La capture des vidéos. Aspects matériels

Transcription

1 La capture des vidéos Aspects matériels

2 Capture C est l obtention de données audio-vidéo numérique sur l ordinateur Deux cas de figures : Les données de départ sont analogiques (bande provenant d'une prise de vue Betacam ou HI8 par exemple) : il faut numériser la vidéo (carte d'acquisition vidéo ou carte de capture vidéo) pour produire les fichiers sur le disque de travail Les données sont numériques dès le départ (bande provenant d'une caméra DV par exemple) : il faut les recopier la vidéo sur le disque de travail

3 Capture Cas de prises brutes analogiques Une carte de capture doit être ajoutée à l'ordinateur. Sa qualité détermine la qualité de l'image numérique qui en résulte. Il faut que le nombre de pixels soit suffisant par rapport à la qualité des images d'origines. Une numérisation en DV (de 720 x 576) par exemple est suffisante pour restituer toute l'information figurant sur une bande Hi8 ou S-VHS.

4 Théorème de Shannon Ce théorème très utile donne la fréquence minimale à laquelle il faut échantillonner un signal lorsqu'on le numérise, afin de ne pas perdre d informations. Énoncé du théorème de Shannon : La fréquence d'échantillonnage doit être au moins égale au double de la fréquence du signal analogique. Si l'on se situe sous cette limite théorique, il y a perte d'information dans le signal.

5 Théorème de Shannon Exemples dans l'audio : pour F < 20 khz (son Hi-Fi), FrEch = 44,1 khz (CD) pour F < 3400 Hz (voix humaine en téléphonie), F = 8 khz.

6 Théorème de Shannon Signal faussé par un échantillonnage trop faible

7 Théorème de Shannon Autre énoncé du théorème Pour ne pas perdre d'information dans un signal la distance entre deux échantillons doit être inférieure à la demi-période du signal. Cette dernière forme rend très claire le théorème appliqué aux images : Pour ne pas perdre de détail dans une image, la taille des pixels doit être moins de la moitié du plus petit détail de l'image.

8 Théorème de Shannon Application Supposons que l'on réalise une opération de numérisation d'une vidéo analogique depuis une bande VHS vers du numérique DV. La résolution du VHS (pal) est de 352 points par ligne. La résolution du DV est 720 points. On constate d'après le théorème de Shannon que l'opération se fait sans introduire de perte de qualité dans l'image puisque l'on échantillonne à plus du double de la définition VHS (2 x 352 = 704 < 720). Les pixels en DV sont plus de deux fois plus nombreux qu'en VHS.

9 Capture Si les données sont numériques dès le départ (bande provenant d'une caméra DV par exemple) : La recopie de la bande sur le disque dur se fait directement par une connectique adaptée reliant la caméra (ou le magnétoscope) et l'ordinateur. Avec le format DV : connectique FireWire (norme IEEE1394) Avec les formats compressés MPEG : USB2 ou FireWire

10 Capture d une vidéo numérique Connection par FireWire d une caméra DV ou d un magnétoscope numérique Magnétoscope ou caméra Lecture Sauvegarde sur bande

11 Capture Aspect matériel Les imac d Apple (et les Mac haut de gamme) sont tous équipés de ports FireWire et USB Les machines PC ont parfois le port FireWire. Si ce n est pas le cas il faut prévoir l ajout d une carte IEEE1394 pour capturer des vidéos DV.

12 Capture Aspect logiciel Il faut un logiciel de vidéo capable de gérer le port d entrée sortie pour la capture. Sur Mac, le logiciel de montage imovie gère le port FireWire et est toujours fourni avec l achat d une machine Sur PC s assurer que le logiciel de montage (par exemple Movie maker) reconnaît bien la carte FireWire ou le port que l on utilise

13 Capture Les caméras utilisant le format minidv (ou les DV professionnels) utilise le port FireWire qui est le seul à pouvoir assurer les débits nécessaires. Les caméras utilisant les supports DVD, disque dur ou mémoire flash en proposent en général la sortie en USB2 dont le débit est moindre mais convient pour le MPEG ou autres format compressés.

