L'upscaling, le downscaling vidéo, c'est quoi ?

• L'upscaling, le downscaling vidéo, c'est quoi ?

Concrètement l'upcaling, le downscaling ou mise à l'échelle en français, est une technique qui vise avant tout en l'agrandissement ou la réduction d'une définition afin de l'adapter à la définition de votre périphérique d'affichage : écran PC, TV, vidéoprojecteur..., afin qu'elle soit affichée la plus propre possible. L'objectif de cette technique est de rendre toutes vidéo net, en supprimant toutes ses imperfections, notamment l'aliasing, la pixellisation présente sur DVD, cas le plus courant. Concrètement, un DVD sur une TV HD ou 4k.

Cet article étant principalement axé sur l'agrandissement, car honnêtement, le downsampling en lecture vidéo n'a que peu d'intérêt, sauf passer de la 4K au DVD, ce que l'on ne fait jamais. Bien évidement, si l'on passe d'une définition 4K de 2160p au 1080p, cette importance est moindre tout en apportant une meilleure qualité par rapport à vidéo de base en 1080p. Mine de rien, si l'on prend l'exemple du DVD, convertir en DVD à partir d'une vidéo 4K donne une excellente définition, que ne procure pas un véritable DVD.

Il existe trois méthodes, la basique sans traitement, avec algorithme et IA, la meilleure. Même avec la méthode basique, la mise à l'échelle est effectuée. C'est celui que l'on retrouve sur les moniteurs pour ordinateurs, qui n'offre aucune option de ce type et compte sur la carte graphique pour le traitement.

Aliasing, et son atténuation

Sans upscaling, l'image est toute petite et n'occupe qu'une partie du cadre. Sans downscaling l'image débord du cadre.

Dans le cas du downscaling, le scaleur à une plus grande incidence sur le rendu final, contrairement à l'agrandissement qui au pire produira une image floue sans détails. Exemple, passer de l'UHD au full HD ou HD 720p, pour l'adapter à son smartphone, à sa TV qui ne lit que du full HD. Un cas de figure qui finira par être de moins en moins utile, voir presque disparaître avec le temps.

• Le bon scaleur

C'est lui qui va donner le rendu final, de médiocre à excellent. Ce choix se fait uniquement suivant les capacités de son ordinateur et le niveau de correction souhaité. Tout est une affaire de compromis. En informatique, l'un des meilleurs est Lanczo, celui utilisé, en exemple ci-dessous. 

Bilinéaire rapide - Lanczo

La différence entre les deux est bien visible, la première capture est toute dégradée et aliasée, phénomène de lignes en escalier, détesté des joueurs de jeux vidéo, la seconde est parfaite.

Pour une TV, on n'a pas le choix, on l'active, on règle son niveau et c'est tout. Les modèles haut de gamme ou récents offrent plus de souplesse dans les réglages.

• Downscaling, puis upscaling lors de la lecture

Cette tâche a été réalisée pendant le réencodage, avec xmedia recode, de la vidéo en définition inférieure, en (VCD), (DVD), HD 720p, à partir de l'original 1080p et UHD 4k. Lors de l'encodage le scaleur Lanczo, pour maximiser la qualité.

Deux scaleurs utilisés : Lanczo, et NGU anti-alias de Madvr, le meilleur, lors de la lecture à l'aide de Potplayer, afin de l'adapter à la définition de mon écran qui est de 2560x1440 px.

Toutes les premières captures de chaque série sont réalisées en rendu vidéo. C’est-à-dire sans upscale. Cela ne signifie pas qu'il n'y a pas de mise à l'échelle, simplement qu'elle est réalisée par votre écran ou autres. On a donc le même visuel qu'il y a environ 20 et + pour en définition standard. Pour une image plein écran, une mise à l'échelle est forcément appliquée. Aujourd'hui, le rendu, même sans traitement poussé, est plus qu'acceptable, faut le reconnaître. Nous verrons, dans un futur dossier, quels sont les bons paramètres et leurs incidences en ressources consommées.

