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Un peu d'histoire :

Le DV est un format d'enregistrement et de lecture de vidéos numériques. Il a été lancé en 1995 grâce aux efforts conjoints des principaux producteurs de camescopes.

La spécification d'origine DV, connue sous le nom Blue Book (Livre Bleu), a été normalisé au sein de la famille des normes CEI 61834. Ces normes définissent les caractéristiques communes telles que les cassettes de bandes, le procédé d’enregistrement par modulation, la magnétisation, et les données de base du système pour la partie 1. La partie 2 décrit les particularités des systèmes 525-60 et 625-50. Les normes IEC sont des publications protégées par copyright disponibles à l'achat chez IEC ou ANSI.

La Compression  du format DV

Le DV est un système de compression intra-image, qui utilise la transformée cosinus discrète (DCT) pour compresser la vidéo image par image. Le format Audio est stocké non compressé.

Suivant de près le standard UIT-R Rec.601, la vidéo DV utilise le balayage entrelacé avec une fréquence d'échantillonnage de luminance de 13,5 MHz. Il en résulte 480 lignes de balayage par trame complète pour le système à 60 Hz, et 576 lignes de balayage par trame complète pour le système à 50 Hz. Dans les deux systèmes la zone active contient 720 pixels par ligne de balayage, avec 704 pixels utilisés pour le contenu et 16 pixels sur les côtés destinés au découpage numérique. La taille de trame est identique pour les proportions d'image 4:3 et 16:9, conduisant à des formats de pixels différents pour la vidéo plein écran et la vidéo écran large.

Avant la phase de compression DCT, le sous-échantillonnage de chrominance est appliqué à la source vidéo afin de réduire la quantité de données à compresser. Le DV de base utilise un sous-échantillonnage 4:1:1 dans sa variante 60 Hz et 4:2:0 en 50 Hz. La faible résolution couleur du DV (comparée à celle des formats digitaux haut de gamme) est l’une des raisons pour lesquelles ce format est parfois écarté dans les utilisations centrées sur la couleur, bien que des avancées dans les techniques et le logiciel basés sur la couleur rendirent possible des productions de qualité à partir de matériel DV.

L’audio peut être stockée dans l’un des deux formats: 16-bit stéréo PCM linéaire à 48 kHz d'échantillonnage (768 kbit/s par canal, soit 1,5 Mbit/s en stéréo), ou quatre canaux PCM linéaire 12-bit à un taux d'échantillonnage de 32 kHz (384 kbit/s par canal donc 1,5 Mbit/s pour quatre voies). En outre, la spécification DV prend également en charge l’audio 16-bits à 44,1 kHz (706 kbit/s par canal, 1,4 Mbit/s en stéréo), c’est-à-dire le même taux d'échantillonnage que pour les CD audio. Dans la pratique, le mode 48 kHz stéréo est utilisé presque exclusivement.

 

Format de l’interface digitale

Les données audio, vidéo et les métadonnées sont structurées en un format d’interface digitale (Digital Interface Format ou DIF) de blocs de 80 bites qui sont multiplexés dans une séquence de 150 blocs. Les blocs DIF représentent les unités de base du flux DV et peuvent être stockés dans des fichiers sous forme brute ou encapsulés dans des formats de fichiers tels que AVI, QuickTime et MXF. Une image vidéo est formée à partir de 10 ou 12 de ces séquences en fonction de la vitesse de balayage, ce qui se traduit par un débit de données d'environ 25 Mbit/s pour la vidéo, et un débit complémentaire de 1,5 Mbit/s pour l'audio. Lorsqu’elle est écrite sur la bande, chaque séquence correspond à une piste complète.

Le DV de base utilise de l’audio non verrouillé. Cela signifie que le son peut être désynchronisé de plus ou moins ? image par rapport à la vidéo. Cependant, c'est la dérive maximale de la synchronisation vidéo/audio, elle n'est pas cumulée tout au long de l'enregistrement.

Ici cassette DV-CAM , Cassette DVCPRO et cassette mini-DV

 

Variantes

Sony et Panasonic ont créé leurs versions propriétaires du DV, qui utilisent le même schéma de compression, mais améliorent la robustesse, les capacités de montage linéaire, le rendu des couleurs et la taille de trame.

Toutes les variantes de DV à l'exception des DVCPRO progressives sont enregistrées sur bande dans le flux vidéo entrelacé. Des débits d’image comme au cinéma sont possibles en utilisant la technique du PullDown (passage de 24 à 25images/s). DVCPRO HD prend en charge le format natif progressif lorsqu'il est enregistré sur carte mémoire P2.

