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TELEVISION NUMERIQUE

Une norme très importante de l’UIT fête son 25e anniversaire

La Recommandation 601, moteur de la télévision numérique dans le monde

 

Contribution de David Wood.

M. Wood est responsable du Département «Nouvelles technologies» à l’Union européenne de radio-télévision (Genève) et ex-président du GTI 11/4 du CCIR, Groupe de travail 11A de l’UIT–R

UIT

De nos jours, des centaines de millions de postes de télévision numérique dans le monde fonctionnent grâce à une Recommandation de l’UIT qui fête son 25e anniversaire cette année. La télévision analogique cessera d’exister au niveau mondial au cours des dix prochaines années et, en fin de compte, les images que regarderont les 4 à 5 milliards de téléspectateurs reposent sur la technologie préconisée dans cette Recommandation. La Recommandation 601 a servi de trait d’union entre le monde analogique et le monde numérique et a été à la fois le document technique le plus souvent cité et utilisé de l’histoire de la télévision.

Le Secteur des radiocommunications de l’UIT (UIT–R), tout comme son prédecesseur, le Comité consultatif des radiocommunications (connu sous son sigle français, CCIR), a pour mission de faciliter le développement de la télévision numérique. A l’automne 1981, la Commission d’études 11 du CCIR a approuvé un document décrivant les valeurs des paramètres applicables à un format vidéonumérique. En février 1982, l’Assemblée plénière du CCIR a approuvé ce document, le projet de Recommandation AA/11 intitulé «Paramètres de codage de télévision numérique pour studios». Ce projet est devenu par la suite la Recommandation UIT–R BT.601. J’ai eu, quant à moi, le privilège de présider le groupe de rédaction qui a élaboré ladite Recommandation il y a 25 ans et j’ai pris part aux négociations internationales qui ont conduit à son adoption par le CCIR.

La Recommandation 601 (comme elle est souvent appelée), qui en est maintenant à sa sixième version (UIT–R BT. 601-6) s’intitule «Paramètres de codage en studio de la télévision numérique pour des formats standard d’image 4:3 (normalisé) et 16:9 (écran panoramique). Cette Recommandation sert de base non seulement pour la vidéo de qualité normale mais aussi pour des formats de plus haute qualité de 720p, 1080i et 1080p, à telle enseigne que son application continuera de s’étendre dans l’avenir.

Les débuts de la télévision numérique


Miranda Technologies


 

Les premières expériences menées dans le domaine de la technologie numérique appliquée à la télévision pendant les années 70 visaient à utiliser le signal analogique composite existant, de type PAL, SECAM ou NTSC, pour en établir des versions numériques. Cette technique était connue sous l’appellation de «codage composite numérique».

Un autre paramètre technique important a été le choix de la «fréquence d’échantillonnage» ou fréquence à laquelle le signal analogique est examiné et converti en chiffres numériques. Toutefois, il était impossible de trouver une seule et même fréquence d’échantillonnage susceptible de convenir à la fois aux signaux PAL, SECAM et NTSC en raison du mode d’élaboration de ces systèmes. L’application de la technique du codage composite numérique aurait entraîné l’utilisation de systèmes de production de télévision numérique différents dans les différentes régions du monde et, en fin de compte, l’application de normes de radiodiffusion numérique différentes.

 


Miranda Technologies

 


Philips

Une première étape décisive a été franchie en Europe en 1979 avec l’accord visant à utiliser un seul système numérique, le «codage numérique des composantes» pour le PAL et le SECAM. Cet accord a été le fruit de discussions entre les fabricants d’équipements pour studio et les radiodiffuseurs avec, à la clé, un accord conclu pendant une réunion organisée dans le cadre du Symposium international de télévision de Montreux (Suisse). Dans la technique du codage numérique des composantes, les différentes composantes de l’image de télévision, les signaux de «luminance» et de «différence de couleur» sont traités séparément et non ensemble comme c’est le cas dans le «codage composite numérique». L’un des plus grands défenseurs du codage numérique des composantes était Chris Clarke de la British Broadcasting Corporation.

Dans un premier temps, les communautés PAL et SECAM proposaient un seul système à codage numérique des composantes avec une fréquence d’échantillonnage de 12 MHz pour le signal de luminance (Y) et de 4 MHz pour chacun des deux signaux de différence de couleur (U et V), mais les pays favorables au système NTSC devaient encore se prononcer sur une norme de production numérique. L’un des précurseurs, Joseph Flaherty de CBS, a fait preuve de clairvoyance en reconnaissant les avantages qui résulteraient non seulement d’une alliance des normes PAL et SECAM au sein d’un seul et même système mais aussi de l’adoption du codage numérique des composantes par la communauté NTSC. Toutefois, s’agissant de l’adoption d’un tel système, les Etats-Unis et le Canada préféraient une fréquence d’échantillonnage plus élevée, de 14,3 MHz (Y) et de 7,15 MHz (U, V). Il est vite apparu évident que seul un compromis entre les deux parties permettrait de déboucher sur un accord.

