systèmes de télévision entrelacés à 50 Hz pour diffuser du matériel progressif enregistré à 25 images / s, mais est rarement utilisé dans les systèmes à 60 Hz. Le schéma de conversion 2: 2 avait été initialement conçu pour les affichages entrelacés, de sorte que les détails verticaux fins sont généralement filtrés pour minimiser le Twitter interligne . PsF a été conçu pour transporter du contenu progressif et n’utilise donc pas un tel filtrage.

Mode film PALplus (diffusion TV)

PALplus utilise un flux numérique intégré dans le signal TV analogique Entrelacé appelé signalisation grand écran , qui, entre autres données, décrit si le signal doit être traité comme Entrelacé (“mode caméra”) ou progressif (“mode film”). ^[3]

Enregistreurs vidéo

PsF est utilisé dans certains caméscopes DV , HDV et AVCHD pour l’enregistrement à balayage progressif 25 images/s et 30 images/s. Pour ce faire, la caméra acquiert 30 ( NTSC ) ou 25 ( PAL ) images indépendantes par seconde. Ces images sont sorties sous forme de champs entrelacés 60 (NTSC) ou 50 (PAL). Le résultat est un contenu à balayage progressif, compatible avec les systèmes de balayage entrelacés traditionnels.

Voici comment Sony décrit le mode d’enregistrement progressif dans le guide d’utilisation d’un caméscope Sony DCR-HC96 60 Hz (« NTSC ») :

Remarque sur le mode d’enregistrement progressif
Dans une émission TV normale, l’écran est divisé en 2 trames plus fines et celles-ci s’affichent à tour de rôle, tous les 1/60 de seconde. Ainsi, l’image réelle affichée en un instant ne couvre que la moitié de la zone d’image apparente. En enregistrement progressif, l’image est entièrement affichée avec tous les pixels. ^[2]

Le livret du caméscope 50 Hz (« PAL ») Sony DSR-PD175P décrit son mode d’enregistrement progressif comme suit :

Mode de balayage progressif
L’image 25p capturée par le système de capteur est enregistrée sous forme de signal Entrelacé en divisant chaque image en deux champs. Cela permet la compatibilité avec les équipements de montage et de contrôle actuels qui n’acceptent que les signaux entrelacés, tout en conservant la qualité de l’image 25p. ^[8]

Le mode d’emploi du caméscope Panasonic PV-GS500 60 Hz (« NTSC ») décrit son mode d’enregistrement progressif comme suit :

Fonction Pro-Cinema
En plus des effets lorsque la fonction Wide est utilisée, les images peuvent également être enregistrées à une cadence de 30 images par seconde avec un effet de type stroboscope. ^[9]

Le livre blanc HDV Progressive Primer mentionne le mode Progressive Segmented Frame :

Mode de balayage progressif
Dans ce mode, l’image capturée est divisée en deux moitiés, puis enregistrée ou émise sous forme de signal Entrelacé. Les moitiés sont appelées segments, et non champs, car il n’y a pas de différence temporelle entre elles. Cette méthode est également appelée enregistrement PsF (Progressive segmented Frame). Le mode Balayage progressif convient aux longs métrages, documentaires, clips musicaux qui doivent être enregistrés sous forme de vidéo entrelacée pour être visionnés sur des moniteurs entrelacés, mais qui souhaitent offrir un “aspect progressif” à leur mouvement. En outre, la vidéo prise en mode Progressive Scan peut être éditée et sortie en véritable vidéo progressive si nécessaire. ^[dix]

Les caméscopes grand public ainsi que la plupart des caméscopes professionnels n’utilisent pas le PsF pour enregistrer une vidéo à 24 images/s ; à la place, ils l’enregistrent nativement sous forme progressive ou appliquent un pulldown 2:3 .

La plupart des formats vidéo, y compris les formats professionnels, utilisent un sous-échantillonnage de chrominance pour réduire la quantité d’informations de chrominance dans une vidéo, profitant de la plus faible acuité du système visuel humain pour les différences de couleur que pour la luminance. ^[11] Une telle réduction améliore la compression du signal vidéo, ce qui est toujours souhaitable en raison des limitations de stockage et de transmission. Pour assurer la compatibilité avec les systèmes basés sur l’entrelacement, les informations de chrominance dans la vidéo PsF sont parfois enregistrées au format Entrelacé, malgré le fait que le contenu soit progressif. Cela peut entraîner des artefacts entrelacés sur les objets colorés. ^[12]

Variantes

• 24PsF (48sF, 1080sf24, 1920×1080/24/1:1SF) est le format PsF original, qui est utilisé dans les équipements professionnels pour le transfert film-vidéo, pour le mastering haute définition et pour l’échange vidéo entre réseaux. Il s’agit peut-être de la première norme vidéo universelle qui transcende les frontières continentales, un domaine auparavant réservé au cinéma. ^[13]
• 25PsF (1080sf25, 1920×1080/25/1:1SF) est utilisé dans les systèmes 50 Hz pour la production qui provient de la vidéo et est destinée à la distribution télévisée.
• Les formats 29.97PsF (1080sf29, 1920×1080/29.97/1:1SF) sont parfois utilisés dans les systèmes 60 Hz pour les sitcoms et les émissions musicales. ^{[14] [15]} Les formats 29.97PsF ainsi que 30PsF (30p, 1080sf30, 1920×1080/30/1:1SF) gagnent en popularité en tant que format d’acquisition pour la diffusion de vidéo sur le Web, car la plupart des sites Web d’hébergement vidéo ne peuvent pas diffuser de vidéo avec cadences supérieures à 30 images/s.

Références

1. ^ ^{un b} Poynton, Charles (2003). Charles Poynton, Vidéo numérique et TVHD : algorithmes et interfaces . ISBN 9781558607927.
2. ^ ^{un b} “Guide d’utilisation DCR-HC36/HC46/HC96” (PDF) . Société Sony. 2006 . Récupéré le 11/08/2010 .
3. ^ ^{un b} “Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur PALplus mais avez eu peur de demander” .
4. ^ “Jim Mendrala, Une discussion sur le cadre 24p et le nouveau format de cadre 48sF” .
5. ^ “L’histoire et la politique de DTV” (PDF) .
6. ^ “Terminator 2 : Édition Extrême” . Archivé de l’original le 2008-05-31.
7. ^ “Terminator 2 : Le Jour du Jugement (Blu-ray)” .
8. ^ “DSR-PD175P: caméscope DVCAM professionnel 1/3 pouces 3 Exmor CMOS” .
9. ^ “Panasonic PV-GS500 : mode d’emploi” (PDF) .
10. ^ Abécédaire progressif HDV (PDF) . Sony. p. 11.
11. ^ S. Winkler, CJ van den Branden Lambrecht et M. Kunt (2001). “Vision et Vidéo : Modèles et Applications” . Dans Christian J. van den Branden Lambrecht (éd.). Modèles de vision et applications au traitement de l’image et de la vidéo . Springer. p. 209. ISBN 978-0-7923-7422-0.{{cite book}}: Maint CS1 : noms multiples : liste des auteurs ( lien )
12. ^ Adam Wilt (2009-01-12). “Test : caméscope Canon Vixia HF11 AVCHD” . Coalition ProVidéo.
13. ^ “Steve Wiedemann, 24/P HDTV : La chute de la production cinématographique” .
14. ^ ” ‘Beside You in Time’ de Nine Inch Nails a été encodé comme Entrelacé” .
15. ^ “Revue du lecteur Blu-ray Sony BDP-S350” .