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L’échantillonnage des couleurs (codecs)

La vidéo requiert beaucoup de ressources informatiques. Que ce soit pour enregistrer ou diffuser de gros flux d’informations. Une cadence d’enregistrement de 25 images par seconde comportant chacune leur lot d’informations en terme de pixels représente beaucoup de données.

Seules les grosses caméras de cinéma puissantes, bien ventilées peuvent supporter de gros débits d’informations à l’enregistrement. Voilà pourquoi il a fallu compresser les informations ou les réduire pour rendre possible l’enregistrement et le traitement des vidéos dans la plupart des appareils photo ou petites caméras numériques ainsi que sur les cartes mémoires aux capacités limitées.

C’est en réduisant les informations concernant la couleur qu’on a pu réduire la taille des fichiers.

On parle ainsi d’échantillonnage. Une méthode qui consiste donc à n’enregistrer qu’un échantillon représentatif de la richesse des couleurs d’une image.

Chrominance et luminance

Si vous utilisez des logiciels de traitement des images vous remarquerez que vous pouvez intervenir sur les couleurs en modifiant les informations de TSL : teinte, saturation et luminance.

Lors de l’enregistrement vidéo, ce sont les informations de chrominance (les trois couleurs primaires : rouge, de vert et bleu) et de luminance qui sont prises en compte. La vision humaine est plus sensible à la luminance qu’à la chrominance. L’œil perçoit davantage la luminosité que la couleur d’une image. C’est pourquoi dans les échantillonnages on préserve les informations de luminosité du pixel mais qu’on peut se permettre de compresser les informations relatives aux couleurs.

4:4:4

Les caméras de cinéma les plus performantes permettent de filmer au format 4:4:4. C’est-à-dire sans sous échantillonnage. Il n’y a pas de compression. Chaque pixel conserve ses informations de luminance et de chrominance. Ceci permet d’enregistrer une image aux couleurs fidèle à la réalité, plus pures et de faciliter l’étalonnage et le traitement des couleurs en post-production.

4:2:2

Le format d’échantillonnage 4:2:2 offre déjà une bonne acquisition des couleurs et donc une très bonne qualité d’image même s’il comporte deux fois moins d’informations de chrominance que le 4:4:4.

En effet le 4:2:2 échantillonne deux pixels des rangées supérieures et inférieures. Les informations de chrominance sont réduites de 50%. C’est l’un des formats les plus utilisés, notamment dans le célèbre codec Prores 422.

4:2:0

Cet échantillonnage prend deux échantillons de chrominance de la rangée supérieure et aucun de la rangée inférieure. La rangée du bas partage les informations de chrominance de celle du dessus. Par conséquent les informations de chrominance de l’image sont réduites à 25% par rapport au 4:4:4. C’est l’échantillonnage des codec mpeg, avchd des camescopes et de la plupart des Reflex (DSLR) et appareils photo.

4:1:1

Cet échantillonnage réduit aussi la quantité d’information de la chrominance à 25%. Il prend un échantillon de la rangée supérieur de pixel et un échantillon de celle du dessous.