Digital Video - Définition

Sony DV-Camcorder

Le format Digital Video, ou DV, est un format vidéo qui date de 1996 et qui permet d'enregistrer des vidéos sur des cassettes en numérique avec une faible compression pour chaque image. Ceci facilite le transfert direct de la vidéo vers un ordinateur pour ensuite l'éditer. Les cassettes DV existent en sept formats : DV, MiniDV, DVCAM, Digital8, DVCPRO, DVCPRO50 et DVCPRO HD. Elles enregistrent une vidéo numérique compressée grâce à une méthode DCT. La qualité vidéo numérique est supérieure aux formats analogiques courants, tels que 8mm, VHS-C ou Hi-8.

Histoire

Le format DV a été mis au point par un large consortium, regroupant des sociétés comme Matsushita (qui possède Panasonic), Philips, Sony, Thomson, rejoints par Hitachi, JVC, Mitsubishi, Sanyo, Sharp et Toshiba mais aussi Apple et IBM, soit au total plus d'une cinquantaine de sociétés. Cette alliance industrielle historique dans le monde de l'électronique s'est unie pour définir les spécifications de la nouvelle génération de magnétoscopes grand public.

Vidéo

L'image est de résolution standard de 720 x 576 pixels répartis sur deux trames compressées en Jpeg, le rapport de l'image est de 1.25:1, avec une résolution horizontale de 500 lignes, un rapport S/B (Signal / Bruit) de 54dB et une bande passante chrominance de 14 MHz, le DV offre des performances bien supérieures à celles des formats analogiques Hi-8 ou S-VHS.

Structure d'échantillonnage

Le DV est un format en composantes numériques (c’est-à-dire que les signaux de luminance, de différentiel de bleu et de différentiel de rouge sont traités séparément). Dans les systèmes à 625 lignes (PAL, SECAM), l'échantillonnage est de type 4:2:0, c’est-à-dire qu'une ligne sur deux ne comporte pas d'information de couleurs. Dans les systèmes à 525 lignes (NTSC), il a été choisi une structure d'échantillonnage de type 4:1:1. Ce choix s'explique par le fait que les systèmes à 525 lignes étant déjà assez faibles en résolution verticale, auraient plutôt mal accepté d'être amputés de la moitié de leurs points de chrominance en vertical.

Le DV utilisant une structure d'échantillonnage 4:1:1 en NTSC (ou 4:2:0 en PAL), cela réduit la quantité de couleurs stockées - un problème qui n'existe pas pour un format analogique tel le Betacam SP qui est plus fidèle dans le rendu des couleurs et possède également une bonne performance dans des conditions de faible éclairage (voir aussi les successeurs numériques du Betacam SP: le Betacam SX et le Betacam numérique).

La structure d'échantillonnage du DV est aussi l'une des raisons pour laquelle on évite de l'utiliser dans des applications telles que le chroma-key.

Quantification

La quantification de l'image DV est faite sur huit bits par couche. Ainsi, chaque couche R,V et B est susceptible de coder 2⁸ (soit 256) niveaux dont 220 utiles. Le mélange de ces trois couches permet théoriquement au DV de coder 220³ (soit 10 648 000) couleurs différentes. Ce taux de quantification permet d'obtenir un assez bon rapport signal/bruit (74dB théoriques), mais il limite les possibilités d'étalonnage.

Compression

La compression qui utilise les outils du MJPEG : JPEG et MPEG s'effectue selon le contenu de l'image en intra-trame ou en intra-image. Cela pour tenir compte, quand elles existent, des redondances entre les deux trames d'une image et obtenir une meilleure efficacité de compression. En aucun cas, il n'est tenu compte de la redondance temporelle entre les images, chacune d'entre elles étant codée séparément et ne dépendant d'aucune autre ce qui permet un montage à l'image près. Le débit initial du signal vidéo 4:2:0 ou 4:1:1 est de 125 Mbit/s. Il est réduit, après compression à 25 Mbit/s d'où un taux de compression de l'ordre de 5:1.

Audio

Le format DV, peut traiter 4 pistes échantillonnées à 32 kHz et codées en 12 bits, ou 2 pistes en 48 kHz et codées sur 16 bits.

