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Différences entres décodueurs MPEG2, Chroma Bug etc...

Message » 20 Fév 2003 21:44

Bonjour à tous :)

Pour prolonger une discussion entamée par DTSman

Tentative de comparaison : Sonic / WinDVD / PowerDVD

... je vous livre le résultat de mes constations sur les différences entres décodeurs MPEG2.

Pour ceux qui ont pas mal de courage je pense que le bon point de départ est fourni par cette présentation du chroma bug (secrets of home theater ...) que la plupart d'entre vous connaissent sûrement déjà.

L'examen des différences fait penser que les décodeurs se comportent de manière différente quand il s'agit de passer du 4:2:0 au 4:2:2.
Et c'est bien ce qui est dit dans l'article ci-dessus.

The underlying problem, stated simply, is this: many of the MPEG decoders in DVD players are not properly converting the 4:2:0 format chroma information on the DVD to the 4:2:2 or 4:4:4 format that video encoders need. The MPEG spec makes it clear that while there is a wide latitude for the MPEG decoder to choose an upsampling algorithm for 4:2:0 to 4:2:2 conversion, the decoder must use two different algorithms to be correct. One should be used for frames marked "interlaced", and a different one should be used for frames marked "progressive." Most decoders use only one algorithm for all frames, and that's where they go wrong.


Deux informations ont leur importance "deux algorithmes différents" et "upsampling algorithm". De quoi justifier bien des différences.

Ce qu'il faut aussi retenir.
Car quand on compare les mires encodées sur le DVD et ce que l'on récupère après décodage on s'aperçoit que si la résolution en luma (Y) est de 720x480 la résolution en chroma (U et V) n'est que de 360x240.
Autrement dit la couleur se décline en carrés de 4 pixels. C'est le décodage qui interpolle. Et il peut le faire de diverses manières.

J'ai aussi trouvé dans l'article une réponse à une très vieille interrogation : comment l'entrelacé est-il encodé afin de perdre un minimum de place. Et bien tout simplement en assemblant les trames !
Le chroma bug étant tout simplement du aux fuites de l'information de chroma entre trames voisines.

Si vous avez le courage lisez tout l'article il est passionnant.

Pour les moins courageux (et les autres) j'ai repris l'exemple de Moulin Rouge en me cadrant sur la même image avec plusieurs solutions de décodage.

L'exemple extrait de Moulin Rouge Z1 ch4 12.54.11.

Image

1) PDVD contre lui même

Au dessus les deux mêmes images l'une en décodage logiciel l'autre en décodage matériel. En dessous l'image de leurs différences.
Les différences sont minimes (moyenne de 1,25 et 0,09% de points avec une différence supérieure à 20) donc on a bien une image toute noire.

Image

Par contre si l'on fait ressortir les 0,09% de points qui sont très différents les contours des bras se dessinent.

Image

Ce qui reste invisible malgré un gros coup de zoom.

Image


2) PDVD contre lecteur SDI+Faroudja

Les différences sont ici bien plus marquées (écart moyen de 2,37) mais toujours invisibles. Mais se "voient" beaucoup plus si l'on fait ressortir les 0,59% de points avec des différences supérieures à 20.

Image

Et le même petit coup de zoom.
Si vous regardez attentivement le bas de la main vous voyez effectivement des différences.

Image

3) Faroudja contre dScaler

Ma grosse surprise de l'aventure. Même après décodage MPEG2 il y a des différences (moyenne de 1,34) ... mises en évidence lorsque l'on illumine les 0,45% de points supérieurs à 20.

Image

Je me suis concentré sur le rebord de la veste.
Eh bien on voit la différence et effectivement dscaler, à droite, est pris à revers (si j'ose dire ;) ).

Image

Sur cet exemple PDVD est encore plus propre.

