Sonic+WinDVD+FFDShow, petit résumé (à valider)

[Cat01]

Si quelque-uns d'entres-vous veulent bien me faire l'honneur de jetter un oeil par ici :

http://www.cat01.fr.st
(Lien direct sur page d'accueil des nouveautés)

... pour valider mon mini-article...
et le fonctionnement de mon nouveau compteur de visite !

merci d'avance pour le petit click
et encore plus si retour de commentaires...

A+

[Panda44]

Je ne vais pas valider ton article, mais te féliciter pour l'ensemble de ton site

Les articles sont très agréables et biens illustrés.

Je le mets directos dans mes favoris

Franck.

[Emmanuel Piat]

Ton site est vraiment super. Surtout le petit chat en haut . J'imagine le nb d'heures que tu as du y consacrer !

Je m'interroge sur le fait que tu dises que les standards d'encodage vidéo les plus répandus sont :

Le NTSC : 640x480
Le PAL : 768x576

As tu des liens sur la définition de ces standards d'encodage ?

Les standards que tu sites correspondent évidemment à des pixels carrés avec un ratio de 4/3 pour le support d'affichage. Les normes numériques du DVD (720x576 et 720x480) correspondent en fait à des pixels non carré (pourquoi, j'en sais rien mais c'est une question qui m'intéresse. C'est sans doute une question de bande passante).

Pour chipoter un peu, il y a qq erreurs sur la vidéo entrelacée : contrairement à ce que bcp de personnes croient, la 1ere trame ne commence pas en haut à gauche mais en haut AU MILIEU de l'écran. Chaque ligne d'une trame n'est ensuite pas affichée horizontalement sur une TV mais avec une légère inclinaison. Voir cet excellent article pour les détails :

http://www.cst.fr/dtech/19-sept99/dtech19.html

Sur un vidéoproj numérique, chaque ligne va évidemment être horizontale. Néanmoins, avec un vidéoproj 4/3, sur les film au format natif 1.77:1 (i.e. ceux qui n'ont pas de bandes noires encodées en haut et en bas), on voit parfaitement que la première ligne commence au milieu et pas à gauche car il y a un petit décrochement au milieu sur la ligne du haut.

Par contre lorsque le film est en 1.85:1 ou 2.35:1 on ne voit pas ce décrochement vu qu'il est noyé dans les bandes noires.

D'une manière générale, je conseille la lecture de ces excellents dossiers pour tous les passionnés des techniques de cinéma :

http://www.cst.fr/doc_index.html

On y apprend énormément de choses .

@+
Emmanuel

[Cat01]

Merci les amis !

----------(
c'est cool... et mon nouveau compteur de visite marche impec !

j'suis épaté des chiffres, alors que je n'ai référencé mon petit site nul part !

- Nombre de Hits Total : 535 - - Nombre de Visiteurs Total : 69 - - Période du 02/06/2003 22:00:20 au 03/06/2003 23:30:30

Par hit, ici, je traque la lecture d'une page du site
Par visiteur, j'entend infos différentes envoyées dans les entêtes http par le navigateur (ip+type de navigateur / de système, etc...)

c'est cool !
)-------------

Pour revenir au sujet : le HC :

>

As tu des liens sur la définition de ces standards d'encodage ?

de tête, non...
=> J'ai ajouté ton lien du site technique de la cst (il apparaitra lors de la prochaine synchonisation de mise à jour)

Pour les formats 768*576 et 640*480, je faisais référenceaux signaux PAL et NTSC utilisés en vidéo broadcast (tv), alors que je parle plus des formats du support dvd dans l'article Formats des films sur DVD

pixels non carré

Ouaip, car on obtient des ratios pour le moins curieux, ne correspondant à rien, lorsque l'on les considères carré (comme les pixels de nos matrices LCD ou DLP ), d'ou encore une génération de flou à l'interpolation ... à moins d'utiliser une lentille anamorphosante réglable ! (type ensemble de Prismes)... mais bon, reste à choisir entre le flou numérique et le flou optique généré par la lentille !
(j'en cause aussi dans l'article en question)

[Cat01]

Cette histoire de Pixel non carré me rappele le format "CCIR 601" ou quelque chose du genre, qu'on trouvait dans la liste des formats de capture de la vieille Miro Vidéo DC30... "un format propriétaire utilisé dans le monde de l'authoring vidéo"...

ça dit qqchose à qqun ?

[DTSman]

Cette histoire de Pixel non carré me rappele le format "CCIR 601" ou quelque chose du genre, qu'on trouvait dans la liste des formats de capture de la vieille Miro Vidéo DC30... "un format propriétaire utilisé dans le monde de l'authoring vidéo"...

ça dit qqchose à qqun ?

