Image en numérique (échantillonnage et définition)

Note: Dans cet article, par soucis de simplification, nous parlerons de résolutions de 720x576 pixels, qui est la norme par exemple en Europe. Les principes sont les même pour le 720x480 (USA, Japon...) et les résolutions supérieures liés à la haute définition.

Pour la vidéo, on numérise en 8 bits ou en 10 bits. Dans l'hypothèse où l'on numériserait un signal RVB en 8 bits (pour chaque couleur), on arriverait à un débit de 248 Mb/s!!! L'image serait parfaite, certes, mais il est complètement impensable d'utiliser des débits pareils. Donc avant même d'utiliser les compressions type MPEG, on lui fait subir une cure d'amaigrissement, en utilisant une recette également appliqué en analogique: le YUV et ses dérivés.

En effet, le YUV exploite une faille de l'oeil humain : Il y a beaucoup plus de récepteurs noir & blanc que de récepteurs couleur. Du coup, la quantité d'information pour la couleur peut être réduite sans que nos yeux le perçoivent.

Le 4:2:2 ITU-R BT.601

Il y a un élément luminance (Y) pour chaque pixel, et des éléments de chrominance (U et V) un pixel sur deux. La résolution de la chrominance est divisé par 2 (360x576). La moyenne de l'échantillonnage est de 16 bits/pixels.

Le 4.2.0

Il y a un élément luminance (Y) pour chaque pixel, et des éléments de chrominance (U et V) un pixel sur deux, et une ligne sur deux en alternance. La résolution de la chrominance est divisé par 2 (360x288). La moyenne de l'échantillonnage est de 12 bits/pixels.

Ce format (utilisé sur les DVD) réduit la définition verticale, et donc favorise la définition horizontale. Il est meilleur que le 4:1:1, peu décelable par l'oeil.

Le 4:1:1

Il y a un élément luminance (Y) pour chaque pixel, et des éléments de chrominance (U et V) un pixel sur quatre. La résolution de la chrominance est divisé par 2 (180x576). La moyenne de l'échantillonnage est de 12 bits/pixels.

Ce format favorise la définition verticale. Il est surtout utilisé pour le NTSC car la résolution verticale est très faible (480 lignes), et donc il ne faut pas l'agraver.

Répicatulatif

En 720x576: Europe, Australie...

Ces chiffres sont données pour une numérisation en 8 bits.

Format Luminance Y Chrominance Cr & Cb Echantillonnage Résolution favorisé Débit Utilisation 4:4:4 720x576 720x576 24 bits/pixels Toutes 248 Mbits/s Inutilisable... 4:2:2 720x576 360x576 16 bits/pixels Luminance 166 Mbits/s master DVD, montage... 4:2:0 720x576 360x288 12 bits/pixels horizontale 124 Mbits/s DVD, satellite(...) Après compression MPEG2 4:1:1 720x576 180x576 12 bits/pixels Verticale 124 Mbits/s Application NTSC...

En 720x480: USA, Japon...

Format Luminance Y Chrominance Cr & Cb Echantillonnage Résolution favorisé Débit Utilisation 4:4:4 720x480 720x480 24 bits/pixels Toutes 248 Mbits/s Inutilisable... 4:2:2 720x480 360x480 16 bits/pixels Luminance 166 Mbits/s master DVD, montage... 4:2:0 720x480 360x240 12 bits/pixels horizontale 124 Mbits/s DVD Après compression MPEG2 4:1:1 720x480 180x480 12 bits/pixels Verticale 124 Mbits/s Application NTSC...Après compression MPEG2