Formation - Signal vidéo et compression numérique

Jour 1

Origines de la conception du signal audiovisuel

• Fonctionnement du couple oeil-cerveau et impacts sur la création des signaux vidéos et audios
• Nombreux caractéristiques du signal vidéo issus des écrans cathodiques
• Signaux vidéo à définition standard - Evocation des formats PAL et NTSC
• Les formats entrelacés et progressifs
• Priorités de trames (trames inférieures, supérieures)
• Les espaces colorimétriques
• Gamut et Gamma
• Contraste de l'oeil et contraste du signal vidéo
• Les différentes normes et recommandations (CCIR, EBU, SMPTE...)
• Rec. 601, Rec. 709, Rec. 2020, DCI-P3
• Ratio d'images et Pixel Aspect Ratio (PAR), anamorphisme, 4/3 et 16/9, PAR SD et Pixel Shift, passage de SD en pixels carrés pour le Web
• Les cadences et différences entre formats selon les continents : le secteur électrique entre en jeu

Numérisation de l'audio et de la vidéo

• Echantillonnage et quantification
• Numérisation de l'audio
• Théorème de Nyquist-Shannon
• Du 16 bits / 44,1 kHz au 24 bits / 192 kHz
• Numérisation du signal vidéo
• Transport du signal : Serial Digital Interface (SDI, 3G - 6G - 12G SDI)
• Nouveaux moyens de transports : NDI, SMPTE ST-2110, SRT

Exemple de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Au sein d'un logiciel de montage : étude des paramétrages pour valider la compréhension des signaux numériques évoqués

Evolutions du signal avec l'arrivée de la HD

• Les résolutions HD1 et HD2 : 1280*720 et 1920*1080
• L'affrontement initial entre 720p et 1080i
• Les résolutions 960*720 et 1440*1080 (avec Pixel Shift)
• Les formats du cinéma : 2K, 4K, 8K
• Les formats caméras supplémentaires : 6K, 5,7K, 12K
• L'Ultra HD

Comprendre les noms de formats

• Quand la vidéo voulait ressembler au cinéma
• Le progressif intégré dans l'entrelacé : PSF
• Signification des i et p : entre entrelacement, champs, images

L'audio : conception, signal et compression

• Concepts physiques et création du signal
• Monophonie, stéréophonie, multicanal
• 2.0, 5.1, 7.1 Dolby Atmos, DTS
• Compressions avec et sans pertes (FLAC, ALAC, AAC, PCM, AC-3, OGG Vorbis)

Introduction aux fichiers vidéo

• Différence fondamentale entre conteneurs et codecs
• QuickTime, MPEG, MXF, AVI, TS, .m2v
• Rôle des métadonnées

Les évolutions : HDR, HFR et Wide Gamut

• Formats à haute dynamique : HLG, HDR10, HDR10+, Dolby Vision
• HFR : High Frame Rate

Exemple de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Manipulation d'une image vidéo et d'un fichier audio dans un logiciel de post-production ou d'étalonnage

Jour 2

Compression et codecs

• Codage intra
• Image ou spatiale : la DCT
• Exemple illustré du codage JPEG
• Déclinaison du MJPEG
• Compressions inter images ou temporelles
• Les GOP : MPEG-2, MPEG-4, H.264, H.265, HEVC, VP6 à VP9, FFV1, x264, AV1
• Spécification des codecs : production, diffusion, archivage, transport
• Codecs libres et sous-licences
• Optimisation pour le streaming : fast-start
• Débit : encodage CBR et VBR
• Simple ou multi-passes

Enregistrement du signal

• Retour sur les K7 : du Betacam au HDCAM SR
• Les cartes mémoires : SD, SDHC, SxS, P2, CF, CFexpress
• Les disques durs (mécaniques et SSD) et les file systems
• Archivage : LTO ou HDD

Les outils techniques de vérification et d'analyse de l'image

• Outils libres
• VLC, QuickTime, MediaInfo, QSCAN
• Oscilloscopes, vecteurscopes
• Outils intégrés aux logiciels de post-production (Adobe, Apple, Avid)

La post-production

• Les formats et les codecs dans les outils de montage et de post-production
• Formats pivots, proxies, codecs de production, travail natif
• Les formats de Master du Broadcast (MXF OP1a, IMF)
• Les formats du cinéma (DCDM, DCP)

Outils d'encodage

• Outils intégrés aux logiciels de post-production (Avid Media Composer, Apple Final Cut Pro X, Adobe Premiere Pro)
• Outils dédiés (Adobe Media Encoder, Apple Compressor, Telestream)
• Paramétrages
• Atelier de tests d'encodage qualitatifs et pratiques
• Transcodage cross-formats : différentes résolutions, différentes cadences
• Traitements par lots, widgets et watch folder

Exemples de travaux pratiques (à titre indicatif)

• Export dans des versions de peu à très compressées
• Tests pour comprendre l'évolution des formats avec des images HDR, HFR et Wide Gamut