Image

Je pense que l'article ci-dessus donne la clef de toutes les différences.
Y compris l'explication sur la sauce Faroudja !
Mon lecteur (Pana RP62) est dans le camp des "bons", ou plutôt des "moins mauvais".


Michel
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Message » 20 Fév 2003 22:57

Salut Michel :wink:

Qu'est-ce que je lis là ? :D

Quand tu dis Faroudja, j'imagine que c'est avec l'appli fournie avec la carte Holo3d ? Avec le chip Faroudja en mode film ?

Pour DScaler, est-ce que tu avais bien désactivé tous les filtres et est-ce que tu utilisais le mode progressif (c'est-à-dire le Faroudja finalement) ou bien étais-tu en entrelacé avec le bon mode pulldown de DScaler ?

Si tu étais en progressif dans DScaler et sans filtre actif, soyons logique, DScaler se contente finalement de copier l'image dans l'overlay. Je vois pas bien comment ça pourrait dégrader le résultat.

Laurent - DScaler team
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Message » 21 Fév 2003 0:42

en lisant ce topic ca m'a fait penser à un topic sur AVS qui illustre bien ce pb de chroma.

http://www.avsforum.com/avs-vb/showthread.php?s=aefa24811d220931fdc9dc75a006377f&threadid=208904&perpage=20&highlight=chroma&pagenumber=1

on voit que Sonic a quelques pbs (moins qu'avant, mais il y aurait encore quelques pbs au niveau du chroma)

vers le milieu du thread il y a un post de dr1394 qui nous dit ceci:

"Looks like a cheap 4:2:0 to 4:2:2 upsampling algorithm to
me. Compare these pics made with a reference decoder.
The first pic uses a nice 6-tap FIR filter to upsample
the chroma. The second pic uses just pixel replication
to to do the chroma upsample. Looks a lot like your TT 1.5
pic, doesn't it? "

quand on regarde les screenshots c'est impressionant la différence qu'il y a :o

bon je vais faire un petit test sur AOTC et Moulin rouge :wink:
supergagou
 
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Message » 21 Fév 2003 12:37

Salut Laurent :)

Quand tu dis Faroudja, j'imagine que c'est avec l'appli fournie avec la carte Holo3d ? Avec le chip Faroudja en mode film ?


Dans les deux cas j'utilise dScaler ;)
L'un en mode "progressive input" donc en passant par le traitement de la puce Sage (en mode film).
L'autre en laissant dScaler faire le désentrelacement (du simple 3:2 pulldown en la circonstance).
Dans les deux cas aucun filtre actif (je me contente juste d'activer et désactiver l'entrée progressive).
La différence (verticale) n'est pas, à mon avis, un problème de désentrelacement.

Si tu étais en progressif dans DScaler et sans filtre actif, soyons logique, DScaler se contente finalement de copier l'image dans l'overlay. Je vois pas bien comment ça pourrait dégrader le résultat.


dScaler ne dégrade rien, c'est la puce Sage qui "corrige" le problème.
Bien involontairement.
C'est, je le pense, expliqué dans l'article.

...

Merci supergagou :) je n'avais pas vu ce thread d'AVS.
On est exactement dans la même problèmatique.
C'est au niveau du traitement du 4:2:0 qu'il faut rechercher les différences entre "players".

J'ai l'impression que les développeurs des "players soft" sont mieux armés que ceux des chips MPEG2 (moins d'inertie) pour résoudre les défauts de leurs décodeurs.

Michel

Dans mes coups de zoom la surface de chaque pixel est multipliée par 16. On est sur de très fins détails de l'image. Rien qui ne saute aux yeux :D.
Agrandie dans les mêmes proportions l'image ferait 80cm de base...
Donc il faut s'éloigner à plus d'1m de l'écran pour être dans des conditions réelles.
Des nuances que je n'aurais jamais aperçues sans comparer les images bit à bit ...
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Message » 21 Fév 2003 13:23

Tes test Michel sont quand même étonnants dans le sens ou les Panasonic sont réputés pour traiter le mieux ce problème de Red Chroma, je n'ose pas imaginer ce que cela pourrait donner avec un lecteur qui gère mal ça...