• Mes choix de scènes

Le premier visuel que l'on remarque, sont des scènes en plans serrés, issues d'enregistrement TNT. En tant qu'homme, on s’attend forcément à des scènes de mâle bien virile. Pas du tout, mon choix est à l'opposé en donnant de l'importance aux femmes : Helen Hunt (Ceux que veulent les femmes), Vera Farmiga et Anna Kendrick (In the air) Pour terminer, comme je suis Français, faisons aussi honneur à l'une de nos personnalités, la journaliste Elise Lucet. Et oui, je me suis fait plaisir 😄.

Les gros plans, c'est bien, mais pas suffisant pour se faire une représentation plus globale de ce qu'apporte réellement un upscale. J'ai donc ajouté des plans plus larges, issus eux aussi de la TNT, mais également de courts-métrages libres de droit.

• Définition 198p

Ceux que veulent les femmes / Helen Hunt - 352x198p (VCD)

On remarque, pour la définition VCD, l'upscaling est bien visible et apporte un confort visuel ainsi qu'une bien meilleure netteté. Il en résulte une image avec une quantité de détails que l'on n'avait clairement pas. Il atténue grandement l'aliasing, notamment au niveau de son visage, du col de sa chemise, ainsi qu'au niveau du logo de la chaîne. Comme vous pouvez le voir, il a totalement disparue sur la dernière capture. Madvr propose un scaleur antialiasing grâce à l’algorithme NGU. La contrepartie une légère perte de netteté, bien qu’il le soit encore plus par rapport à Lanczo. Ce qui renforce tout de même la sensation de vidéo nette. Son principe est de flouter les bords. Il en résulte forcément une perte de détails que l'on peut compenser avec un filtre de netteté. Ici le résultat est à mon goût trop marqué. Bien qu'améliorant sensiblement le rendu, c'est largement mieux, sans pour autant dire que la vidéo est au même niveau et la faisant passer pour de la HD ou du DVD.

• Définition 406p

Ceux que veulent les femmes / Helen Hunt - 720x406p (DVD)

En partant du DVD 406p, on a clairement la sensation de se retrouver en face d'un HD 720p moyen. On remarque également que le traitement est meilleur, plus doux, bien et net. Sans traitement, tout est mou, sans piqué.

In the air / Anna Kendrick / 720x406p

Envoyé spécial / Elise Lucet - 720x406p (DVD)

Pour les deux scènes précédentes, ce qui frappe le plus, c'est la réduction de l'aliasing au niveau des rayures de la chemise ainsi que du trench que porte Elise Lucet, qui gagnent en précision, en visibilité pour les rayures et netteté. Tous les éléments qui composent ses deux vêtements, col, boutonnage, coutures, sont largement mieux définis et détaillés. On note également une meilleure lisibilité des textes.

• Définition 576p

Ceux que veulent les femmes / Helen Hunt - 1024x576p (DVD)

Envoyé spécial / Elise Lucet - 1024x576p (DVD)

En 1024x576, le résultat est assez bluffant, avec une impression d'une véritable vidéo en HD 720p. Le traitement est bien plus efficace. Les détails sont bien présents. Quant à l'aliasing il a disparu, contrairement au 406p du DVD où il est encore visible. Pour rappel, la définition du DVD, en France, est de 720x576 px anamorphosée. Ce qui donne en copie, soit du 720x406 px avec une perte de définition, soit 1024x576 px. Ce qui a pour effet de retrouver le format orignal en 16/9. Pour de 2,35:1, 2,40:1, la dimension en hauteur change. C'est également valable pour du ratio 4/3. On peut aussi garder ces dimensions et indiquer lors de l'encodage le bon ratio, en supprimant les bandes noires, inhérent au cinémascope ou 4/3.

• Définition 720p

In the air / Vera Farmiga / 1280x720p

Cheverny château / 1280x720p

vintage mecanic / 1280x720p

Le 720p étant déjà une bonne définition, il faut vraiment scruter l'image pour se rendre compte d'une quelconque amélioration. Cela se remarque encore sur un arrêt sur image, mais pratiquement imperceptible en vidéo où le mouvement est permanent. Suivant les scènes le résultat est plus ou moins pertinent. Il y a bien que sur la première série où les bénéfices sont visibles au niveau du porte-clé, ainsi que du poignet gauche du chemisier que porte Vera Farmiga. Sur les autres scènes l'aliasing à bien évidement aussi disparu. Ce qui aura pour résultat une vidéo propre, bien nette.

