FICHIERS SON ET VIDEO

FICHIERS SONS

Qualités d’un son

Les qualités d’un son sont : sa fréquence, son volume et son timbre.

· La fréquence traduit le nombre de vibrations par seconde. Elle se mesure en hertz (Hz). Un son de petite fréquence est dit grave ; quand sa fréquence est élevée il est dit aigu. Entre les deux, le son est dit medium.

L’être humain n’entend que les sons ayant des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Cette bande de fréquence est dite bande audible.

· Le volume traduit l'intensité avec laquelle est émise l'onde correspondante à ce son. Elle est mesurée en décibels (dB).

· Le timbre donne des sensations auditives différentes suivant l'instrument ou la voix qui est à l'origine de ce son. En outre, il permet de connaitre la personne qui parle ou l’instrument qui est joué.

Types de sons :

· son stéréophonique c'est-à-dire composé de deux pistes, le nombre de voies est 2.

· Son monophonique, c’est-à-dire composé d'une seule piste, le nombre de voies est 1

Remarques :

i- La voix, la musique et la chanson sont des mixages de plusieurs sons.

ii-L ‘enregistrement et la lecture sont faits sur des supports magnétiques ou optiques. Le son est donc analogique (Il se présente sous forme d’onde).

Numérisation d’un son

La numérisation du son est basée sur la notion d'échantillonnage. Elle consiste à réaliser des mesures de ce son à intervalles de temps égaux pendant une unité de temps. Plus le nombre est grand, meilleure est la qualité du son rendu. La fréquence d’échantillonnage est mesurée en kHz.

La plage de mesure qu'on adopte est, elle aussi, importante et se traduit par le nombre de bits par échantillon. Cette caractéristique s'appelle la résolution du son. Une résolution plus grande permet d’apporter plus de fidélité au et précision au son reproduit.

Caractéristiques d’un son numérique :

-sa fréquence d’échantillonnage

-sa résolution

-son type : monophonique ou stéréophonique

Poids des fichiers son

Taille

La taille ou poids du fichier son est donnée par la formule :

Taille du fichier son = (Nombre de bit par échantillon) x (Nombre d’échantillon/s) x (durée) x nombre de voies : 8 (en octet)

= (Résolution) x (fréquences d’échantillonnage) x durée x nombre de voies : 8 (en octet)

Exemple : Calculons en Mo, la taille d’une minute de musique stéréo échantillonnée à 44,1 Khz et donc le Nombre de bit par échantillon est 16 Bits.

Taille du son =

· 16 x 44000 x 60 x 2 = 84448000 Bits

· 8448000 :8 = 10560000 Octets

· 10584000 :1024 :1024 = 10,07 Mo

Débit

Le débit la taille du fichier par rapport à la durée du son en kbit/s

Débit =

Matériels du son

En plus du microordinateur, il faut ajouter :

· Des outils d’acquisition : microphone

· Des outils de restitution : haut-parleurs.

· Une carte son performante

Logiciels de son

-Audacity

-Virtual DJ

Les formats d’enregistrement

Le format WAV

Le format WAV le plus connu est celui associé au système d’exploitation Windows. Les fichiers sons enregistrés sous ce format portent l’extension .wav (Waveform Audio File). Ce format est caractérisé par des fichiers très lourds. D’après les calculs précédents, une minute de musique stéréo échantillonnée à 44kHz occupera environ 10Mo d’espace disque. L’idée est de compresser ces fichiers sons sans trop perdre sur la qualité pour réduire le poids.

Le format MP3

Le format MP3 (MPEG Audio Layer 3) est un format compressé très utilisé aujourd’hui. C’est fût une révolution dans le domaine de la musique.

Le format MIDI

Le format MIDI (Musical Instrument Digital Interface) est généré par des applications permettant à l’ordinateur de créer la musique voulue sur l’instrument auquel il est branché. Retenons que les fichiers MIDI ont un poids relativement faible.

N.B. Il existe d’autres formats du son dont le format VOC, le format AUD, etc

FICHIERS VIDEO

Définitions et matériels

Une séquence vidéo est composée d'un ensemble d'images successives auquel est accolé un son.

La projection ou la lecture d'une séquence vidéo avec une certaine vitesse, produit un effet de continuité. Cette vitesse est de 24 images par seconde. Dès que la vitesse devient inferieure à cette valeur, l’aspect saccadé se fait sentir.

La vidéo passe aussi au numérique à travers l’exploitation des outils informatiques utilisés dans ce domaine :

· Carte d’acquisition numérique pour capturer la vidéo.

· Port rapide sur lequel on branche la source vidéo : port USB 2 ; port IEE 1394 ou aussi appelé FireWire ou ilink. Le débit de transfert de données via ces ports est relativement élevé et avoisine les 400 Mb par seconde.

Les sources vidéo sont :

· Les caméscopes analogiques ou numériques,

· Les tuners des téléviseurs ou des cartes satellites etc.

