HISTOIRE DE LA TELEVISION
(et de quelques autres médias)
Site édité par André Lange

La qualité des images télévisées est essentiellement déterminée par trois facteurs : la finesse de la résolution, la luminosité et l'absence de scintillement.

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Ces deux derniers facteurs sont psychologiquement et physiologiquement déterminés par la perception de la lumière par l'œil humain et revêtent donc une grande importance car ils facilitent considérablement le visionnage des images télévisées. La reproduction de tous les détails contenus dans l'image, avec leurs nuances tonales intrinsèques, dépend uniquement de la finesse de la résolution. La littérature spécialisée met fréquemment en avant la nécessité d'augmenter le nombre de points d'images, et diverses études visant à examiner l'amélioration de la qualité d'image grâce à cette augmentation, que ce soit par des considérations théoriques ou par l'affichage d'images plus ou moins finement quadrillées, démontrent l'importance de cette question. 

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Il est en effet devenu évident que la division précédente en 1200 points d'images ne permet pas, à terme, de satisfaire les exigences les plus modestes. Les premières tentatives avec un nombre élevé de points d'images ayant échoué, il a fallu revoir les ambitions à la baisse et opter pour une division relativement grossière afin d'acquérir l'expérience nécessaire à tout développement technique. Entre-temps, il a été possible d'obtenir des résultats optimaux, tant pour la transmission que pour la réception, avec une division en 1200 points d'images.

 

Rien ne s'oppose donc à l'abandon du nombre de points d'images normalisé précédemment et à la diffusion de programmes télévisés avec des images nettement plus détaillées.

 

Une nouvelle difficulté se pose alors : quel nombre de points d'images adopter à l'avenir ? Il est évident que la qualité d'image s'améliore avec le nombre de points d'images, tout comme les difficultés de transmission à longue distance, qu'elle soit filaire ou sans fil, qui augmentent alors considérablement.

 

Il ne faut donc pas supposer un nombre de points d'images arbitrairement élevé pour obtenir une bonne image, ce qui repousserait les limites de la technologie actuelle.

 

Il convient plutôt de se demander : un nombre de points d'images inférieur ne suffirait-il pas à atteindre une qualité d'image telle que même un public peu intéressé par les évolutions technologiques puisse apprécier les émissions de télévision ?

 

Il est donc important de savoir à quoi ressemblera une image pour un nombre de points d'images donné. La représentation d'images fragmentées en impression tramée, telle qu'elle a déjà été tentée (cf. E. Rhein dans Filmtechnik 5, 1929, pp.414-416), ne correspond pas aux méthodes de fragmentation utilisées en télévision.

 

En effet, la méthode de fragmentation couramment employée aujourd'hui avec un disque de Nipkow ou une roue à miroirs de Weiller implique un balayage ligne par ligne, qui contient également les gradations tonales individuelles de l'image.

 

Pour répondre précisément à la question du nombre de points d'images nécessaire, il est essentiel de comprendre le plus fidèlement possible les conditions de transmission des images et de fonder l'évaluation sur la qualité d'image optimale atteignable pour une résolution donnée.

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Afin d'éclaircir ces points, des recherches expérimentales ont été menées au laboratoire de télévision de l'Office central de la Reichspost ; leurs résultats sont présentés ci-dessous.

 

Les investigations ont été menées avec le dispositif déjà publié dans le numéro 7, page 295 de cette revue. (1)

 

Par souci d'exhaustivité, l'appareil est décrit à nouveau ci-dessous. La figure 1 présente le schéma et la figure 2 le montage expérimental. L'image à examiner est projetée sur un disque de balayage, qui produit un balayage en forme de bande. Ce disque est constitué de deux disques perforés et de trois disques Pertinax intercalés, contenant des couches de papier de soie. Lors du balayage de l'image à transmettre à distance, un faisceau lumineux contenant les détails de l'image traverse un orifice du disque et, à un instant précis, frappe la cellule photoélectrique située au foyer d'une lentille convergente. Ceci induit un courant correspondant à la valeur moyenne de l'empreinte lumineuse. Au même instant, à la réception, la lampe au néon s'allume avec un courant correspondant à la valeur moyenne de l'empreinte lumineuse.

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Du côté récepteur, au même instant, la lampe au néon s'illumine avec une luminance de surface correspondant à la valeur instantanée du courant reçu.

 

L'observateur ne perçoit donc, à cet instant précis, qu'une lumière uniforme à travers l'orifice du disque récepteur rotatif, sans aucun détail. L'instant suivant, l'orifice s'est légèrement déplacé et la lampe présente une luminance différente, correspondant au courant désormais déclenché sur la cellule photoélectrique. Les différentes luminances de surface se superposent, avec le décalage temporel et spatial induit par la rotation du disque. Grâce à cette superposition, les détails de l'image originale sont, en quelque sorte, recréés avec une netteté déterminée par la section de l'orifice.

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Ce processus est précisément mis en œuvre dans notre disque de dissection d'image. La lumière traversant les orifices d'un disque frappe d'abord une couche intermédiaire de papier de soie. Ceci provoque déjà un léger flou sur les contours de l'image. Vient ensuite une couche intermédiaire de Pertinax comportant le même nombre d'orifices légèrement plus grands, dont le seul but est de créer un espace entre les couches de papier et ainsi faciliter la diffusion de la lumière. Un test préliminaire a démontré que trois disques Pertinax et quatre intercalaires en papier suffisent à produire une lumière parfaitement diffuse, même en présence de fortes variations d'intensité lumineuse au sein d'une même source.

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Un second disque, perforé simultanément avec le premier et positionné directement en face de lui, réduit la largeur des points lumineux, élargis par les intercalaires, à celle d'un trou.