Pour s'en rendre compte, un zoom dans l'image est nécessaire. Bien sûr sur votre TV 4k UHD, de minimum 40, le rendu visuel sera plus visible, comparé à mon moniteur de 1440p de 25". 

• Définition 1080p

Envoyé spécial / Elise Lucet - 1920x1080p

En ce qui concerne le 1080p, celle du Blu-ray, on est à la limite du perceptible. Ce peu de différence s'explique par le fait que l'on a que doublé le nombre de pixels entre le 1080p et le 1440p. Cette perception est de moins en visible. Normal, le full HD, donne à la base, une excellente qualité d'image. Le scaleur NGU n'est vraiment pas très utile à partir du 720p d'où la non-présence de ce dernier en capture sur le 1080p. Certes, un surplus pratiquement imperceptible aurait été appliqué. En revanche, bonjour la consommation en ressources de votre carte graphique qui explose. Ma pauvre GTX 760 est à bout de souffle. Si votre ordinateur le permet, allez-y.

• Où regarder ?

Le plus flagrant, se situe au niveau des yeux, pupilles et cils qui gagnent en précision. Les contours du logo de la chaîne, mais également des belles chemises, au niveau du col, du boutonnage, des rayures, qui sont bien plus franches et gagne en précisions, en définition. Les contours sont mieux définis, notamment du poignet gauche du chemisier que porte Vera Farmiga, ainsi que le porte-clés à sa main. L'image est également plus nette. Leurs visages sont mieux définit, notamment les rides de rictus d'Helen Hunt. On note aussi une diminution, voir, une suppression de l'aliasing, de la pixellisation en base définition.

• Courts-métrages libres de droit

Pour rester plus ou moins dans les clous, je ne posterai pas plus de captures tirées de films commerciaux et autres. C'est pour cela que je vous propose d'autres séries tirées des courts-métrages libre de droit, Tears Of Steel et Big buk bunny, sous licence Licence Creative Commons Attribution 3.0. Le changement est de toute manière, une bonne solution pour se faire une idée plus précise à partir de scènes plus variées.

Tears Of Steel / 720x322 (DVD)

Tears Of Steel / 1076x480 (un peu plus de Youtube 854x480p)

Tears Of Steel / 1280x572p

Big buk bunny / 720x406p

• En définitive

En définitive l'upscale est facilement décelable et bénéfique aux faibles définitions comme le DVD, avec une quantité de détails retrouvés au niveau des yeux, pupilles et cils qui gagnent en précision des contours des logos de chaînes, mais également au niveau d'un col, des poignets, du boutonnage, des rayures, qui sont bien plus francs et gagne en précision, en définition.

En revanche, bien moins utile à partir du 720p sur certaines sources qui s'y prêtent moins, comme les plans larges ou émissions de télé. Cela dépend surtout de la définition à atteindre. C'est sûr, upsacaler en 1080p sera moins perceptible qu'en UHD 4K. Il faut aussi prendre en compte la dimension de son écran, sa TV. À 40"+, on verra forcément les bénéfices apportés, mais aussi tous les défauts intrinsèques lié aux faibles définitions. Pas si gênant à la bonne distance de visionnage. Bon, un DVD ne va en aucun cas se transformer en HD, mais au moins, son image sera un peu plus propre. C'est là, le but de l'upscaling, que vos vidéos, films et TNT soient restituées, le plus propre possible pour ne pas ressentir une gêne oculaire lors de visionnage d'une définition plus basse que celle de votre téléviseur ou écran d'ordinateur.

Vous avez des difficultés à bien discerner tous ces subtils détails, vous retrouverez toutes ces captures en téléchargement ci-dessous.

Zip

http://www.mediafire.com/file/nganhm2skdkciki/Zip.7z/file