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CODEC ? c'est quoi?

Une image PAL est composée de 720 x 576 = 414720 pixels.
Chaque pixel contient une information de couleur RVB (Rouge Vert Bleu). Codée sur 12 bits. Donc, 1 seconde de vidéo PAL (à 25 images par secondes) c'est :

Pour l'image :
720x576 x 12 x 25 = 124416000 bits/s soit 15552000 octets/s soit 15187 ko/s soit encore 14.8 Mo/s

Pour le son, à 48 kHz sur 16 bits en stéréo :
48000 x 16 x 2 = 1536000 bits soit 0.18 Mo/s

Donc un debit d'environ 15 Mo/s soit pour une minutes de vidéo PAL 900 Mo; près de 1 Go/minute.
C'est bien sûr trop gros pour être stocké sur bande ou sur un disque dur de PC. Le rôle du CODEC c'est de réduire la taille de ce fichier pour aboutir à une taille exploitable par les systèmes existants. CODEC est la "compression" de COmpresseur-DECompresseur. C'est donc deux algorithmes :

- La compression qui comprime une série d'images RVB dans un fichier de petite taille.
- La décompression qui transforme le fichier dans un format exploitable par le système d'affichage, soit le RVB (ou le YUV comme on le verra plus loin).

Le CODEC DV s'est maintenant imposé comme le standard sur les camescopes numériques. Il est très bien adapté au montage, puisque c'est un codec intra-image (chaque image est compressée individuellement et indépendemment de ce qui suit ou qui précède). D'où la possibilité de montage à l'image près.

Les CODECs MPEG sont temporels. C'est à dire que les images sont comprimées par groupe de "n" images (le nombre "n" pouvant être paramétré, c'est généralement de l'ordre de 10). La compression est plus efficace puisque le CODEC trouve des points communs entre les images qui se suivent et les condense. Mais l'édition à l'image près devient problématique à cause de cette dependence de temps.
Les différentes version de ce codec sont généralement utilisées comme suit :

MPEG-1: format utilisé dans les VCD
MPEG-2: format utilisé dans les SVCD et DVD
MPEG-4: dont particulièrement la variante appelée DivX pour la diffusion de films sur internet.

Comment est faite la compression DV ?

Avant tout l'image RVB filmée est transformée en YUV par le camescope.

Y: Luminance. Ce sont les niveaux de gris. L'image en noir et blanc. Comme l'oeil humain est très sensible à la luminance, cette trame de l'image est toujours conservée dans sa définition maximale.

U et V: Chrominance (respectivement rouge et bleue). Ce sont les couleurs. L'oeil étant moins sensible aux variations de couleurs, la réduction de la définition de la chrominance est la première étape dans le processus de compression d'image en numérique.

En PAL, la définition de l'image est de 720 (horizontal) x 576 (vertical). La méthode de compression de chrominance est exprimée par une suite de 3 chiffres. Voici les plus courantes :

Le format 4:2:2 : est réservé aux caméras profesionnelles (Beta numérique). dans ce format la chrominance horizontale est divisée par 2.

Le format 4:2:0 : est le format de compression en DV PAL. Les chrominances horizontales et verticales sont divisées par 2.

Le format 4:1:1 : est le format de compression en DV NTSC. Les chrominances horizontales sont divisées par 4. (En NTSC le définition de l'image est de 720x480). Le format 4:1:1 appliqué à une image PAL donne :

Quand est-ce qu'un codec intervient ?

D'abord dans votre camescope. C'est dans ce cas un codec matériel (ou Hardware). L'algorithme est programmé en dur dans les circuits intégrés. Sur la bande magnétique le camescope écrit l'image comprimée (par le compresseur) en numérique, comme s'il s'agissait d'un fichier informatique.

Quand vous visionnez votre film avec votre camescope, c'est le décompresseur matériel qui transforme ce fichier en un signal analogique affichable sur un écran de télé.

On peut penser que le codec matériel de votre camescope est la référence. De toutes façons vous ne pouvez pas en changer si facilement.

