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CRYPTOGRAPHIE APPLIQUEE A LA TELEVISION A PEAGE
GENERALITES SUR LA TELEVISION NUMERIQUE
Introduction
Avec l’avènement de la télévision numérique, l’environnement technologique n’a cessé d’évoluer, à commencer par le traitement des images en flux de données numériques. Ces flux contiennent un énorme volume de données et avant d’être envoyés, ils demandent à être compressés. C’est cette compression qui permet, en relation avec le fractionnement en échantillons des informations sonores et visuelles, de former des multiplexes composés de différents programmes et services. Une transmission “multiplex” passe par un canal. Dans ce premier chapitre, nous verrons quelques mots clés importants à définir. Ensuite les concepts de la télévision numérique comme la compression, le multiplexage. Enfin il sera question ici les contextes techniques, de différents modes de diffusions de la norme Européenne DVB (Digital Video Broadcast), le canal hertzien terrestre traditionnel, le câble dans les grandes villes, le satellite et le réseau Internet, notamment grâce à l’avènement de l’ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) [1].
Définitions
Télévision
Le terme télévision vient du mot grec; télé: loin plus vision regroupe l’ensemble des technologies, techniques et métiers destinés à produire, diffuser, recevoir des programmes (émissions, films et spots publicitaires) comprenant du son et de l’image. La transmission de ces programmes peut se faire par ondes radioélectriques ou par réseau câblé. Ils sont reçus et transcrits sur un poste récepteur appelé téléviseur.
Numérique
Le numérique c’est un code ou un langage composé d’une suite de 0 et de 1. On qualifie de numériques les appareils (scanners, appareils photo, caméscopes, écrans, ordinateurs.) qui peuvent comprendre et traiter ce langage. Pour ce faire, on les dote de logiciels qui servent de traducteurs. Le numérique permet ainsi de traiter des données (images, textes, vidéos).
Télévision numérique
Donc la télévision numérique c’est une forme de télécommunication assurant la transmission des signaux vidéo, audio et données dans lesquels ils sont numérises, avant d’être diffusés via les ondes électromagnétiques.
Concepts
Normalement, avec la diffusion hertzienne analogique, l’image et le son enregistré par la caméra sont numérisés et on parle communément d’image et de son numérique. En revanche ils sont diffusés sous forme analogique et nos téléviseurs reçoivent des données analogiques. Avec la télévision numérique, les programmes sont toujours fabriqués de la même façon. En revanche ils sont diffusés sous forme numérique. Et nos téléviseurs doivent s’adapter pour recevoir et traiter des données numériques. Mais avant cela, voyons le système analogique : l’image à diffuser, c’est de la lumière qui est transformée en signaux électriques par la caméra, ce qui génère un signal vidéo qui est caractérisé par sa fréquence (nombre d’oscillation par seconde). A chaque nouvelle image, on obtient un nouveau signal. Pour diffuser les images, il faut faire voyager ces signaux en les plaçant sur une onde porteuse. C’est une onde électromagnétique à fréquence très élevée et bien régulière. Elle est générée par un courant électrique produit par l’émetteur. Quand on y ajoute le signal vidéo, l’onde porteuse se met à moduler au rythme du signal vidéo. Le tour est joué, les signaux voyagent sur l’onde porteuse. En fait une chaîne pour émettre un programme n’utilise pas une onde porteuse mais plusieurs réparties sur une fréquence de 8Mhz [1] [2]. Figure 1.01 : Chaîne d’émission analogique Chaque chaîne émet sur sa propre plage et l’antenne râteau les reçoit toutes en même temps. 4 Toutes les ondes porteuses arrivent sur l’antenne sous forme de signaux électriques qui modulent. Ces signaux pénètrent dans le téléviseur et sont canalisés vers le tuner. C’est lui qui va effectuer la sélection du programme (filtre qui sélectionne la plage de fréquence utilisée par le programme souhaitée). Mais pour obtenir l’image, il faut récupérer le signal produit par la caméra, qui lui est encore mélangé à la porteuse qui module. Donc étape suivante, le démodulateur qui sépare l’onde porteuse du signal vidéo, qui lui est envoyé sur le canon à électron, et celui correspondant au son envoyé aux hauts parleurs. Figure 1.02 : Chaîne de réception analogique Revenons sur le concept numérique, les modifications majeures concernent la numérisation, la compression des sources audiovisuelles et le mode d’acheminement de l’information audiovisuelle.
Numérisation
La numérisation des signaux analogiques est la première étape dans le processus de la télévision numérique. Elle est réalisée par un CAN (Convertisseur Analogique Numérique), qui code les 5 signaux de la source analogique. Le signal électrique de la caméra est numérisé : cela consiste à sélectionner des points à intervalle régulier sur la courbe et à coder leur position en binaire. Chaque code en binaire, par exemple 110, va correspondre à un point sur la courbe. Le procédé utilisé pour coder les signaux analogiques est appelé PCM (Pulse Code Modulation) et repose sur un échantillonnage du signal source à intervalles fixes (la grandeur physique temps est discrète). Les valeurs d’échantillonnage se voient attribuer des mots de code binaires, dont chacun correspond exactement à une certaine valeur. Par mots de code, il faut entendre ici des groupes de bits, c’est-à-dire des groupes composés du chiffre 0 et 1. Arrivé à 8 bits adjacents, on parle d’octet (“byte”) ; des longueurs supérieures sont également possibles pour les mots contenant des données (10, 12 voire 24 bits). La “quantification” est l’attribution de mots de code binaires à une valeur du signal analogique. L’intervalle d’échantillonnage ne permettant de coder qu’une valeur moyenne, la fréquence d’échantillonnage, c’est-à-dire la subdivision d’une fraction de temps du signal en intervalles distincts, doit être suffisamment élevé pour que l’œil humain ne puisse pas saisir la distorsion de quantification qui en résulte. L’agencement dans le temps des valeurs quantifiées de signal est ensuite transformé en une suite de valeurs binaires, c’est-à-dire codées. Il est habituel de coder en 10 bits pour les signaux vidéo en studio ; pour les signaux sonores, à cause de la gamme dynamique plus élevée, cela peut devenir 16 bits. En codage 10 bits, cela signifie que1024 valeurs différentes peuvent être représentées par intervalle d’échantillonnage.
Compression du signal
Le procédé de conversion des signaux vidéo et audio en studio ne peut pas encore faire la télévision numérique, les quantités de données créées étant trop importantes. Pour la distribution aux téléspectateurs, les flux de données doivent d’abord être compressés, une importante réduction des données s’impose. Les exigences et les méthodes divergeant selon qu’il s’agit de données audio ou vidéo, la compression doit s’effectuer séparément.
Multiplexage de programmes et transport
Les données audio et vidéo viennent de subir des opérations de réduction de débit. Il est nécessaire maintenant d’organiser ces données grâce à des codeurs audio et vidéo qui fournit à leur sortie des trains élémentaires de données ES (Elementary Stream).
REMERCIEMENTS |
