9.1 logiciel de montage :Movie maker 2.6

Chapitre 7 : réglages des paramètres du son et de la vidéo numérique
Introduction : On va étudier les différents paramètres
concernant les fichiers vidéos et son, en les illustrant avec
un logiciel de conversion vidéo free vidéo converter
Table des matières
I) free vidéo converter
1) utilité
2) notice d’utilisation
II) Codage du son
1) quantification du signal sonore sur 8 bits ou sur 16
bits ?
2) pas de quantification
3) quantification du signal sur 8 bits
4) Codage sur 16 bits
5 ) La fréquence d'échantillonnage
III) paramètres de la vidéo
1) nombre d’images par seconde (Fps)
2) codec
3) norme et format conteneur
4) Débit binaire ou bit rate (ou bitrate)
IV) quelques formats de données particuliers
1) Flash Video
2) Digital Video
3) format AVI
I) free vidéo converter
1) utilité
Tout appareil numérique (caméscope, téléphone portable,
appareil photo) possède son propre format de fichier vidéo
et audio. Un logiciel comme adobe première peut travailler
uniquement sur quelques types de fichiers. Il est nécessaire
de convertir les fichiers provenant des appareils
numériques avant de les importer sur adobe première. Pour
cela on va utiliser un logiciel en utilisation libre que vous
pouvez télécharger directement sur internet et qui
s’appelle free video converter V2.5.0.0. Il en existe
beaucoup d’autres comme AVS.
2) notice d’utilisation
(On explicitera plus tard dans ce chapitre chacun des
paramètres de l’audio et de la vidéo)
- cliquer sur ajouter fichier
- choisir le fichier à convertir
- choisir le format de sortie
- régler les paramètres vidéo : codec, taille, aspect
fps(image par seconde), bit rate
- régler les paramètres audio : codec fréquence
d’échantillonnage, channel, bit rate
- cliquer sur chemin de sortie, le fichier une fois convertit
va s’enregistrer dans le chemin spécifié. Choisir le même
emplacement que le fichier initial.
- définir le point d’entrée et de sortie du fichier à
convertir
- cliquer sur convertir. Plus l’ordinateur est performant plus
la conversion se fera rapidement.
II) Codage du son
1) quantification du signal sonore sur 8 bits ou sur
16 bits ?
Le son est une vibration de couche d’air. Elle est
transformée en vibration électrique à l’aide d’’un
microphone. Le signal en sortie du microphone est un signal
analogique, c’est à dire une tension qui varie au cours du
temps. Cette tension va être numériser c’est à dire
transformé en O ou
1 pour être stockée
dans l’ordinateur.
Chaque échantillon
de tension en volt
est « pesé », tout
comme un aliment,
afin d’en
déterminer son
poids. En numérique,
ce pesage est
appelé
quantification. Il
s’effectue, pour
reprendre notre
analogie, à l'aide
d'une balance à
deux plateaux :
dans un des plateaux se trouve l’échantillon à peser, dans
l’autre les poids nécessaires pour trouver l’équilibre. La
précision du pesage dépend donc de la valeur du plus petit
poids disponible. Pour les signaux sonores (ou vidéo) , le
poids de l’échantillon est la tension du signal électrique à
numériser et la balance un quantificateur. Cet appareil
convertit les tensions en valeurs numériques, exploitables
par une station de montage virtuelle, par exemple.
Cependant, la quantification ne peut pas représenter
parfaitement la tension de l'échantillon du signal analogique
d'origine. En effet, un signal analogique (représenté par un
nombre réel) peut prendre une infinité de valeurs, or il va
être converti en un signal formé d'un nombre fini de valeurs
numériques « N » dont chacune est codée sur « n » bits
(c'est-à-dire sous forme d'un nombre entier dont la valeur
maximale est limitée). Il y aura donc nécessairement, après
quantification, une erreur d'arrondi. La précision du signal
converti sera donc liée au nombre de valeurs disponibles
pour traduire chaque échantillon.
2) pas de quantification
L'intervalle situé entre deux valeurs est noté « q » et se
nomme « pas de quantification ». À chaque instant « t »,
l'amplitude du signal se trouvant à l'intérieur d'un échelon
est remplacé par la valeur de l'échelon le plus proche. On
comprend aisément que plus les pas de quantification sont
petits, plus ils sont nombreux sur une plage donnée et donc
que plus la précision du signal quantifié est importante.
Exemple : si le pas de quantification est 10 mV et que la
tension U = 12 mV la valeur numérique associé sur 8 bits
sera :
0000 0001
Si U= 18 mV la valeur numérique associée est :
(0000 0010)2
Car (0000 0010)2 = (2)10 = 2x10 = 20 mV. En effet 18 mV
est une valeur analogique plus proche de 20 mV que de 10
mV
L’erreur de la valeur enregistrée dans l’ordinateur par
rapport à la valeur réelle est :
10 – 18 = 2mV
Si U = 34 mV, Plus le pas de quantification est faible, plus
les valeurs numériques sont proches de la valeur analogique,
meilleur sera la qualité du codage, mais plus le fichier
occupera de la place en mémoire.