Quand vous transférez (capturez) votre film de votre camescope vers votre ordinateur, d'un point de vue informatique cela ressemble à un transfert de fichier de votre camescope vers le disque dur de votre ordinateur. Cela "ressemble" car la structure du fichier (.AVI sur PC) sur l'ordinateur comporte, en début de fichier, quelques informations spécifiques comme la date, le codec DV du PC etc. Les données à proprement parler de l'image sont simplement copiées depuis la bande magnetique sur le disque dur sans aucune perte. L'image n'est jamais décompressée. Le codec n'intervient pas.

Si maintenant, vous placez votre fichier AVI simplement sur le Timeline de Premiere®, que vous ne lui appliquez aucun filtre, transition, etc. et que vous transférez à nouveau votre fichier sur votre camescope DV (avec entrée DV IN) là aussi c'est une simple copie de fichier sans perte de qualité. Là, non plus, l'image n'est jamais décompressée. Dans tout ce processus le codec n'est jamais intervenu. Donc aucune perte de qualité par rapport à l'original.

Dans votre système de montage, le codec n'intervient que si l'image DV a besoin d'être décompressée pour subir un quelconque traitement. par exemple :
- Application d'un filtre ou d'un effet, d'une transition, de la transparence, titre en superposition, codage d'un fichier MPEG, etc.

Dans tous ces cas, le logiciel de montage doit décompresser l'image en l'équivalent d'un fichier RVB. En effet, en interne, ces logiciels travaillent uniquement sur des données de ce type.

Une fois le traitement terminé, les données RVB internes au logiciel sont recompressées en DV par le codec. Dans le logiciel Premiere®, le résultat est stocké dans un fichier de prévisualisation.

C'est donc bien dans ce genre de processus que le codec intervient, et qu'un mauvais codec risquerait de vous dégrader l'image.

Dans le logiciel Premiere®, les parties du clip qui "subiront" le codec sont facilement repérables. Ce sont les parties du timeline qui nécessitent un preview et qui sont repérées par une ligne rouge.

Cette ligne rouge dans le timeline indique que Premiere® utilisera le codec logiciel et créera un fichier de prévisualisation.

Si vous posséder une carte video avec prise en charge d'effets temps réel (RT) cette ligne rouge n'apparaît que pour les effets qui ne sont pas pris en charge par la carte. Pour les effets temps réel pris en compte par la carte, la ligne rouge est remplacée par une ligne verte claire. Dans ce cas la décompression (matérielle) est prise en charge par la carte. Le résultat est différent qu'avec le codec logiciel (je l'ai constaté avec DV500®, le résultat semble bon). Je ne peux pas en dire plus sur les codecs matériels livrés avec les cartes de capture puisque je n'en possède pas. Ce qu'il faut savoir :

Vous ne pouvez jamais vous passer du codec logiciel si vous exploiter votre système un peu plus que le parfait novice. Par exemple si vous voulez créer un DVD, pour générer le fichier MPEG2 vous passerez obligatoirement par le décompresseur logiciel.

A part la carte Canopus DV-Storm®, les effets RT ne s'appliquent pas à la sortie DV. Donc pour un export sur bande les effets doivent être calculés. Je n'ai pas expérimenté cela et je ne sais pas comment, dans ce cas, la prévisualisation est calculée.

Sachez encore que dans certains cas le codec peut être appliqué plusieurs fois sur une séquence d'images. C'est notamment le cas si vous faites un peu de compositing (trucages) avec un logiciel comme After Effects® ou même Premiere®. Dans ces cas, à chaque passage, le codec dégrade un peu plus l'image. D'où l'importance de sa fiabilité.

D'ailleurs pour mieux apprécier l'effet du codec sur une image, il vaut mieux l'appliquer plusieurs fois pour amplifier la dégradation à chaque génération.

Que valent donc les codecs ? et que faire ?

Les codecs DV ne sont pas identiques. Entre les différents codecs de PINNACLE®, CANOPUS® et les autres, certains sont inutilisables. Il faut donc bien choisir sa carte et son codecs. Nous n'avons pas la vocation de vous conseiller un produit particulier, tout dépend également de l'usage de votre système de montage (pro ou amateur) et de votre budget. Demander des conseils auprès des revendeurs, de vos amis et des associations/sociétés utilisatrices.

Informations de diverses sources. Traduction et adaptation : Stef
Cet article fait référence aux logiciels After Effects® et PREMIERE® (qui est un logiciel de montage professionnel) de la société ADOBE Systems, inc.®