Signal vidéo
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2008-02-15T17:59:57Z
DumZiBoT
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Robot : Passage au modèle {{ébauche}} : {{ébauche|télévision}} ; changement de type cosmétique
{{ébauche|télévision}}
Le '''signal vidéo''' est le signal électrique analogique qui permet à un [[téléviseur]] ou à un [[vidéoprojecteur]] de former l'image. Ce signal transite entre la source et le dispositif d'affichage ou de projection. La source peut être :
* un [[tuner]], dans une télévision hertzienne ;
* un [[décodeur]] ;
* un [[magnétoscope]] ;
* un [[lecteur DVD]] ;
* un [[caméscope]].
== Mode de transmission ==
Dans le cas d'une télévision hertzienne, le tuner est intégré à l'appareil, la transmission du signal se fait donc en interne.
Dans le cas d'un appareil externe, on peut avoir plusieurs types de connexion :
* prise [[péritel]] ;
* [[prise RCA|prises RCA]] (ou cinch) : il y a en général une prise pour le signal vidéo, et deux prises pour le son stéréo ;
* [[prise jack]] de 3,5 mm
== Constitution du signal ==
Le signal vidéo doit
* déclencher le balayage de l'écran ;
* indiquer la modulation de l'intensité lumineuse lors du balayage.
=== Signal noir et blanc ===
[[Image:Signal video synchro et ligne.svg|thumb|Signal vidéo contenant les informations de synchronisation et d'intensité]]
Dans le cas d'un écran, l'affichage se fait par balayage d'un faisceau électronique. L'intensité, la luminosité du point est proportionnelle à la [[tension électrique|tension]] du signal électrique (il s'agit en fait d'une loi affine) : le [[noir]] correspond à une tension de 0,37 V et le [[blanc]] à une tension de 1 V.
Les signaux de synchronisation sont des pics vers le bas ou vers le haut, entre les tensions 0 V et 0,3 V (donc inférieure au niveau du noir).
Dans les dispositifs d'affichage à matrice ([[écran à cristaux liquides|écrans à cristaux liquides]] et vidéoprojecteurs monotube), l'affichage ne se fait pas par balayage. Le signal vidéo correspond alors à une transmission en série des [[pixel|points de l'image]] ; les signaux de synchronisation indiquent le début de l'image et le début de la ligne.
==== Signaux de synchronisation — standard télévision à 625 lignes ====
[[Image:Signal video synchro de ligne seul.svg|thumb|Signal de synchronisation en début de ligne]]
Les impulsions de synchronisation sont des [[fonction porte|signaux rectangulaires]], d'une hauteur de 0,3 V, vers le haut ou vers le bas, et d'une largeur de 2,35 à 5 µs. La décroissance n'est pas une [[fonction de Heaviside|marche parfaite]], mais présente une croissance/décroissance d'environ 0,15 µs ; ainsi, pour une impulsion de 5 µs, la durée entre les mi-pentes ascendantes et descendantes est de 4,7 µs.
La fin d'une ligne comporte 2 µs de « sous-noir » (signal à 0,3 V), puis vient le signal de synchronisation à 0 V qui indique que le téléviseur doit faire revenir le spot en début de ligne ; ce signal dure 5 µs. Suit un palier de sous-noir (0,3 V) de 5 µs, qui est le temps nécessaire au spot pour revenir en début de ligne. Le tout dure donc 12 µs.
Une ligne dure 64 µs, on a donc 52 µs de signal et 12 µs de synchronisation et retour de spot.
{{clr}}
[[Image:Signal video synchro de trame.svg|thumb|transition entre deux trames]]
La transition entre deux trames comporte les trois phases :
* le signal de pré-égalisation, ou égalisation avant ;
* le signal top de synchronisation de trame, ou top-trame ;
* le signal de post-égalisation, ou égalisation arrière.
Chaque étape dure dure 2,5 lignes, soit 160 µs. Cette séquence correspond donc à 7,5 lignes ; pour le système européen à 50 Hz, elle dure 480 µs. La demie ligne est nécessaire pour le [[balayage entrelacé]] : une trame impaire commence à la moitié d'une ligne et se termine à la fin d'une ligne, et une trame paire commence au début d'une ligne et se termine à la moitié d'une ligne.