3) quantification du signal sur 8 bits
On prendra l’exemple d’un information sonore analogique
comprise entre 16 V et 0 V. Si l’information est codée sur 8
bits, 16 V correspond au nombre binaire : 1111 1111 et une
tension de O V est convertit avec le nombre binaire 0000
0000.
Q2 Calculer le nombre total de valeur numérique
correspondant à 16 V.
Q3 En déduire le pas de quantification.
Q4 Calculer la valeur de tension correspondant aux
nombres binaires suivants :
0000 0001
0000 1000
Q5 Si la tension vaut U = 0,050 V , quelle sera sa valeur
numérique stockée sur l’ordinateur. Quelle sera l’erreur en
mV de la tension numérisée par rapport à la tension réelle.
4) Codage sur 16 bits
Pour plus de précision on code l’information sur 16 bits. La
tension analogique sera numérisée avec pour valeur
maximum :
1111 1111 1111 1111
Et pour valeur minimum
0000 0000 0000 0000
Q6 Calculer le nombre total de valeur numérique
correspondant à 16 V.
haute fidélité, il faut donc, échantillonner à la fréquence
Fe = 2x22 = 44 kHz (44100).
Taille d'un fichier d'une minute d'enregistrement en
fonction de la fréquence
Fréquence
Quantification
Taille en
mono
Taille en
stéréo
11 kHz
8 bits
660 ko
1,32 Mo
11 kHz
16 bits
1,32 Mo
2,64 Mo
22 kHz
8 bits
1,32 Mo
2,64 Mo
22 kHz
16 bits
2,64 Mo
5,28 Mo
44 kHz
8 bits
2,64 Mo
5,28 Mo
44 kHz
16 bits
5,28 Mo
10,56 Mo
48 kHz
16 bits
5,76 Mo
11,52 Mo
Q7 En déduire le pas de quantification.
Q8 Calculer la valeur de tension correspondant aux
nombres binaires suivants :
0000 0000 0000 0001
0000 0000 1000 0000
Q9 Si la tension vaut U = 0,050 V , quelle sera sa valeur
numérique stockée sur l’ordinateur. Quelle sera l’erreur en
mV de la tension numérisée par rapport à la tension réelle.
Q10 Conclusion : vaut-il mieux coder une information
numérique sur 8 bits ou sur 16 bits ?
5 ) La fréquence d'échantillonnage
C’est une donnée essentielle pour la qualité du son
numérique. Avec la quantification des échantillons, elle
détermine non seulement la qualité de l'enregistrement,
mais encore la place que le fichier audio occupe en mémoire.
La fréquence d'échantillonnage s'exprime en hertz et
détermine le nombre d'échantillons utilisés par seconde.
Plus la qualité d'enregistrement est grande, plus le fichier
audio occupe de l'espace.
On peut coder l’information sur 8 bits ou sur 16 bits.
Par exemple, l’information sonore analogique est comprise
entre 12V et 0 V. Sur 8 bits le 12 V correspond au nombre
binaire : 1111 1111 , une tension O V est convertit avec le
nombre binaire 0000 0000.
Q11 Calculer le nombre de valeurs numériques différentes
que peut prendre
Le 0 V correspond Sur 16
La différence entre une quantification sur 8 bits et une sur
16 bits n'est pas facilement perceptible pour une oreille
humaine non exercée. En revanche la fréquence
d'échantillonnage a des effets très sensibles. Ainsi une
fréquence de 11 kHz (11025) se révèle suffisante pour
l'enregistrement de la parole, mais elle ne convient pas pour
la musique car cela revient à écouter une symphonie au
téléphone. La haute fidélité propose de restituer les
fréquences inférieures à 22 kHz. C'est en effet la limite de
l'audible pour l'oreille humaine. Par ailleurs,
l'échantillonnage est une perte d'information et Claude
Shannon a démontré qu'un échantillonnage à la fréquence
Fe restitue fidèlement les fréquences inférieures à Fe/2:
Pour compresser de la musique en
III) paramètres de la vidéo
1) nombre d’images par seconde (Fps)
L'image par seconde est une unité de mesure
correspondant au nombre d'images affichées en une
seconde par un dispositif. Plus le nombre d'images est
élevé, plus l'animation semble fluide. La persistance
rétinienne a longtemps été proposée pour expliquer cet
effet, mais elle est remise en cause. L'Effet phi est
aujourd'hui considéré comme l'explication principale. En
informatique, les termes anglais de Frame ou FPS (frame
per second) sont couramment utilisés pour désigner le
nombre d'images par seconde. Au cinéma, le nombre
d'images par seconde, qui était au début de 16 ou 18 images
par seconde, fut normalisé à 24. À la télévision, le système
européen PAL (ou SÉCAM en France) est de 25 images par
seconde. Aux États-Unis et au Japon, la norme NTSC est
de 30 images par seconde. Si le nombre d'images par
seconde au moment de la projection est supérieur à celui du
tournage, on obtient un accéléré. À l'inverse, si le nombre
d'images par seconde au moment de la projection est
inférieur à celui du tournage, on obtient un ralenti.
