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Formats

Divers formats d'un DVD

Les possibilités de codage et de compression des applications multimédias sont nombreuses. Elles ont en commun de s'appuyer sur la numérisation des données(du son, de l'image, …).

Les techniques numériques présentent plusieurs avantages majeurs :

  • une protection des signaux contre le bruit,
  • la possibilité d'associer plusieurs signaux dans le même flux,
  • une économie de la bande passante grâce à l'emploi de techniques de compression,
  • la faculté de superviser la transmission,
  • l'emploi de composants informatiques permettant une intégration à bon marché.

Tant en termes de stockage qu'en termes de transmission, la compression revêt un aspect crucial.


Compression de données vidéo

Pour permettre l'enregistrement de films entiers avec une qualité optimale, la quantité de données du signal vidéo initial doit être réduite considérablement.

Pour ce faire, on utilise le standard de compression vidéo MPEG (Moving Picture Experts Group) : il est au cœur des spécifications pour le DVD Vidéo.


Différents MPEG

MPEG est décliné en plusieurs versions selon leurs utilisations :

  • MPEG 1 destiné aux applications multimédias,
  • MPEG 2 extension de MPEG 1 permettant d'obtenir une qualité supérieure,
  • MPEG 3 destiné à la télévision haute définition : cependant, MPEG 2 s'est révélé plus performant et il a rendu inutile le développement de MPEG 3,
  • MPEG 4, en cours de normalisation, utilise des définitions fractales des images pour une meilleure résolution, il devrait être disponible en fin de l'année 1998.


MPEG2

Ce standard a été mis au point pour répondre à des applications à haut débit, de qualité broadcast (télévision par satellite).

MPEG2 accepte les modifications de débit afin de permettre de moduler la compression en fonction de la difficulté variable des différentes séquences : des images complexes (beaucoup de mouvements ou de détails) sont plus compressées que les images moins complexes.

Ce procédé permet d'avoir une qualité maximale sans pour autant dépenser excessivement de bande passante (entre 4 MB/s et 9 MB/s).

Pour parvenir aux exigences de la diffusion télé MPEG2 encode alternativement des images entières et des ''tranches'' (bouts d'images) correspondant aux seules variations discernables entre chaque vue.

De plus, pour palier aux différentes vitesses d'affichage (cinéma : 24 images/sec, PAL : 25 images/sec, NTSC : 29,7 images/sec), MPEG utilise le processus dit de ''Téléciné inverse''.

Ce processus permet de synchroniser l'image et le son sans encoder d'image supplémentaire mais signale l'image manquante par une balise : le décodeur l'interprète et affiche tout simplement l'image précédente.

MPEG2 est donc un format idéal (minimum de données vidéo pour une qualité optimale) pour contenir un film vidéo sur une seule face d'un DVD.


Format UDF

UDF (Universal Disc Format) est un système d'organisation de fichiers de données qui est indépendant du système d'exploitation utilisé. Il permet en plus de gérer de grandes capacités de données.

Il est mis au point par l'OSTA (Optical Storage Technology Association) et utilisé par la majorité des CD-ROM.

Ce standard universel offre une compatibilité multi-plateforme : il peut être lu à partir d'un lecteur de salon, d'un PC, d'une station Unix ou d'un Macintosh. En outre, quels que soient les systèmes d'exploitation actuels et à venir, UDF restera valide.

Déjà diffusé sur les CD-ROM, ce format est reconduit dans les spécifications du DVD en version UDF 2.0 (appelé aussi micro-UDF).


Formats Audio

Il existe beaucoup de formats de codage sonore, il ne sera traité que des formats les plus répandus : Dolby Digital, DTS (Digital Theater Sound), MPEG2 audio, PCM et LinearPCM (Pulse Code Modulation), et SDDS (Sony Dynamic Digital Sound).

Tous ces formats de compression audio sont comprimés à partir du format PCM.


Dolby Digital (AC-3)

Dolby Digital est une norme de compression audio appelée aussi AC-3 qui permet de restituer un son stéréo avec un effet spatial de haute fidélité.

C'est un format sonore numérique et multicanal, compressé, avec la technologie de codage AC-3.

Il offre 5.1 canaux sonores initiaux (à gauche / centre / droit / arrière droit / arrière gauche) complètement séparés et un 6ème canal (le 1 dans 5.1) qui offre des effets de basses fréquences appelés DIGITAL.

Malgré un fort taux de compression, le codage AC-3 parvient à restituer un son proche de l'original.

Dolby Digital est le format utilisé pour la majorité des DVD Vidéo en Zone 1. Ce format est même obligatoire pour les films en NTSC.


MPEG2 Audio

Cette norme permet de compresser un son en stéréo sur 7.1 canaux, soit 8 voies différentes.

MPEG2 Audio est un format sonore numérique et multicanal.

Le format 7.1 ajoute les canaux centre-gauche et centre-droite en plus des 5.1 canaux de Dolby Digital. En raison des moyens nécessités (décodeurs peu répandus, et 8 enceintes) ce système ne peut être exploité pour le moment.


DTS

DTS (Digital Theater Sound) est un format sonore (optionnel) numérique et multicanal (5.1) proche de la norme Dolby Digital.

Comparativement à AC-3 : il est moins comprimé ce qui diminue les pertes.

Remarque : les lecteurs DVD de premières générations, apparus il y a un an, ne reconnaissent pas ce standard.


LPCM

LPCM (Linear Pulse Code Modulation) est une évolution du format PCM. Ces deux standards numérisent des donnés audio sans compression.

LPCM permet de varier la résolution jusqu'à 24 bits et la fréquence d'échantillonnage jusqu'à 96 kHz contrairement au format classique PCM qui utilise une résolution fixe de 16 bits et une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz également fixe.

C'est un format sonore numérique non compressé donc sans perte qui peut offrir jusqu'à huit canaux, avec un début maximum de 6,144 MB/s.

Pour la musique, les standards de la compression ne permettent pas d'égaler les normes PCM ou LPCM, c'est pour cette raison que LPCM sera sûrement la norme de codage du son pour les CD Audio.


SDDS

SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) est un format sonore (optionnel) numérique et multicanal. Il permet de varier le nombre de canaux allant de 5.1 à 7.1, mais comprime moins le son que AC-3 ou même MPEG2 (voir ligne débit maximum dans le tableau ci-dessous).

SDDS est un format destiné à une diffusion en salle. Sony n'a pas encore annoncé son intention de mettre le SDDS sur le DVD.


Conclusion

Le comité d'organisation du DVD qui s'est réuni le 4 décembre 1997 à Tokyo, a finalement pris la décision de choisir le Dolby Digital comme format audio obligatoire dans les spécifications du DVD PAL (standard de télévision utilisé en Europe) alors qu'il n'était que facultatif auparavant.

Ceci met fin aux conflits entre les différentes sociétés proposant des formats de compression sonore pour la Vidéo.


Tableau d'information complémentaire sur les différents formats sonores :

 

 

PCM

LPCM

SDDS

Dolby Digital

DTS

MPEG2

Débit max. (Mbits/s)

6,144

6,144

1,3

0,448

0,06 à 1,5

0,3 à 0,912

Fréquence (kHz

48

48/96

48

48

48

48

Résolution (bits)

16

16/20/24

n.c.

16

20

16

Canaux

1 à 8

1 à 8

5.1 à 7.1

1 à 5.1

5.1

3 à 7.1