DVCPRO

DVCPRO, également connu comme DVCPRO25, est une variante du DV développée par Panasonic et introduiet en 1995 pour utilisation dans la collecte électronique de nouvelles (dans le sens informations, electronic news gathering ou ENG).

Contrairement à la DV de base, DVCPRO utilise un audio verrouillé et un sous-échantillonnage de couleur 4:1:1 pour les 50 Hz et 60 Hz pour réduire les pertes de production. l’audio n'est disponible que dans la forme 16-bit/48 kHz.

Lorsque enregistrée sur cassette, DVCPRO utilise un pas de piste plus large - 18 µm contre 10 µm pour la DV de base, ce qui réduit les risques d'erreurs drop vidéo lorsque la vidéo est enregistrée sur cassette. Deux pistes supplémentaires longitudinales fournissent un indicateur audio et un contrôle de code temporel. La bande est déroulée 80% plus rapidement par rapport à la DV initiale, résultant en un temps d’enregistrement plus court. Le mode Long Play n'est pas disponible.

DVCAM

En 1996, Sony a répondu au DVCPRO avec sa propre version professionnelle du DV appelée DVCAM.

Comme DVCPRO, DVCAM utilise un audio verrouillé, ce qui empêche la dérive de synchronisation audio qui peut survenir en DV si plusieurs générations de copies sont faites.

Lorsque enregistrée sur cassette, DVCAM utilise un pas de piste de 15 µm, qui est 50% plus large par rapport aux valeurs initiales. En conséquence, la bande est déroulée 50% plus rapidement, ce qui réduit le temps d'enregistrement d’un tiers par rapport à DV. En raison de la piste plus large et du pas de piste plus grand, DVCAM a la capacité de réaliser une édition précise à l’image près, tandis que DV peut varier de quelques images sur chaque édition par rapport à l'aperçu.

DVCPRO50

DVCPRO50 a été présenté par Panasonic en 1997 pour utilisation dans l’ENG (recueil élecronique d’informations) et le cinéma numérique, et il est souvent décrit comme deux codecs DV travaillant en parallèle.

Le DVCPRO50 double le débit de données de la vidéo encodée, à 50 Mbit/s, durée d'enregistrement divisée par 2 par rapport au DVCPRO de base (DVCPRO25). La résolution couleur est améliorée en utilisant un échantillonnage couleur de 4:2:2.

DVCPRO50 est utilisé dans de nombreuses productions où la haute définition n'est pas nécessaire. Par exemple, la BBC a utilisé DVCPRO50 pour enregistrer des séries télé à gros budget, tels que Space Race (2005) et Ancient Rome: The Rise and Fall of an Empire (2006) (la Rome antique: Essor et Chute d’un Empire).

Un format similaire, D-9, proposé par JVC, utilise des vidéocassettes au même format que la VHS.

Des formats comparables chez Sony comprennent le Betacam numérique, lancé en 1993, et MPEG IMX, lancé en 2001.

DVCPRO progressive

DVCPRO progressive a été présentée par Panasonic pour la collecte des nouvelles (informations), le journalisme sportif et le cinéma numérique. Elle offre un enregistrement de 480 ou 576 lignes en balayage progressif avec sous-échantillonnage couleur 4:2:0 et quatre canaux audio 16-bit 48 kHz PCM. Comme HDV-SD, DVCPRO progressive a été conçue comme un format intermédiaire pour la période de transition de la définition standard à la vidéo haute définition.

Le format proposait six modes d'enregistrement et de lecture: 16:9 progressive (50 Mbit/s), 4:3 progressive (50 Mbit/s), 16:9 entrelacé (50 Mbit/s), 4:3 entrelacé (50 Mbit/s), 16:9 entrelacé (25 Mbit/s), 4:3 entrelacé (25 Mbit/s).

Le format a été remplacé par DVCPRO HD.

DVCPRO HD

DVCPRO HD, également connu sous le nom DVCPRO100 est un format de haute définition qui peut être vu comme quatre codecs DV fonctionnant en parallèle. Le débit de données vidéo dépend de la fréquence d'image et peut être aussi faible que 40 Mbit/s en mode 24 images/s et aussi élevé que 100 Mbit/s pour les modes 50/60 images/s. Comme DVCPRO50, DVCPRO HD utilise un échantillonnage couleur 4:2:2.

DVCPRO HD utilise une taille de trame plus petite que la télévision haute définition : 960x720 pixels pour 720p, 1280x1080 pour 1080/59.94i et 1440x1080 pour 1080/50i. Un échantillonnage horizontal similaire est utilisé dans de nombreux autres formats HD. Pour maintenir la compatibilité avec HDSDI, les équipements DVCPRO100 sur-échantillonnent la vidéo pendant la lecture.