G_ROM
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Message » 21 Fév 2003 14:20

Salut G_ROM,

Les problèmes de Chroma sont nets dans le rouge mais aussi dans le bleu.

J'ai réduit mes images de "différences" mais on aperçoit quand même de très nombreux points bleus.
La différence sur la main se passe justement dans le bleu.

Par contre aucun point vert ne ressort. Ce qui confirme l'origine du phénomène.

Je n'ai pas 50 lecteurs SDI, donc il m'est difficile d'aller plus loin, mais sur les mires on note bien des problèmes analogues y compris en YUV et Y/C.
Une fois que l'on sait où regarder.

Michel
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Message » 21 Fév 2003 17:41

Voilà un nouveau post passionnant :).

Reste qu'on a a priori aucun moyen d'évaluer les futurs progrès de sonic en upsampling de chroma puisque pas moyen de faire une capture sur les Radeon :-? . Il semble me souvenir que quelqu'un avait parlé de possibilité de capture via ffdshow. Ca marche sur les radeon ?

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Message » 21 Fév 2003 18:07

je crois bien qu'il est possible de faire des captures en mode VMR9 (alt+f sous ZP je crois...)

je vais tester ca
supergagou
 
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Message » 21 Fév 2003 19:00

supergagou a écrit:je crois bien qu'il est possible de faire des captures en mode VMR9 (alt+f sous ZP je crois...)

je vais tester ca


La combinaison ALT+F sous ZP avec l'overlay me fait apparaitre un message d'erreur :(
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Message » 21 Fév 2003 21:17

Maintenant la suite de l'exercice sur ma propre mire (vous êtes vivement encouragés à la mettre sur votre propre DVD ;) )

Avec le même coup de zoom (chaque pixel fait 16 points).
J'ai simplement créé une séquence AVI à partir de la mire puis compressé en MPEG2 progressif (TMPGenc).
Tous les dégradés de gris sont parfaits mais aux frontières de couleurs cela se gâte.

Mire capturée par dScaler - lecteur PanaRP62 SDI -----------------------------Mire d'origine
Image

Dans ce cas précis que je passe par le circuit Sage ou pas les écarts sont très faibles et invisibles.

PowerDVD n'est pas non plus exempt de tous reproches.
Les erreurs sont concentrées sur certaines frontières horizontales. Mais alors quelles erreurs.

Mire capturée par Power DVD (avec décodage Radeon) ------------------------Mire d'origine
Image

Pour corsez le tout vous pourrez observer que l'écart n'est pas présent à toutes les frontières. Cela se cadre au pixel près ...

PowerDVD est beaucoup plus proche de l'original :
- moyenne des écarts : 1,21 contre 4,32
- pixels avec écart > 20 : 0,32% contre 2,54%

Michel
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Message » 21 Fév 2003 23:58

Salut Michel.

Merci pour les explications, je comprends maintenant mieux ce que tu as comparé.
Dans la mesure où DScaler est pour ainsi dire neutre quand entres en progressif ou quand tu entres en entrelacé avec un simple désentrelacement 3.2 pulldown, ça signifie que le chip Faroudja applique des corrections de chroma en plus du désentrelacement.

As-tu essayé le filtre chroma de John présent dans les dernières versions alpha de DScaler ? Si ton PC n'est pas trop rustique et avec un simple 3.2 pulldown, tu pourras sans problème l'utiliser, et il te permettra à mon avis de corriger le décallage vertical que tu sembles avoir au niveau de la chroma. Encore que ça semble pas être tout-à-fait un simple décallage vertical... Mais bon ça vaut le coup d'essayer je pense.

PS: ce qui est "rigolo", c'est qu'avec la XCapture, c'est dans le plan horizontal qu'on a des décallages de chroma.