14 Capture Quelques précisions La norme IEEE1394 prend parfois des noms différents : ilink chez Sony, FireWire chez Apple (qui est à l origine de cette norme). On trouve parfois aussi la dénomination Prise DV. Certaines caméras DV proposent parfois une connectique USB en plus du FireWire : c est uniquement pour les transfert bas débit (photos ou vidéo auxiliaire sur carte mémoire) En France, certaines caméras ont l entrée DV bridée à cause de la taxe sur les magnétoscopes

15 FireWire et USB Le FireWire C'est un standard de communication à haut débit entre périphériques et / ou unités centrales. Les taux de transferts sont de 400 Mbits/s en FireWire1 et de 800Mbits/s en FireWire2. Le FireWire peut assurer des débits minimaux permanents adaptés aux transferts de flux vidéo. Le FireWire1 est suffisant pour la vidéo DV. L USB L USB1 donne un débit maximal de 12 Mbits/s. L'USB2 monte au maximum à 480 Mbit/s. En pratique il ne peut assurer de façon fiable les débit constant exigés par la qualité du DV.

16 FireWire et USB Le FireWire C'est un standard de communication à haut débit entre périphériques et / ou unités centrales. Les taux de transferts sont de 400 Mbits/s en FireWire1 et de 800Mbits/s en FireWire2. Le FireWire peut assurer des débits minimaux permanents adaptés aux transferts de flux vidéo. Le FireWire1 est suffisant pour la vidéo DV. L USB L USB1 donne un débit maximal de 12 Mbits/s. L'USB2 monte au maximum à 480 Mbit/s. En pratique il ne peut assurer de façon fiable les débit constant exigés par la qualité du DV.

17 Autres caractéristiques du FireWire et de l USB Le FireWire Alimentation des appareil jusqu à 45 W Longueur maximale de câble : 4,5 m Longueur totale maximale de ligne : 100 m Nombre de périphériques branchés sur le bus : 64 L USB Alimentation des appareil jusqu à 2,5 W Longueur maximale de câble : 5 m Longueur totale maximale de ligne : 25 m Nombre de périphériques branchés sur le bus : 127

18 Évolutions FireWire 100 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s100) 200 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s200) 400 Mb/s en version 1 (IEEE 1394a-s400) 800 Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s800) Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s1200) Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s1600) (adopté en août 2008) Mb/s en version 2 (IEEE 1394b-s3200) (adopté en août 2008) USB USB3 débit annoncé de 5 Gbit/s (sortie pas avant 2009 ou 2010)

19 Connectique FireWire 1 Cordon à 4 ou 6 fils

20 Connectique d une caméra DV FireWire Alimentation électrique Audio et vidéo composite S-Vidéo : luminance et chrominance séparées Sortie audio (casque)

21 Capture et disques durs Mécanisme interne d'un disque dur

22 Capture et disques durs Enregistrement des données sur un disque dur

23 Capture et disques durs Plus un disque tourne vite plus les données peuvent être lues ou écrites rapidement. Préférer un 7400 tours/mn à un 5400 tours/mn La vitesse de rotation n'est pas le seul critère, il faut prendre en compte également : Le diamètre du disque À vitesse de rotation égale, la vitesse linéaire est plus grande pour un diamètre plus grand et donc cela augmente le nombre des données traitées par unité de longueur (à densité linéaire égale des données) le temps d'accès aux pistes. Il dépend de la vélocité de la tête de lecture/écriture à se déplacer pour atteindre une piste donnée. Cette vitesse est limitée par l'inertie de la tête. Ici la miniaturisation va dans le bon sens.

24 Capture et disques durs En résumé, pour comparer plusieurs disques, regarder : les vitesses de rotation, le taux de transfert exprimé en Mbits/s ou Mo/s le temps d'accès moyen à une piste Les caractéristiques annoncées sont souvent des valeurs maximales et non moyennes, donc prudence et ne pas trop sous-dimensionner.

25 Capture et disques durs Le problème de la fragmentation des disques L'espace de mémoire du disque est représenté ici sous forme d'une colonne Le disque se remplit, on ne fait qu'ajouter des fichiers On efface des fichiers ce qui libère de la place On ajoute de nouveaux fichiers qui peuvent prendre la place d'anciens car ils sont plus petits On ajoute de nouveaux fichiers qui sont fractionnés s ils sont trop gros La lecture d un fichier fractionnée est plus lente à cause des sauts