Des débits d’images variables (de 4 à 60 images/s) sont disponibles sur les camescopes Varicam. L’ équipement DVCPRO HD est rétro-compatible avec les anciens formats DV/DVCPRO.

Lorsque enregistré sur cassette, DVCPRO HD utilise le même pas de piste de 18 µm que d'autres variantes DVCPRO. Une version Long Play, DVCPRO HD-LP, double la densité d'enregistrement à l'aide d’un pas de piste de 9 µm.

DVCPRO HD est codifié comme SMPTE 370M;  le format de bande DVCPRO HD est SMPTE 371M, et le format MXF Op-Atom utilisé pour DVCPRO HD sur cartes P2 est codé SMPTE 390M.

Bien que, techniquement, DVCPRO HD soit un descendant direct du DV, il est utilisé presque exclusivement par des professionnels. Les caméras à cassettes DVCPRO HD n'existent qu’en version Caméra d’épaule.

Un format similaire, D-9 HD, est proposé par JVC et utilise des vidéocassettes au même format que la VHS.

Le principal concurrent de DVCPRO HD est HDCAM, proposé par Sony. Il utilise un schéma de compression similaire, mais à un débit plus élevé.

Enregistrement en mode progressif

Les versions DV sur bande, sauf DVCPRO progressive, ne prennent pas en charge l'enregistrement progressif natif, donc la vidéo acquise progressivement est enregistrée dans un flux vidéo entrelacé utilisant la technique PullDown. La même technique est utilisée dans l'industrie de la télévision pour diffuser des films. Les camescopes DV à balayage progressif pour le marché du 60 Hz enregistrent la vidéo à 24 images/s en utilisant un pulldown 2-3, et la vidéo à 30 images/s en utilisant un pulldown 2-2. Les camescopes DV à balayage progressif pour le marché du 50 Hz enregistrent une vidéo à 25 images/s en utilisant un pulldown 2-2.

La vidéo progressive peut être enregistrée avec l’idée de produire de la vidéo entrelacée. Dans ce cas, de l'information à haute fréquence est mélangée entre les champs afin de supprimer le scintillement d’interligne. Si l'objectif est la distribution d’une vidéo à balayage progressif, telle que des vidéos sur le Web, un DVD-vidéo à balayage progressif ou un film, aucun filtrage n'est appliqué. La vidéo enregistrée avec un pulldown 2-2 et aucun filtrage vertical est conceptuellement identique à une trame segmentée progressive.

Les camescopes DV grand public capables d'enregistrer en vidéo progressive offrent généralement seulement un schéma pulldown 2-2 en raison de sa simplicité. Une telle vidéo peut être éditée soit en mode entrelacé, soit en mode progressif et ne nécessite pas de traitement supplémentaire autre que de traiter chaque paire de champs comme une trame complète. Canon et Panasonic appelent ce format «Frame Mode», tandis que Sony l'appelle « Enregistrement à Balayage Progressif». L'enregistrement à 24 images/s n’est disponible que sur les camescopes DV professionnels et exige le retrait du PullDown si l'édition à la fréquence native d’images est nécessaire.

DVCPRO HD prend en charge l'enregistrement progressif natif à 50 ou 60 images/s en mode 720p. Pour enregistrer de la vidéo acquise à 24, 25 ou 30 images/s, la répétition d’images est utilisé. La répétition d’images est similaire à la la répétition de champs utilisée dans la vidéo entrelacée, et est aussi appelé parfois Pulldown.

Supports d'enregistrement

Bandes magnétiques

DV a été initialement conçu pour l'enregistrement sur bande magnétique. La bande est intégrée dans des cassettes de quatre tailles différentes: petite, moyenne, grande et très grande taille. Toutes les cassettes DV utilisent une bande de ¼ de pouce (6,35 mm) de largeur.

Les petites cassettes, également connues comme cassettes S-size ou MiniDV, avaient été destinées à un usage amateur, mais ont aussi bien été acceptées dans des productions professionnelles. Les cassettes MiniDV sont utilisés pour l'enregistrement DV de base, DVCAM et HDV.

Les cassettes moyennes ou M-size sont utilisés dans l'équipement professionnel Panasonic et sont souvent appelées bandes DVCPRO. Les magnétoscopes Panasonic qui acceptent les cassettes moyennes peuvent lire et enregistrer des cassettes moyennes de différentes versions du format DVCPRO; ils liront également les petites cassettes contenant de l’enregistrement DV ou DVCAM, via un adaptateur.