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Message » 22 Fév 2003 1:27

bon je viens de faire quelques tests avec ZoomPlayer et Moulin Rouge Z1...

aucun pbs pour faire des screen shots avec ZP+Sonic+VMR9 (avec ou sans FFDShow) un petit Alt F fait l'affaire...

seul truc très très chiant avec ZP, il n'affiche qu'a la seconde près... donc pas évident pour faire un SC de la frame utilisé par Michel...

sinon un truc très pratique pour faire un SC de tous les decodeurs MPEG2 à la meme frame:

évidement il faut utiliser ZP...
on choisit la frame désiré... et l'on fait un bookmark
après il sufit de changer le graph, et d'aller au bookmark... et on se retrouve à la même frame, enfin normalement :lol:
je ne sais pas si cette technique à été abordée dans le thread de comparaison des décodeurs (je ne l'ai pas lu en entier) mais je viens d'y penser :wink:
et un petit Alt F c'est bien pratique, et c'est le meme outil de capture utilisé pour tous les décodeurs...

bon franchement le résultat que j'ai sous Sonic me semble pas mal, mais pour l'instant c'est en mode Soft avec FFDShow activé

je peux faire un upload du SC
Michel peux tu me donner le numéro de frame exact, pour que je puisse me positioner dessus avec précision...
sinon les SC postés sont en JPEG? peux tu me donner le taux de compression utilisé, et sous quel soft, que je puisse donner un SC à peux près comparable, et les valeurs de ZOOM employé)
supergagou
 
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Message » 22 Fév 2003 11:50

Salut Supergagou,

Je fais toutes les comparaisons en direct sur les .bmp.
Les écarts moyens sont du même ordre de grandeur que la compression JPEG...
C'est juste pour la "publication" que je les compresse avec un facteur 30 sous PSP (qui ne dégrade ni les coups de zoom x4, ni les différences amplifiées entre images).
Mes mires sont en PNG (compression non destructive).

Ni mon lecteur ni pdvd ne me donnent les numéros de frame. Ou du moins je ne sais pas où trouver l'information.
Mais je vais faire le test avec ZP pour voir ce que cela donne.

Pour me positionner exactement j'ai fait plusieurs captures avec avance image par image. Mon lecteur de DVD avance pas à pas ce qui est très pratique. PDVD est moins précis mais c'est simple de recadrer l'un sur l'autre.

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Message » 22 Fév 2003 12:08

Salut Laurent,

Je suppose que dScaler traite du 4:2:2 en progressive input et du 4:2:0 sinon.
Il est peut-être possible de réinterpréter correctement l'information de chroma après désentrelacement. Mais cela me parait plus compliqué qu'un simple décalage.
Il faudrait faire du quasi sur mesure en fonction du lecteur utilisé...

Si l'article ci-dessus est correct la différence provient juste du fait que le Faroudja ne traite que la moitié de l'information de chroma dans certaines situations.

On a tous les outils pour comprendre mais ce genre de test est terriblement consommateur de temps :oops:

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Message » 22 Fév 2003 12:35

Salut Michel.

Dans DScaler, j'ai développé une nouvelle fonction de capture qui te permet de capturer une séquence complète d'images consécutives (par exemple 1 seconde). Cela permet notamment de retrouver avec précision une image bien précise. Pour cela, il suffit que dans ta séquence tu es au moins une image bien repérable. Tu te déplaces ensuite en relatif par rapport à cette image. Il faut aussi vérifier qu'il n'y a pas eu de perte de trames lors de la capture pour que ce soit fiable.

Le lecteur DVD sort quoi en SDI : du 4:2:2 ou du 4:2:0 ?
Tu penses que le signal entre en 4:2:0 et ressort du chip Faroudja en 4:2:2, alors qu'il reste en 4:2:0 lorsqu'il ne passe pas par le chip Faroudja ?

Laurent
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