Q12 A partir des réglages fournit sur la photo n°1 combien
d’images par seconde va contenir la vidéo ?
2) codec
définition
Un codec est un procédé capable de compresser et/ou de
décompresser un signal numérique. Ce procédé peut être un
circuit imprimé ou un logiciel. Le mot-valise « codec » vient
de « compression-décompression » (ou « codage-décodage »
- COde-DECode en anglais). D'un côté, les codecs encodent
des flux ou des signaux pour la transmission, le stockage ou
le chiffrement de données. D'un autre coté, ils décodent
ces flux ou signaux pour édition ou restitution. Les
différents algorithmes (programmes informatique de
compression et de décompression peuvent correspondre à
différents besoins :
qualité de restitution
temps de compression ou de décompression
limitation en termes de ressource processeur ou
mémoire
de débit du flux après compression ou de taille du
fichier résultant.
Ils sont utilisés pour des applications comme la
téléphonie, les visioconférences, la diffusion de médias
sur Internet, le stockage sur CD, DVD, la télé
numérique par exemple.
Q13 Donner la définition d’un codec. A l’aide du logiciel
citer les codec possibles lors de la fabrication d’une
vidéo de format de sortie DVD (PAL)
exemple de codec
DivX est une marque déposée correspondant originellement
à un codec vidéo propriétaire basé sur MPEG-4 proposé par
DivX Inc. (anciennement DivXNetworks, Inc.), connu pour
sa capacité à compresser de longs et gros (plusieurs
gigaoctets) fichiers vidéo en fichiers bien plus légers
(quelques centaines de mégaoctets).
3) norme et format conteneur
Un format vidéo décrit comment un dispositif envoie des
images d'une vidéo à un autre dispositif, de la même
manière qu'un lecteur de DVD envoie des images à un
téléviseur, ou un ordinateur à son moniteur. Plus
formellement, le format visuel décrit l'ordre et la
structure des images qui créent l'image vidéo.
La norme décrit le format des données.
Exemple de norme :
MPEG-1 : première norme audio et vidéo utilisé plus tard
pour les Vidéo CDs. Ce format offre une résolution à l’écran
de 352 × 240 pixels à 30 images par seconde ou de 352 ×
288 à 25 images par seconde avec un débit d’environ
1,5 Mbit/s. Elle comprend le populaire format audio MPEG-1
partie 3 audio couche 3 (MP3).
MPEG-2 : norme applicable au codage de l’audio et la
vidéo, ainsi que leur transport pour la télévision numérique :
télévision numérique par satellite, télévision numérique par
câble, télévision numérique terrestre, et (avec quelques
restrictions) pour les vidéo-disques DVD ou SVCD. C’est
notamment le format utilisé jusqu’à présent pour la TV sur
ADSL. Les débits habituels sont de 2 à 6 Mbit/s pour la
résolution standard (SD), et de 15 à 20 Mbit/s pour la
haute résolution (HD)
MPEG-4 : norme applicable aux bas débits (jusqu’à
2 Mbit/s), exclus de la matrice des décodeurs de MPEG-2.
Permet, entre autres, de coder des objets vidéo/audio et
le contenu 3D.
exemple, MPEG-4 AVC/H.264 est une norme vidéo, et
x264 est un codec capable de produire un flux vidéo
respectant cette norme. Il existe d'autres codecs pour
cette norme. Lorsqu'il n'existe qu'une seule
implémentation, les termes codec et norme sont confondus
(exemple : VC-1).
Un format conteneur contient des flux audio et vidéo
respectant une quelconque norme. Ce format permet
d'entrelacer les données audio et vidéo, et contient les
informations permettant de les synchroniser au moment de
la restitution. Un conteneur peut contenir plusieurs flux
audio et vidéo, mais aussi des sous-titres, du chapitrage et
des menus. Exemples de format conteneur :
 AVI
 MPEG
 ASF
Q14 le format de données des appareils photo numériques
sont souvent le MP4. A l’aide du logiciel retrouver les
codecs possibles pour ce format de données.