NB : Les fichiers vidéo sont plus lourds en taille que les fichiers son. Il faut une machine performante avec assez de mémoire vive pour les traitements et suffisamment de mémoires auxiliaires pour les sauvegardes.

Les formats vidéo et les codecs

Les codecs

Comme les séquences vidéo consomment énormément de mémoire. Il est souvent nécessaire de trouver des moyens de compresser les fichiers vidéo sans compromettre la qualité du film. Ces moyens sont appelés les codecs. Codec est l'acronyme de codeur- décodeur. Il est basé sur un algorithme de compression et de décompression. Cet algorithme compresse la séquence au moment de son enregistrement pour occuper moins d'espace et décompresse le fichier associé au moment de sa lecture pour retrouver la séquence. Il existe un grand nombre de codecs.

Les codecs les plus utilisés sont :

-H264

-AVC

Les techniques de compression du flux de données numériques sont principalement basées sur le fait qu'une image contient beaucoup d'informations redondantes (répétitives).

La compression consiste à identifier ces redondances et à les éliminer. Selon les critères de choix de la redondance et la précision avec laquelle elle est déterminée, la compression produira une image plus ou moins proche de l'originale.

Les formats vidéo

Il existe plusieurs normes de compression, nous citons :

Les extensions les plus fréquentes des fichiers vidéo sont :

- AVI (plusieurs codecs sont associés à ces extensions, on y retrouve les fichiers vidéo de Windows ainsi que les fichiers compressés en DivX),

- MPEG,

- MOV

- MP4 etc

Poids d’une vidéo

Le poids d’une vidéo dépend de son débit d’encodage et de sa durée.

Poids=Débit d’encodage (kbps) x Durée (s) : 8 (en Ko)

Lorsqu’une vidéo est encodée à plusieurs dédits, le poids total qu’occuperont ses différentes versions correspond au poids d’une vidéo dont le débit serait la somme des débits disponibles.

Montage vidéo

Définition

Le montage vidéo est une opération qui consiste à sélectionner des séquences d’images préenregistrées en vidéo et à les assembler en une suite cohérente ou sous forme d’expression artistique.

Applications 

Le montage vidéo est l’une des étapes de post-production pour la réalisation de documentaires, téléfilms, reportages, clips vidéo films d’animation etc.

Logiciels 

Il existe plusieurs types de logiciel pouvant permettre le montage des photos. On peut citer entre autre, Windows Movie Maker, Photorécit 3, etc. La procédure de montage de photos est presque identique pour tous ces logiciels.

EXERCICES

CONTROLE DES CONNAISSANCES

1) Donner trois caractéristiques différentes d’un son

2) Citer le nom d’un logiciel de traitement du son

3) Quelle est la différence entre un son mono et un son stéréo ?

4) Comment peut-on réduire la taille d’un fichier multimédia ?

5) Un son de petite fréquence est dit : Aigu, Médium ou Grave ?

6) Donner trois formats vidéo.

7) Citer le nom d’un logiciel de traitement de la vidéo.

8) Pourquoi doit-on compresser les fichiers vidéo au moment de l’enregistrement ?

9) Citer quelques outils d’acquisition de la vidéo.

10) Le fichier vidéo est plus lourd qu’un fichier son. VRAI ou FAUX ?

EXERCICE I :
1) Définir : Echantillonnage,

2) Combien d’espace prend une minute d’audio mono au format .wav(16 bits, 44,1 Khz) sur un disque dur ?

Taille (en bits) = ……….

Taille (en Mo) = ………..

3) Citer les moyens d’acquisition d’un son.

4) Quel est l’avantage du format « .wav» ?

EXERCICE II :

Soit un fichier son « musique.wav » dont :

Fréquence d’échantillonnage= 44100 HZ Nombre de voies= 2

Nombre de bits par échantillon= 16 bit Durée= 5 min

1) Quels sont les caractéristiques numériques du son ?

2) Donner la formule qui permet de calculer la taille d’un fichier son.

3) Calculer la taille du fichier « musique.wav » exprimé en Mo.

4) Si on augmente la fréquence, la taille de fichier augmente, oui ou non ?

5) Si on diminue le volume, la taille de fichier sera modifiée, oui ou non ?

6) Comment appelle-t-on l’opération qui consiste à réduire la taille d’un fichier son.

7) Soit le taux de compression= 40%, calculer la nouvelle taille du fichier son.

EXERCICE III :
Soient les données suivantes :
-Taux d’échantillonnage : 44100 Hz,
-Codage : 16 bits,
-Durée : 25 secondes,
1-Calculer le poids en octets du son mono et du son stéréo correspondant aux données ci-dessus
2-Calculer le débit de ce son.

EXERCICE IV :

1. Définir : son monophonique

2. Faire correspondre la nature des fichiers

	Son non compressé	Son compressé
Anonyme.mp3
Decouverte.wav
Avenir.mid

EXERCICE V:

On donne la liste suivante d’extensions de fichiers : GIF , BMP , WAV , JPG , TIF , PNG , MP4,AVI,DOC ,TXT, MP3.A partir de cette liste, mettez dans chaque colonne du tableau ci-dessous les extensions habituellement utilisées pour les 3 types des fichiers suivants :

Types de fichiers	Texte	Image	Son	Vidéo
Extensions

EXERCICE VI: Vidéo numérique

1) Donner trois caractéristiques d’une séquence vidéo.