CCIR-601 : recommandation pour la numérisation des signaux vidéo avec Féchantillonnage=13.5MHz, YUV, norme 4:2:2 établie en 1982

[Emmanuel Piat]

Oui, c'est bien ça. 13.5MHz c'est pour la composante Y.

cf. http://www.cst.fr/dtech/20-oct99/dtech20.html

@+
Emmanuel

[Emmanuel Piat]

>d'ou encore une génération de flou à l'interpolation ... à moins d'utiliser une lentille anamorphosante réglable ! (type ensemble de Prismes)... mais bon, reste à choisir entre le flou numérique et le flou optique généré par la lentille !

Tu as raison et l'interpolation imposée par le passage pixel non carré à pixel carré sur les projo digitaux m'a longtemps chiffonné jusqu'au jour ou j'ai compris que plus la matrice était grande et moins ca avait d'importance. Au contraire l'interpolation est BENEFIQUE.

Imagine que tu échantillonnes une sinusoïde correspondant à la variation de la luminance en limite de fréquence de shanon. Si tu cales l'échantillonnage sur les extremum, tu vas récupérer un point noir (minima de la courbe) suivi d'un point blanc (maxima) etc.

Donc ton projo digital va projeter une suite alternée de points blanc et noir alors que ton signal d'origine est une transition sinusoïdale de niveau de gris répétitif entre le blanc et le noir.

En faisant une interpolation, tu vas retrouver les transitions progressives entre le blanc et le noir. Sauf que ces transitions n'obéiront pas à une progression sinusoïdale mais bicubique (on ne peut pas tout avoir ).

En fait, l'interpolation revient à quelque sorte à reconstruire le signal analogique d'origine (elle se comporte exactement comme le filtrage qu'on met habituellement derrière un DAC pour lisser le signal reconstruit). Et plus tu fais une interpolation sur une grande matrice, plus tu auras une reconstruction "précise" du signal d'origine.

ATTENTION NEANMOINS : l'interpolation ne crée pas d'information. Elle sera incapable de retranscrire des informations située au dessus de la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Il n'y a pas de miracle. Néanmoins, elle permet de mieux retranscrire toutes les fréquences proches de la limite d'échantillonnage. Elle améliore donc énormément le rendu de l'image en restituant plus fidèlement les hautes fréquences (ie. les détails de l'image).

J'espère avoir été clair .

@+
Emmanuel

[Cat01]

Imagine que tu échantillonnes une sinusoïde correspondant à la variation de la luminance en limite de fréquence de shanon

ça-y-est... c'est StarTrek en LIVE !
on a retrouvé DATA !
l'effet Home-Cinema à frappé !


...bon, ok, je lis la suite

[Cat01]

Ok, mais l'interpolation moyenne les tons, du coup, les bords sensés être net (vrai transition blanc/noir) resortent gris ! d'ou une perte de netteté et d'impression de profondeur de champ...

le top, c'est de pas avoir a interpoller... c'est à dire d'avoir une définition suffisante d'origine ! => la vrai HD

En l'attendant, une manip que l'on utilise pour lisser les "faux bords" et recréer les "vrais", c'est la combinaison des 2 (via FFDShow) le resize en plus grand en bicubic, PUIS le sharpen, et enfin le downscale par la carte graphique...pour alimenter la matrice dans sa résolution native...
et ça donne pas mal...

[Emmanuel Piat]

>Ok, mais l'interpolation moyenne les tons, du coup, les bords sensés être net

hé hé !

Je dois aller récupérer mes gosses à l'école. Je te prépare une réponse pour demain (néanmoins, la suite de ton analyse est judicieuse).

@+
Emmanuel

[Cat01]

Bon, j'ai compris, punition sur place publique demain...

(mais qu'est-ce que j'ai été écrire ça moi... je ferais mieux de bosser... d'ailleur j'y retourne pour la peine... )

[Emmanuel Piat]

Bon j'ai bossé tard hier soir pour vous concocter qq images sympa .

Résumé de l'épisode précédent :

Comme cela a été remarqué très justement par Cat01, la justification de l'utilité de l'interpolation à une réso supérieure (upscaling) de n'importe quelle image digitale repose sur l'hypothèse qu'on ne cherche pas à représenter des fréquences spatiales supérieure à une limite donnée (en gros celle qui donne une alternance pixel blanc-pixel noir une fois échantillonnée). Dans ce cas, l'upsaling joue le rôle d'un filtre analogique qui permet de représenter avec plus de points les hautes fréquences présentes dans l'image.

On peut alors se poser une nouvelle question : est-ce que interpolation et représentation de transitions "nettes" font bon ménage ?

La réponse est oui sans hésitation pour les raisons suivantes :

1. Qui dit transition nette dit (très) haute fréquence spatiale qui sauf cas particulier va être filtrées par l'échantillonnage et la compression mpeg2. Il n'existe donc pas de transitions véritablement nettes dans un signal vidéo compressé. Le cas particulier correspond à une transition qui s'aligne partifaitement en horizontale ou verticale sur les pixels de la matrice (cf. point 2).

2. Lorsqu'on filme une transition nette, à moins d'un coup de bol incroyable, il y aura toujours des pixels de la matrice CCD à cheval sur les zones claires et sombres de la transition. Ces pixels vont donc intégrer une luminosité moyenne et resortir gris. Donc en pratique, les transitions nettes n'existent que dans les mires créées avec un PC .