La pré- et la post-égalisation se composent d'une ligne de base à 0,3 V (sous-noir), avec 5 impulsions vers le bas à 0 V, d'une durée de 2 µs chacune et espacées de 30 µs ; il y a donc deux impulsions par ligne (une ligne faisant 64 µs).
Le top-trame a lui une ligne de base à 0 V, et comporte 5 impulsions vers le haut à 0,3 V, larges de 5 µs et espacées de 27 µs, soit deux impulsions par ligne.
==== Échelles de tension ====
Nota : Ces valeurs sont conformes au standard RS170A connu sous le nom de Ntsc (décollage du noir à 7,5 IRE). Pour les autres normes, le noir image et le palier de blanking sont confondus et se situent à 0,300 V.
Le niveau de luminosité est mesuré en IRE (de [[Institute of Radio Engineers]]) : 0 IRE correspond au noir (donc 0,37 V) et 100 IRE correspond au blanc (donc 1 V), l'IRE est le « [[pourcentage]] de luminosité ». Le niveau de luminosité en IRE ''N''<sub>IRE</sub> est donc reliée à l'intensité du signal ''U'' en volt par :
* ''N''<sub>IRE</sub> = (''U'' - 0,37)×100/0,63 ;
* ''U'' = 0,37 + ''N''<sub>IRE</sub>×0,63/100.
Un incrément de 1 IRE correspond donc à un incrément de 0,006 3 V, soit 6,3 mV.
Les niveaux de synchronisation (0 et 0,3 V) se trouvent ainsi à -59 IRE et -11 IRE.
Lorsque l'image est d'origine numérique (par exemple [[DVD]] ou [[télévision numérique]]), alors la plus faible variation de tension correspond au [[bit de poids faible]] ; on appelle LSB (pour ''least significant bit'') cette variation de tension minimale. Si un point est codé sur ''N'' bits et que la plage maximale de tension est Δ''V'', on a :
: LSB = Δ''V''/2<sup>''N''</sup>.
Par exemple, pour une [[quantification (signal)|quantification]] de 8 bits par pixel (l'échelle des gris comporte 256 niveaux), on a :
: LSB = 0,63/2<sup>8</sup> = 0,0025 V = 2,5 mV
soit
: 1 LSB = 0,67 IRE
: 1 IRE = 1,5 LSB
Pour une quantification à 12 bits par pixel (l'échelle des gris comporte {{formatnum:4096}} niveaux, par exemple [[H.264]] High 4:4:4) :
: LSB = 0,63/2<sup>12</sup> = 0,000 15 V = 0,15 mV
soit
: 1 LSB = 0,042 IRE
: 1 IRE = 24 LSB
=== Signal couleur ===
Dans le cas d'un signal couleur, il faut trois informations d'intensité :
* soit trois canaux [[Rouge vert bleu|rouge/vert/bleu]] (RVB) ; dans ce cas-là, il faut un connecteur par signal ; on a en fait trois signaux noir et blanc ;
* soit un canal [[luminance]] et deux canaux [[chrominance]] (système [[YUV]]) ; contrairement au signal RVB, ce signal est compatible avec le noir et blanc (seule la luminance est alors exploitée).
Le signal [[vidéo composite]] est un signal unique mixant la luminance et les chrominances : le signal final est obtenu à partir d'un [[signal porteur]] (d'environ 3 à 5 Hz) modulé en [[modulation de fréquence]] ([[SECAM]]) ou bien en [[modulation d'amplitude|amplitude]] et en [[modulation de phase|phase]] ([[Phase Alternated Line|PAL]], [[NTSC]]). On peut lui ajouter le signal du son de la même manière.
On peut à l'inverse travailler avec deux signaux, un pour la luminance et un pour la chrominance. On parle alors de [[vidéo à composantes séparées]] ou S-video.
== Voir aussi ==
=== Liens externes ===
* [http://documents.ref-union.org/TA/TA0-01.php Télévision amateur : standards], Radio-REF
* [http://f5ad.free.fr/ATV-QSP_F5AD_Le_signal_video.htm Le signal vidéo], page personnelle du [[radioamateur]] F5AD
[[Catégorie:Standard de télévision]]
[[Catégorie:Vidéo]]