2) Citer quatre sources possibles d’acquisition d’une séquence vidéo.

3) Qu’est-ce que le montage vidéo ?

4) Citer deux exemples de logiciels de montage ?

EXERCICE VII :

On veut enregistrer un film de 10 mn. En général, un film est une séquence d’image de définition de 350x300 pixels, environ 25 images/seconde.

1. Avec quel taux de compression pourra-t-on enregistrer ce film sur un disque de 256 Mo.

On donne : Profondeur de codage :24 bits

2-Un livre numérique dans un disque dur contient 500 pages de 80 lignes de 100 caractères chacune (ponctuations et blancs compris). Quelle est la taille de ce fichier 

NB : Un caractère occupe un octet.

CORRIGES

CONTROLE DE CONNAISSANCES

1- Amplitude, fréquence et timbre.

2) Logiciel de traitement de son : autodacy, adobe audition, AVSaudio…

3) Un son mono enregistré sur une seule piste (voie) alors qu’un son stéréo est sur deux pistes.

4) Il faut le compresser

5) Un son de petite fréquence est dit Grave. 

6) Trois formats vidéo.

-MP4 (ou MPEG-4)

-AVI(Audio Vidéo lnterleave

- MOV(QuickTime Movies)

7) Windows Movies Maker.

8) Pour qu’ils occupent moins d’espace car les fichiers vidéo sont lourds et se chargent lentement.

9) Outils d’acquisition de la vidéo :

-Caméscope

-Carte d’acquisition numérique.

10). VRAI

EXERCICE I :
1) C’est la mesure du son à intervalles de temps égaux pendant une unité de temps.

2) Taille =résolution x fréquence x durée x Nombre de voies/8

Taille (en bIts) = 16x44100x60x1=42336000bits :8=5292000 octets

Taille (en Mo) = 42336000bits :8=5292000 octets :1024=5168 ko :1024=5,04Mo

3) Moyen d’acquisition d’un son : microphone.

4) Avantage du format « .wav» : Non compressé donc sans pertes.

EXERCICE II :

1. Fréquence d’échantillonnage, résolution et poids.

2. Taille=résolution x fréquence x durée x Nombre de voies/8

3. Taille=16x44100x300x2=42336000bits :8= 52920000octets :1024 :1024=50,47Mo

4. Oui

5. Non

6. Compression

7. Taille compressée= taille initiale x taux de compression=50,46*40 :100=20,184

Taille finale= taille initiale -taille compressée= 50,46-20,184=30,26 Mo

NB : Taux de compression = (taille initiale-taille finale) x100/ taille initiale

EXERCICE III :

1-Poids= Taille=résolution x fréquence x durée x Nombre de voies/8

=16*44100*25*1/8=2205000 octets pour un son mono

Poids= Taille=résolution x fréquence x durée x Nombre de voies/8

=16*44100*25*2/8= 4410000 octets pour un son stéréo

2-Débit =Taille/durée

=2205000 :25=88200 octet/s pour le son mono

=88200*2=176400octet/s pour le son stéréo

EXERCICE IV :

1. Son monophonique : sensation auditive perceptible à l’ouïe enregistrée et diffusée sous un seul canal

2. La résolution de l’image est définie par le nombre de pixels par unité de surface

3.

	Son non compressé	Son compressé
Anonyme.mp3		ü
Decouverte.wav	ü
Avenir.mid		ü

EXRECICE V : On donne la liste suivante d’extensions de fichiers : GIF , BMP , WAV , MP4, AVI,JPG , TIF , PNG , DOC , TXT, MP3.

Types de fichiers	Texte	Image	Son	Vidéo
Extensions	.txt , .doc	.gif , .bmp , .jpg , .tif , .png	.wav , .mp3	MP4,AVI

EXERCICE VI:

1) Vitesse, débit, codec utilisé.

2)Quant aux sources vidéo, citons par exemple les caméscopes analogiques ou
numériques, les tuners des téléviseurs ou des cartes satellites etc

3) Le montage vidéo est une opération qui consiste à sélectionner des séquences d’images préenregistrées en vidéo et à les assembler en une suite cohérente ou sous forme d’expression artistique.

4) Windows Movie Maker, Photorécit 3.

EXERCICE VII :

1-Taille d’une image : 350 * 300 * 24 bits :8=315000octets

Débit d’encodage=315000*25=7875000octets/s

Taille d’un film : 7875000* 10 *60=4725000000octets :1024 :1024=4506,11Mo

Taux de compression (%)=4506,11-256 :4506,11=0,94 soit 94%

2- Un caractère occupe un octet donc 80 * 100 * 500=4000000 octets :1024 :1024=3,81Mo