Contenu
- Macroblocage
- Aliasing
- Peignage / entrelacement d'artefacts
- Pas de bugs, pas de stress - Votre guide étape par étape pour créer un logiciel qui change la vie sans vous détruire
- Conclusion
Source: Beror / Dreamstime.com
À emporter:
La compression vidéo peut parfois entraîner des anomalies visuelles, appelées artefacts, qui peuvent être évitées avec des paramètres correctement définis dans le pipeline de codage.
Tous les supports visuels sont compressés. Le but d'un support électronique est de stocker des informations dans un format pouvant être emballé. La qualité, la clarté et la fidélité de la vidéo numérique dépendent toutes d’un certain nombre de facteurs qui résultent généralement de la compression. Le taux de transmission, la taille du fichier, la qualité et la complexité de la source jouent tous des rôles essentiels dans la compression vidéo, de même que les périphériques matériels utilisés pour capturer, stocker et afficher les données multimédia audiovisuelles. Les artefacts vidéo font généralement référence à des aberrations dans les sorties de traitement du signal. Dans la vidéo numérique, ils peuvent être gênants et, dans des cas extrêmes, détruire une émission entière. Néanmoins, ils existent pour une raison et la compréhension des caractéristiques uniques des différents artefacts aide les techniciens et les ingénieurs en vidéo à identifier les faiblesses de la chaîne de codage. Voici quelques-uns des artefacts les plus courants de la vidéo numérique moderne. (Pour plus d'informations sur la qualité vidéo, reportez-vous à la section Crépuscule des pixels - Recentrer le focus sur les graphiques vectoriels.)
Macroblocage
Un macrobloc est une unité de traitement d'image dans divers formats vidéo largement utilisés, tels que H.264 et MPEG-2. Le traitement des macroblocs implique des équations mathématiques qui prennent des images sous-échantillonnées en couleurs et, au moyen d'une série de transformations, les quantifient en données codées. Il existe pour des raisons d'efficacité d'encodage, mais peut entraîner des artefacts vidéo appelés erreurs de macroblocage. Les caractéristiques visuelles des artefacts de macroblocage sont souvent similaires à celles des images très pixélisées, mais avec des groupes de pixels plus définis, ressemblant à des boîtes, qui ressemblent quelque peu à des pièces de puzzle mal placées dans le cadre.
En règle générale, le macroblocage peut être attribué à l’un ou plusieurs des facteurs suivants: vitesse de transfert des données, interruption du signal et performances du traitement vidéo. Les services de streaming par câble, par satellite et sur Internet sont particulièrement vulnérables au macrobloc, car leur infrastructure de transmission multicanal nécessite souvent une compression vidéo excessive. Il est toutefois possible que les artefacts apparaissent également dans un flux de signal moins encombré (bien que cela ne soit pas aussi courant). Et bien que le macroblocage reste un artefact vidéo commun, il est progressivement éliminé par le codage vidéo à haute efficacité (HEVC), qui utilise des alternatives innovantes aux processus de macrobloc.
Aliasing
L'aliasing décrit le processus ou l'effet des données traitées par le signal reconstituées en une sortie compromise. Elle affecte principalement des segments de média spatio-temporels comportant des motifs complexes et répétitifs, et peut généralement être attribuée à des taux d'échantillonnage insuffisants. Si une source n'est pas échantillonnée à la cadence appropriée et qu'un aliasing se produit, il peut en résulter un étrange effet de glissement sur les motifs dans l'image. L'aspect visuel du repliement dépend de la nature de la source, mais l'une de ses manifestations les plus courantes ressemble à ce que l'on appelle communément un motif de moirage.
Pour visualiser ce phénomène, imaginez deux grilles identiques empilées l'une sur l'autre. Si vous êtes bien aligné, vous remarquerez à peine qu'il y en a deux et pas un seul. Mais si vous faites pivoter la grille supérieure, ne serait-ce que légèrement, les grilles ne seront plus alignées. Désormais, les lignes et les colonnes mal alignées créent une distorsion là où il existait auparavant un motif simple et uniforme, créant des motifs décalés qui ont tendance à se répercuter. Une autre analogie pour le pseudonyme pourrait être les rayons de vélo dans un rouet. Une fois filmés, et quand ils tournent assez vite, on a parfois l’impression que les rayons tournent dans le sens inverse de leur tour. En effet, le taux d’échantillonnage du périphérique de capture n’échantillonne pas assez rapidement pour représenter avec précision la vitesse de rotation de la roue, ce qui crée un motif visuel (ou alias) différent à la place.
Peignage / entrelacement d'artefacts
Avant le développement de la vidéo progressive moderne, le mode de balayage vidéo de diffusion dominant était entrelacé, son utilisation est encore limitée aujourd'hui. Pour la vidéo NTSC, cela signifiait initialement 525 lignes de vidéo balayées en alternance par image à environ 30 images par seconde. Avec les lignes impaires balayées en premier et les lignes paires en second, chaque groupe (appelé «champ») constitue une demi-image. Puisque les champs s'entrelacent, chaque champ a l'aspect d'un peigne. Et lorsque le cadencement ou le modèle du balayage sur le terrain est perturbé (généralement par conversion de fréquence d'images), des artefacts de peignage apparaissent dans l'image, ce qui peut être très subtil ou très distrayant.
Les deux principaux formats des débuts de la technologie cinématographique étaient le film et la vidéo, qui présentaient tous deux une fréquence d’image standard différente. Comme indiqué ci-dessus, 30 images par seconde était plus ou moins la norme pour la vidéo et la télévision (dans les régions prenant en charge la vidéo NTSC), alors que le film était généralement tourné et projeté à 24 images par seconde. Cela a entraîné une divergence quant à ce qui serait fait avec la différence de six images lorsqu'un format était transféré à l'autre (processus appelé "télécinéma" ou "télécinéma inverse"). Pour y faire face, des ajustements de synchronisation complexes (appelés "modèles déroulants") ont été standardisés pour ajuster les taux de trame avec une perte de qualité aussi minime que possible. (Pour plus d'informations sur les fréquences d'images, voir Video Tech: Passage de la résolution haute à la fréquence d'images élevée.)
Ces modèles omettent ou répètent des champs afin de compenser la différence de fréquence entre les supports d'entrée et de sortie, ce qui entraîne naturellement des artefacts en forme de peigne provenant des trames partielles ou des champs résiduels. Ces artefacts sont particulièrement visibles dans les parties de l'image qui décrivent le mouvement, et ressemblent souvent à des lignes horizontales qui suivent les mouvements. Il existe des filtres de désintégration pouvant remédier dans une certaine mesure aux artefacts entrelacés.
Pas de bugs, pas de stress - Votre guide étape par étape pour créer un logiciel qui change la vie sans vous détruire
Vous ne pouvez pas améliorer vos compétences en programmation lorsque personne ne se soucie de la qualité des logiciels.
Conclusion
La science de la compression vidéo évolue chaque jour et devient de plus en plus efficace. Mais tant qu'il restera une gamme diversifiée de codecs, de schémas de compression et de formats vidéo, des artefacts apparaîtront lors de la conversion. La nouvelle technologie vidéo engendrera de nouvelles formes de perte de qualité dans les processus de transcodage, ainsi que de nouvelles solutions pour y remédier.