3. On pourrait croire qu'une image non interpolée à plus de chance de mieux représenter une transition nette car le contraste entre deux pixels successifs de part et d'autre de la transition sera supérieur. C'est vrai uniqt si la transition passe du noir au blanc sur un pixel ce qui est très improbable à cause des 2 points précédents (cf. série du haut sur la 1ère image attachée à ce post). Par contre, dès que la transition se fait sur au moins 2 pixels, ce n'est plus vrai. Ceci est simplement dû au fait que l'image interpolée possède plus de pixels, mais que ces pixels sont PLUS PETITS. Par conséquent, la transition occupe toujours le même espace sur l'écran (ce point n'est tout à faire exact car il y a tjrs un effet de bord lorsqu'on passe un filtre spatial matriciel) et le contraste entre 2 points séparés par la même distance de part et d'autre de la transition reste quasiment identique (cf. série du bas).

4. S'il s'avère que la transition "nette" n'est pas totalement parallèle à la matrice du projo (cas plutôt fréquent), il va y avoir échantillonnage spatial et risque de voir apparaître des effets d'escaliers disgratieux que l'oeil repère immédiatement... et interprète à juste titre comme un manque de résolution. L'interpolation permet de lisser ces effets d'escalier (antialiasing) et l'expérience montre que l'oeil préfère nettement ce type d'image qu'il juge plus "naturelle" (ou moins "pixélisée") : cf. la 2e image.

4 bis. Lorsqu'on projette sur un écran une image de taille 800x600 et la même image interpolée en 1600x1200, on a vu que l'image interpolée possède des pixels bcp plus petits. Là où il y avait avant un pixel, il y en a maintenant 4. Par conséquent, la transition occupe toujours le même "espace" sur l'écran mais perd son aspect pixelisée (on retrouve l'effet de filtre). Là encore, il s'avère que l'oeil préfère nettement ce type de rendu : cf. les transitions sur les bords des pétales (transition sur 2 pixels) dans la 3ème image.

[Emmanuel Piat]

Maintenant que tout le monde est bien persuadé que l'interpolation est bénéfique , il s'avère qu'on peut aller un peu plus loin dans le post traitement comme l'a précisé Cat01, notamment lorsque les DVD sont issus de master Haute définition. Le passage de la HD à la SD (standard définition) fait disparaitre les hautes fréquences qui révèlent les détails en HD. Néamoins, ce filtrage laisse qq traces sur les fréquences max représentables en SD et l'idée est d'utiliser ces traces pour redonner l'illusion du détail sans toutefois créer d'artefacts sur les fréquences moyennes.

Comme cela a été dit la procédure via ffdshow est la suivante :
- on interpole par soft à une haute résolution (i) l'image DVD (je conseille un multiple de 720x576 pour le PAL, par exemple 1440x1152)
- on réhausse ensuite juste ce qu'il faut (très important !) les contours
- on fait ensuite une interpolation (downscaling) vers la résolution native (ii) du projo via la carte graphique

On peut noter qu'il est important de ne pas trop réhausser les contours car sinon on va faire apparaître des artefacts sur les fréquences moyennes malgré le downscaling. Ce réhaussage dépend en fait du ratio (i)/(ii).

L'image attachée à ce post illustre ce principe avec plusieurs exemples reconstruits à partir de textures haute définition.

La première image à gauche représente le master HD (texture de 200x200 pixels).
L'image à côté représente la même image en basse résolution (texture identique mais cette fois-ci de 100x100 pixels). On peut constater que la perte d'information est très SEVERE. Cette image correspondrait par exemple à un DVD projeté sans interpolation. L'image à côté représente l'image basse résolution interpolée en 200x200. On voit ici immédiatement le bénéfice de l'interpolation si on compare à l'image en HD. L'image à côté représente ce qu'on obtient si on fait le traitement décrit au dessus. Le résultat est encore meilleur qu'une simple interpolation et spectaculaire si on compare au master HD. L'image suivante représente enfin ce qu'il se passe si on réhausse trop les contours : on voit nettement les artefacts apparaître si on compare au master (et cela induit en plus un renforcement du contraste).

L'avantage de cette méthode est que si on dose correctement le réhaussage (il ne faut pas avoir la main trop lourde), on ne fait pas apparaître de manière visible le moindre artefact dans l'image (les 2e et 3e images du post précédent en témoignent). Par contre, on redonne bien l'illusion du détail .

Néanmoins, il ne faut pas rêver, la SD restera tjrs de la SD comme l'illustre la série d'images tout en bas : si le master HD contient essentiellement des fréquences qui disparaissent lors du passage en SD, on aura beau faire tout ce qu'on veut, ces détails ne réapparaitrons pas...

@+
Emmanuel

[Emmanuel Piat]

Pour ceux qui n'ont pas de connection rapide, voici la traduction jpg de principe.png (apparemment la perte par compression ne se voit pas).