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Le disque 1 correspond ainsi au disque émetteur, les disques Pertinax et les intercalaires en papier à l'appareil de transmission (cellule photoélectrique, etc.), et le disque 2 au disque récepteur.

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L'ensemble présente l'avantage significatif que l'élimination de tous les composants électriques intermédiaires (cellule photoélectrique, amplificateur d'émission, émetteur, amplificateur de réception, lampe au néon) garantit une reproduction parfaitement exempte de distorsion de l'image décomposée. La simplicité de conception (absence de dispositifs de synchronisation, etc.) permet la réalisation rapide d'études de décomposition.

 

Un aspect particulièrement avantageux est que, grâce à la décomposition purement optique, toutes les considérations relatives à la disposition, à la taille et au nombre de points, ainsi qu'à la taille et à la vitesse de rotation des disques, qui doivent être prises en compte pour les images de télévision reproduites électriquement, peuvent être négligées. De même, la compensation de la perte de lumière due aux intercalaires en papier ne présente aucune difficulté.

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Ceci a été réalisé de deux manières dans la configuration décrite ci-dessus.

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Premièrement, chaque perforation a été répétée autant de fois que le permettaient les perforations légèrement plus larges réalisées dans les intercalaires en Pertinax, sans emboîtement. Ainsi, chaque perforation a été répétée 24 fois, de sorte que chaque ligne de l'image sur la plaque photographique était exposée 24 fois par rotation du disque.

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Deuxièmement, pour chaque niveau de décomposition, la taille des perforations (1,2 ou 0,8 mm de côté) a été conservée, et le nombre de rangées de perforations a été augmenté afin de pouvoir projeter des images jusqu'à une certaine taille sur le disque.

Pour conserver les perforations les plus grandes possibles pour chaque niveau de décomposition, deux séries de disques ont été produites : l'une pour 1 200 à 13 000 pixels avec des perforations de 1,2 mm de côté, et l'autre pour 13 000 à 30 000 pixels avec des perforations de 0,8 mm de côté.

 

 

 

Grâce à l'échelle de projection modifiée et à la section transversale constante des trous, toute résolution souhaitée était obtenue. L'avantage majeur résidait dans le fait qu'un ou deux disques seulement étaient nécessaires pour toutes les investigations. Afin d'éviter une distorsion excessive des lignes proches du centre avec une résolution plus fine, et de conserver des trous aussi grands que possible avec une résolution plus grossière, deux séries de disques ont été fabriquées : l'une pour 1 200 à 13 000 pixels avec des trous de 1,2 mm de côté, et l'autre pour 13 000 à 30 000 pixels avec des trous de 0,8 mm de côté. Ce dernier
disque nécessitait

 

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1,9   signifie le rapport hauteur/largeur de l'image projetée
2,4

 

155 lignes étaient disposées de sorte que chaque disque comportait un total de 155,24 = 3 720 trous. 

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Si l'on souhaitait obtenir la même résolution à la taille d'image habituelle 3,6 × 4,8 cm, cela correspondrait à une largeur de trou de 36/153 ≈ 0,235 mm.

 

Comme on peut supposer que la perte de lumière avec de petits trous augmente approximativement proportionnellement au carré du quotient de la section transversale du grand et du petit trou, le temps d'exposition aurait été multiplié par au moins

 

 

 

sans parler de la difficulté quasi insurmontable de perforer avec précision un si grand nombre de trous très fins. Malheureusement, avec le matériel de perforation disponible, il n'était pas possible de perforer les trous avec une précision suffisante pour éviter complètement la formation de lignes noires ou blanches entre les lignes. Le grand nombre de trous et la perforation simultanée de deux disques ont rendu la tâche particulièrement difficile. Cependant, avec un nombre croissant de points d'image, la formation de lignes s'atténue de plus en plus. Cela provient simplement du fait que les images les plus finement divisées étaient projetées plus grandes que les autres.

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Lors de la réduction de l'image au même format pendant le processus photographique, l'épaisseur des lignes parasites a été réduite en conséquence. Sur une image télévisée réelle, la formation des lignes serait naturellement plus visible à mesure que la division est fine.

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Outre la formation des lignes, la trame supplémentaire appliquée aux images lors de l'impression altère légèrement l'évaluation. Néanmoins, l'amélioration progressive de l'image est facilement et clairement visible sur les images.

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Des exemples d'images prises avec la configuration décrite sont présentés dans les figures 3 à 7. Elles ont été regroupées sur une même page par nombre de points d'image identique.

 

Il a été constaté que l'évaluation d'une image perd toute objectivité dès lors qu'une image grossièrement segmentée est comparée à une image plus finement segmentée, car l'observateur perçoit, en quelque sorte, les détails de la meilleure image reflétés dans la moins bonne. Sont présentées des images de 1200, 2500, 5000, 10000 et 30000 pixels (correspondant approximativement à 30, 45, 60, 90 et 150 lignes), notamment les visages familiers de jeunes filles ; ainsi que trois images extraites d'un journal télévisé.

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Les figures 3 à 7 présentent des images de 1200, 2500, 5000, 10000 et 30000 pixels (correspondant approximativement à 30, 45, 60, 90 et 150 lignes), à savoir les visages familiers de jeunes filles ; ainsi que trois images extraites d’un journal télévisé.

 

La tâche ne serait toutefois que partiellement accomplie si l’étude s’était limitée aux images fixes, car la télévision, contrairement à la phototélégraphie, est conçue pour représenter le mouvement. Or, les images animées sont reproduites bien mieux pour les raisons déjà évoquées. C’est pourquoi différents films ont été produits à des résolutions allant de 1200 à 30000 points d'images. Les résultats seront publiés prochainement.

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