Les grandes cassettes ou L-size sont acceptées par la plupart des enregistreurs de cassette DV autonomes et sont utilisées dans de nombreux camescopes d'épaule. La cassette L-size peut être utilisée aussi bien dans les matériels Sony que Panasonic; néanmoins, elles sont souvent appelées bandes DVCAM.
Les anciens modèles Sony ne liront pas les grandes cassettes avec des enregistrements DVCPRO, mais les modèles plus récents le peuvent.

Les cassettes extra-large ou XL-size ont été conçues pour être utilisées dans les équipements Panasonic et sont parfois appelées DVCPRO XL. Ces cassettes ne sont pas généralisées, seulement deux modèles de magnétoscopes Panasonic autonomes peuvent les accepter.

Techniquement, n'importe quelle cassette DV permet d'enregistrer n'importe quelle variante de vidéo DV. Néanmoins, les fabricants étiquettent souvent leurs cassettes avec l’indication DV, DVCAM, DVCPRO, DVCPRO 50 ou DVCPRO HD et indiquent le temps d’enregistrement en rapport avec l'étiquette utilisée. Les cassettes étiquetées DV indiquent la durée d'enregistrement du DV de base; une autre valeur peut indiquer la durée d'enregistrement du DV Long Play. Les cassettes étiquetées comme DVCPRO ont un volet jaune et indiquent la durée d'enregistrement lorsque DVCPRO25 est utilisé; avec DVCPRO50, la durée d'enregistrement est diminuée de moitié, avec DVCPRO HD, elle passe à un quart. Les cassettes étiquetées comme DVCPRO50 ont un volet bleu et indiquent la durée d'enregistrement pour DVCPRO50. Les cassettes étiquetées comme DVCPRO HD ont un volet rouge et indiquent la durée d'enregistrement pour le format DVCPRO HD-LP; une deuxième valeur peut être utilisée pour l'enregistrement DVCPRO HD, qui sera moitié moins long.

Panasonic conseillait l'utilisation d'une formule particulière de bande magnétique - Metal Particules (MP) - en tant que partie intégrante de sa famille de formats DVCPRO. Les cassettes DV ordinaires utilisent une formule Metal Evaporate (ME), qui fut pionnière pour l'utilisation dans les camescopes Hi8. Les premières cassettes Hi8 ME souffraient de décrochements vidéo (dropout) excessifs, ce qui a forcé de nombreux vidéastes à passer aux bandes MP plus chères.  Après l'amélioration de la technologie, le taux de décrochage a été considérablement réduit, néanmoins Panasonic considéra la formule ME insuffisamment robuste pour une utilisation professionnelle. Les camescopes Panasonic à cassettes n’utilisent pas de petites cassettes DV, empêchant de ce fait l'utilisation de bandes ME.

Les cassettes DV peuvent venir avec une mémoire intégrée à la cassette (MIC ou Memory In Cassette) à faible capacité de type EEPROM. En utilisant le protocole I²C, les caméras et les enregistreurs peuvent enregistrer toutes les données souhaitées sur cette puce, telles que liste du contenu, les heures et dates d'enregistrements, paramètres de la caméra ou index vidéo,  enregistrées chaque fois que le bouton d'enregistrement sur le camescope est pressé. La fonction MIC est optionnelle et n'est pas largement utilisée dans les équipements grand public. La plupart des bandes disponibles pour les consommateurs n’intègrent pas la puce MIC. Quasiment tous les enregistreurs et camescopes intègrent le matériel nécessaire à lire et à écrire sur la MIC, mais le micro-logiciel n’a pas toujours le code pour réaliser effectivement cette tâche.

Les médias basés sur des fichiers

Avec la prolifération de l'enregistrement vidéo sans bande, la vidéo DV peut être enregistrée sur des disques optiques, des cartes mémoire Flash et des disques durs. En particulier :

 

Utilisation

Le DV a permis aux cinéastes de produire des films à moindre coût, et est devenu fortement associé avec le film indépendant et le «journalisme citoyen» (journalisme réalisé par le grand public).

La haute qualité des images DV, surtout lorsqu'on les compare à Video8 et Hi8 qui étaient sensibles à une quantité inacceptable de décrochages vidéo, accéléra l'acceptation par les grandes chaînes du matériel de tournage en DV. Les faibles coûts de l'équipement DV et sa facilité d'utilisation mirent de telles caméras dans les mains d'une nouvelle race de vidéo-journalistes. Des programmes tels que Trauma: Life in the E.R.  (TLC) et  24/7 (Hopkins, ABC News) ont été tournés en DV.

Des journalistes professionnels de la télévision tels que Anderson Cooper et Katie Couric semblent tourner certaines de leurs histoires eux-mêmes.

DVCPRO HD est devenue la norme de haute définition préférée de la BBC. Ce format sera remplacé par AVC-intra quand il deviendra viable.