Q15 retrouver à l’aide de la photo 1, les information
suivantes :
Format de données
Codec audio
Codec video
4) Débit binaire ou bit rate (ou bitrate)
Le débit binaire (bitrate) mesure une quantité de données
numériques transmises en bits par seconde (bit/s, b/s ou
bps).A ne pas confondre avec byte (Byte/s, B/s ou Bps).
Qui généralement vaut 8 bits donc un octet. Ses principaux
multiples sont :
 le kilobit par seconde (symbole kbit/s ou kbps)
équivalent à 1 024 bit/s ;
 le megabit par seconde (symbole Mbit/s ou Mbps)
équivalent à 1 024 kbit/s ;
 le gigabit par seconde (symbole Gbit/s ou Gbps)
équivalent à 1 024 Mbit/s ;
plus la qualité d’une image est importante, plus sa taille en
kilo octet est importante. Par conséquent plus la taille d’une
image est importante plus le débit binaire doit être
important.
Lorsqu’on veut diffuser des vidéos sur internet il est
nécessaire d’avoir des images de petites tailles qui
nécessite un débit binaire faible. En effet votre accès
internet est limité en débit binaire !
Si le débit binaire de la vidéo est trop importante par
rapport au débit de votre accès internet l’image sera
saccadée.
Q16 déterminer le débit binaire afficher sur la photo n°1
Q17 comparer le débit binaire nécessaire pour produire de
la vidéo en format DVD (PAL) ou en format FLV (format
flash pour le web) avec la même taille d’image en pixel
720x576.Dans quel format de sortie les images tiennent-telles le plus de place sur un support (DVD disque dur etc…?
IV) quelques formats de données particuliers
1) Flash Video
Flash Video (de l'anglais signifiant littéralement « vidéo
Flash »), couramment abrégé sous le sigle FLV, est un
format de fichier utilisé sur Internet pour diffuser des
vidéos via le lecteur Adobe Flash Player versions 6, 7, 8, 9
et 10, de manière à pouvoir l'incorporer aux animations
Flash. Ce format est notamment utilisé par les sites de
partage de vidéos sur Internet. C'est un format conteneur.
Le codec vidéo est soit une variante du H.264, soit le codec
VP6 de la société On2, soit encore une suite de captures
écran. L'audio est soit non compressé (PCM, ADPCM) soit
compressé en MP3. Ce format a été fortement utilisé par
les sites de partage de vidéo en streaming qui avaient
besoin de diffuser un flux vidéo important, comme Youtube
ou Dailymotion.
Il a comme avantage :de proposer un faible encombrement
(lors de transferts sur le réseau, ou du côté serveur), Il a
comme inconvénient : d'être dépendant de la bande
passante à disposition de l'utilisateur. Ce format peut être
lu dans le logiciel Flash Player . Quelques lecteurs qui
permettent de lire le format comme un fichier vidéo
classique (sans passer par Flash Player), qui sont gratuits et
ont été développés par des informaticiens bénévoles :
playerDIY flowplayer VLC media player RealPlayer
2) Digital Video
Le format Digital Video, ou DV, est un format vidéo qui
date de 1996 et qui permet d’enregistrer des vidéos sur
des cassettes en numérique avec une faible compression
pour chaque image. Ceci facilite le transfert direct de la
vidéo vers un ordinateur pour ensuite l’éditer. Les
cassettes DV existent en sept formats : DV, MiniDV,
DVCAM, Digital8, DVCPRO, DVCPRO50 et DVCPRO HD.
Elles enregistrent une vidéo numérique compressée grâce à
une méthode DCT. L’image de résolution standard de 720 ×
576 pixels (25 images/seconde) en PAL et 720 x 480 pixels
(30 images/seconde) en NTSC intègre deux trames (les
lignes paires composant une trames et les lignes impaires,
l'autre trame) par image et est compressées en Jpeg. Le
rapport d’aspect de l’image diffusée est de 4:3 ou 16:9
après anamorphose.
3) format AVI
L'Audio Video Interleave ou AVI, « Imbrication Audio
Vidéo », est un format de fichier conçu pour stocker des
données audio et vidéo. C’est donc un un format conteneur
qui permet la lecture simultanée de l'image et du son. Il a
été présenté par Microsoft en novembre 1992.Dans un
fichier AVI, chaque composante audio ou vidéo peut être
compressée par n'importe quel codec. Le format DivX est
souvent utilisé comme codec vidéo, et le format mp3 comme
codec audio, mais d'autres codecs peuvent également être
utilisés, par exemple XviD ou MPEG pour la vidéo, et mp2,
WAV etc. pour l'audio. Le format AVI permet de réunir en
un seul fichier une piste vidéo et jusqu'à 99 pistes audio, ce
qui permet de bénéficier, par exemple, de plusieurs langues
pour un même film.