Le balayage progressif pour une image encore plus fine

Tags : Haute définition, meilleure stabilité, meilleure stabilité, redondants, redondants, rétinienne

Publié le 4 octobre 2004 Par Pierre Bonvoisin et Clément Joubert avec Cnet.com, CNET France

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Mise à jour le 21 mars 2006 - Apparu sur les lecteurs DVD de haut de gamme, démocratisé avec les écrans plats, le balayage progressif permet d'améliorer sensiblement la qualité des images diffusées sur un grand écran. Même si tous les standards de la télévision haute définition (TVHD) n'y ont pas recours, cette technologie semble vouée à un brillant avenir.

 Comment ça marche ?

Pour bien comprendre de quoi il s’agit, penchons-nous sur le bon vieux téléviseur à tube qui traîne peut-être encore dans votre salon. Avec un tube cathodique traditionnel, le faisceau d’électrons qui recrée l’image utilise un balayage alterné ou "entrelacé" pour reconstituer l’image. En clair, cette dernière est affichée en deux temps, en deux demi-images appelées "trames" : la première est constituée des lignes impaires (premier balayage), la deuxième étant constituée des lignes paires (deuxième balayage). Chaque balayage se produit 25 fois par seconde en Europe et 30 fois en Amérique ou au Japon, soit un total de 50 ou 60 balayages chaque seconde. Un rythme si rapide que la plus part des yeux ne font la différence du fait de la persistance rétinienne. Le résultat perçu est une image uniforme au lieu des deux moitiés d’image affichées réellement.

 

Avec le balayage progressif appelé Progressive Scan en anglais, chaque image est affichée en une seule fois, en son intégralité, 50 à 60 fois par seconde. Le nombre de lignes visibles à l’écran à un instant donné est donc doublé. Cette technologie est apparue massivement dans la vidéo projection et les écrans numériques (plasma, LCD) pour lesquels on ne pouvait qu’afficher en une fois l’intégralité de l’image.

 

En progressif, les lignes qui composent l’image d’un tube cathodique sont beaucoup moins visibles. L’œil perçoit des affichages complets, au lieu de moitiés, ce qui confère à l’image une impression de finesse, de densité supérieure ainsi que meilleure stabilité et fluidité également.

En contrepartie, votre téléviseur à tube doit "balayer" l’image deux fois plus, donc deux fois plus vite que précédemment, puisqu’il y a deux fois plus de lignes à afficher. Le surcoût d’une telle technologie lors de la fabrication des tubes justifie en grande partie la non-démocratisation de cette technologie, et que peu de téléviseurs acceptent les signaux progressifs.

 Le balayage progressif et la TVHD

Les véritables signaux TVHD peuvent être enregistrés dans deux formats différents. Il y a d’abord le 720p, pour lequel 720 lignes sont affichées en "p" comme progressif : l’image est constituée de 25 ou 30 images complètes et distinctes par seconde. Comparé aux 576 lignes de la définition standard européenne (PAL) et aux 480 lignes du standard américano-japonais (NTSC), le gain est déjà notable.

On trouve ensuite le 1080i pour lequel 1080 lignes sont "i" comme interlaced en anglais ou entrelacé en français. Dans ce cas, on affiche 50 à 60 moitiés d'images différentes par seconde.

Affichée en deux fois, l’image 1080i donne une impression de définition équivalente au 720p malgré une quantité d’informations visuelles pourtant double. C’est dire l’importance du balayage progressif !

Quasiment tous les téléviseurs haute définition peuvent reproduire des images à balayage progressif, que ce soit les écran à plasma, les LCD ou les vidéoprojecteurs. Sur tous ces diffuseurs vidéo, l’image est reconstituée en une seule fois, 50 à 60 fois par seconde. Ce qui dégage une impression de stabilité lors des mouvements : on ne passe pas de la demi-image précédente à la suivante, puis à l’autre moitié de l’image, mais directement à une image nouvelle et complète. Les artefacts visibles sous la forme de traits horizontaux parasites disparaissent, les détails sont également plus visibles.

 Le balayage progressif et le DVD

Si le balayage progressif constitue un atout pour la TVHD, il l’est déjà depuis un certain temps pour les lecteurs de DVD de salon. Presque tous sont capables de fournir un signal progressif. Diffusé par les sorties vidéo de qualité (composante YUV ou numérique HDMI), il ne peut être affiché que par des diffuseurs vidéo compatibles : écran plasma, LCD, vidéoprojecteurs et quelques rares téléviseurs à tube de dernière génération. Pour les anciens postes analogiques, point de salut en raison des fréquences de balayage horizontal trop élevées (31,5 kHz) de ces lecteurs.

Dans le cas d’un lecteur de DVD, le mode "progressive scan" se double d’une fonction particulièrement utile aux cinéphiles : le circuit d'ajustement 24 images appelé dans le jargon technique "2:2 pulldown" pour les signaux PAL ou "3:2 pulldown" pour les signaux NTSC.

Pour comprendre de quoi il s’agit, il faut préciser que les images destinées à la vidéo (émissions de télé, concerts, reportages, …) sont réalisées à la cadence de 50 à 60 demi-images distinctes par seconde, contrairement à celles du cinéma qui sont filmées à exactement 24 images par seconde. Les circuits "3:2 et 2:2 pull down" qui équipe les lecteurs de DVD à sortie progressive sont capables de faire la différence entre les deux natures de signaux (vidéo et cinéma) pour adapter l’affichage de manière optimale. Pour de la vidéo, il va calculer les informations manquantes pour recréer 50 ou 60 véritables images à partir des 50 ou 60 trames d’origine. Pour du cinéma, il va reconstituer les 24 images en éliminant les morceaux d’image redondants.

Un excellent exemple d'irrégularités visuelles dues à l’entrelacement se manifeste sur les travellings, ces longs mouvements de caméra panoramiques. Si vous regardez une scène avec de nombreux travellings sur un téléviseur sans ajustement "2:2 ou 3:2 pulldown", avec un lecteur de DVD classique à balayage entrelacé, vous verrez ces artefacts horizontaux, ces saccades courir le long des objets verticaux (poteaux, humains, etc.) se déplaçant horizontalement.

Une autre raison majeure explique pourquoi les lecteurs de DVD à balayage progressif offrent des images de nettement meilleure qualité : ils travaillent l’image avant même de la transmettre au diffuseur vidéo, prenant tout le temps qui nécessaire pour détecter le type d’image à désentrelacer et avec quelle méthode. Désentrelacer dans le diffuseur vidéo lui-même ne laisse pas autant de temps – l’image aurait alors du retard sur le son.