Le nombre magique

Un certain nombre de facteurs influaient sur le choix d’une fréquence d’échantillonnage à l’échelle mondiale: la qualité de l’image devait être suffisamment bonne («transparence de la qualité avec la source») et le signal numérique devait pouvoir résister aux différents processus de postproduction de la télévision («marge de qualité pour le post-traitement»). De plus, ce choix devait convenir aux deux structures différentes adoptées dans le monde pour les images de télévision: le système à 525 lignes avec 60 trames par seconde (525/60) et le système à 625 lignes avec 50 trames par seconde (625/50). Le critère de la transparence de la qualité semblait pouvoir être satisfait avec une fréquence d’échantillonnage égale ou supérieure à 12 MHz, alors que la réalisation du second objectif — à savoir, la marge de qualité pour le post-traitement — nécessitait une fréquence d’échantillonnage égale ou supérieure à 13 MHz. Pour les communautés PAL et SECAM, le nombre devait être aussi proche que possible de 13 MHz.

Plusieurs personnes ont cherché à résoudre ce problème et nombreux sont ceux qui ont suggéré la même idée: le nombre magique était 13,5 MHz. Le premier à avoir proposé et défendu cette valeur était Stanley Baron de NBC. Parmi toutes les fréquences d’échantillonnage possibles pour le signal de luminance, la fréquence de 13,5 MHz possède une propriété unique en son genre: c’est un multiple commun des fréquences de ligne des structures de balayage à 525/60 et 625/50. Autrement dit, la structure d’échantillonnage est «stationnaire» et «orthogonale» dans les deux cas et il est possible de faire en sorte que les deux systèmes comportent un autre élément commun: le même nombre d’échantillons par ligne active. Par conséquent, la meilleure combinaison possible, tant sur le plan de la commodité, de la qualité ou du post-traitement était donc: 13,5 MHz (Y) et 6,75 MHz (U, V).

En réalité, il est très important de souligner que la fréquence d’échantillonnage choisie ne favorisait pas un camp plutôt qu’un autre et cette fréquence a d’ailleurs été adoptée successivement par les différentes unions de radiotélévision. La dernière pièce de l’édifice a été mise en place en 1982 lors d’une réunion de la Commission d’études 11 du CCIR lorsqu’un participant japonais, Y. Tadokoro de la société NHK, a annoncé que son pays pouvait accepter la fréquence de 13,5 MHz. Il a déclaré avoir travaillé d’arrache-pied avec son équipe pour analyser en laboratoire des fréquences d’échantillonnage en un temps incroyablement court afin de permettre au Japon de donner son accord.

Saisir l’occasion qui se présente

L’accord conclu par le CCIR marquait l’aboutissement d’efforts considérables déployés par de nombreux participants. Des essais en laboratoire sur les valeurs des paramètres ont été réalisés dans de nombreuses parties du monde et de nombreux déplacements ont été effectués, par moi-même et par d’autres, afin d’expliquer en profondeur les raisons pour lesquelles les valeurs proposées constituaient le meilleur compromis. Le nombre de personnes ayant contribué à ce succès est tellement grand qu’il serait impossible pour moi d’en fournir une liste exhaustive. Au risque de les froisser si je ne mentionne que quelques noms, je citerais néanmoins Richard Green, qui a dirigé l’équipe des Etats-Unis, mais aussi le regretté Howard Jones et Jacques Sabatier, qui représentaient l’Europe. De plus, je ne peux omettre de rendre hommage au formidable Président de la Commission d’études 11 du CCIR, Mark Krivocheev, qui a tant fait pour assurer le succès du projet. Enfin, il convient de féliciter ceux qui travaillent en coulisses à l’UIT, à savoir le secrétariat. Conclure un accord n’a pas été chose facile: il a fallu en effet s’appuyer sur une préparation très rigoureuse et faire preuve d’une grande impartialité tout au long du processus.

Compte tenu de l’importance que revêt la Recommandation 601, l’UIT s’est vu décerner, en 1983, un «Emmy» pour l’élaboration d’une norme internationale commune sur la télévision numérique.

Le prix «Technology and Engineering Emmy", qui a été accordé par l’Académie nationale des arts et des sciences de la télévision, des Etats-Unis, récompense des réalisations exceptionnelles dans ces domaines.

L’élaboration de la Recommandation 601 il y a vingt-cinq ans s’est caractérisée par l’obtention d’un bon résultat, au moment opportun et d’une manière adéquate. Grâce à un travail sans relâche et à une coopération de tous les instants, nous avons pu saisir l’occasion qui se présentait et contribuer à l’élaboration d’un système commun de télévision numérique à l’échelle planétaire.
Mark Krivocheev, alors président de la Commission d’études 11 du CCIR

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Date de création : 2024-09-23