Débit

Le débit total enregistré (vidéo + audio + signaux auxiliaires) avoisine les 28,8 Mbit/s.

Formats et cassettes

Il existe différentes sortes de cassettes au format DV. Certaines cassettes sont dotées d'une petite puce mémoire permettant de conserver un véritable catalogue des séquences enregistrées et des images fixes, avec des données d'index telles que la date ou l'heure d'enregistrement, mais aussi des informations relatives aux paramètres de la caméra lors du tournage telles que l'ouverture du diaphragme ou la vitesse d'obturation. Cette puce ne peut être utilisée qu'avec des caméras qui possèdent cette fonctionnalité.

DV:
Les cassettes DV (taille "L") mesurent approximativement 120 x 90 x 12 mm et peuvent contenir jusqu'à 4,6 heures de vidéo numériques (soit 6,9 heures en mode Long Play).

MiniDV:
Les cassettes MiniDV (taille "S") mesurent approximativement 65 x 48 x 12 mm et sont disponibles en versions 30 min. (soit 45 min. en mode Long Play), 60 min. (90 min. en LP) et 80 min. (120 min. en LP).

DVCAM (développé par Sony):
Il s'agit de la version " professionnelle " du DV. DVCAM se positionne, aujourd'hui, plus dans le secteur institutionnel que professionnel. En effet, une bande aussi étroite (1/4") n'est pas adaptée aux conditions de tournage difficiles ainsi qu'aux sollicitations intensives en montage.

Les cassettes DVCAM sont proposées en deux tailles qui sont les mêmes qu'en DV. La petite (S) qui offre des durées de 12, 22, 32 et 40 minutes, et la grande (L) qui permet d'atteindre les 64, 94, 124 et 184 minutes.

DVCPRO (développé par Panasonic):
Les cassettes DVCPRO permettent d'enregistrer 66 min. à un taux de 25 Mbit/s. Ces cassettes sont aussi utilisable en mode DVCPRO50, mais comme la vitesse d'enregistrement est alors doublée, la durée d'enregistrement s'en trouve divisée par deux (33 min.), ce qui est indiqué par les deux chiffres "66/33" qui figurent sur ces cassettes. Les cassettes DVCPRO sont de taille M (taille de la main).

DVCPRO50 (développé par Panasonic en 1998):
Le DVCPRO50 double la vitesse d'enregistrement des cassettes DVCPRO et combine deux codecs DV en parallèle pour enregistrer de la vidéo numérique à un taux de 50 Mbit/s.

DVCPRO HD (développé par Panasonic en 2000):
Le DVCPRO HD augmente encore la vitesse de la cassette et combine quatre codecs DV en parallèle pour atteindre 100 Mbit/s. Les cassettes DVCPRO HD sont de taille XL.

Il existe des lecteurs Sony pouvant lire différents type de format (MiniDV, DV, DVCAM, DVCPRO...).

Digital8:
Le Digital8 utilise également le codec DV, mais enregistre sur cassettes Video Hi8. Vu que les cassettes Video8 et Video Hi8 ont eu un grand succès dans le passé, le Digital8 a été conçu pour les consommateurs en tant que transition entre l'analogique et le numérique. La qualité vidéo et audio du Digital8 est comparable à celle du DV.

Connecteur DV

Il existe deux type de connecteurs. Ceux-ci sont utilisés pour transférer l'information qui a été enregistrée sous forme numérique sur le support argentique au format DV. Ces connecteurs ne jouent que le rôle de transport afin d'obtenir un fichier video DV de type 1 ou 2. Certains camescopes possédant des connecteurs S VHS/rca audio pass thru en entrée permettent de numériser les signaux analogiques en DV. Certains camescopes lisent/numérisent les infos des K7 8mm Hi8 vers la sortie DV. Canopus commercialise un convertisseur A/N pour signal analogique par une paire de connecteur (2RCA audio/1S VHS video).

Logiciel DV

Tout logiciel d'édition vidéo supporte la capture DV. Certains sont spécialisés DV comme scenalyzer ou Kino (cf Kino).

À lire

• Jean-Charles Fouché: "Comprendre la vidéo numérique", Éditions Baie des Anges, 2007, ISBN 9282952439176.
• Marc Marcillac: "Le cinema DV", Éditions ALEAS