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MythTV et la TV HD

Introduction à la TVHD

La mise en place de MythTV pour recevoir et enregistrer la TVHD, peut être assez compliquée. Elle nécessite de maitriser beaucoup de sujets et de plus, il faut faire la part des choses entre la TVHD en Europe et en Amérique du nord. Les formats de diffusion différents entretiennent la confusion. Lire la suite vous permettra de mieux appréhender les problèmes de TVHD. Par ailleurs, la TVHD au format européen est relativement récent, ce qui explique que tout ne soit pas complètement figé sous linux.

Comprendre la TVHD

Qu'est-ce que le TVHD? C'est une technologie dont le but est d'offrir une qualité vidéo et audio accrue. Voir ce site sur la HD.

La TVHD (télévision haute définition) est envoyée en tant que flux de données binaires par exemple sur les fréquences radioélectriques. Une carte d'acquisition numérique fonctionne comme un extracteur des données numériques. Contrairement à la télévision analogique, qui est encodée localement en numérique avant d'être stockée sur le disque, les données de la TVHD sont compressées en haute définition chez le fournisseur. La carte d'acquisition HD reçoit un flux numérique et écrit directement ce flux sur le disque (enfin presque). En Amérique du Nord, le flux HD est transmis au format MPEG-2. En Europe, en Australie, et dans d'autres parties du monde, on utilise la norme DVB, certains flux sont disponibles en MPEG-2, et d'autres en H.264. En France,les flux HD sont encodés en H.264.

C'est une des principales sources de confusion. L'acquisition de la TVHD au Etats Unies par exemple est extrèmement simplifiée par le format utilisé. Le MPEG2 est parfaitement connu et maitrisé sous linux au contraire du H.264 qui est loin d'être totalement maitrisé.

La TVHD peut être reçue par l'intermédiaire de différents supports :

  • gratuitement par l'hertzien (TNT),
  • payant par le câble, le satellite et internet.

Le mode de diffusion étant différent pour chacun, il nécessite des matériels différents.

Formats utilisés

La partie vidéo

En accord avec les normes pour la télévision numérique, l'Europe et une grande partie du reste du monde a décidé de mettre en œuvre la norme DVB, définie par les organismes de radiodiffusion, elle permet d'utiliser soit le format MPEG-2 pour les chaînes de qualité standard, soit le format H.264 pour les chaînes HD. Aux États-Unis, on utilise seulement le format MPEG-2. Chaque format a ses avantages. Le MPEG-2 est bien entendu, un format vidéo connu et reconnu. La lecture n'exige pas beaucoup de performance CPU, ainsi les plus modernes CPU à double cœur peuvent très facilement gérer la lecture du MPEG-2.

H.264 est une nouvelle norme qui permet d'accroître la qualité des flux encodés. Ainsi, un canal à plein débit (17,89 megabit/s) avec un flux H.264 sera nettement meilleur qu'un flux MPEG-2 au débit identique. On estime en général que le format H.264 à 60% du débit maximum est de qualité équivalente au MPEG-2. Mais Cela n'est pas sans conséquence sur les besoins CPU, le H.264 est plus exigent ce qui explique que la lecture d'un flux H.264 720p et 1080i (à plein débit) peut être difficile, même sur des systèmes récents. Et la lecture H.264 1080p peut souvent être cauchemardesque pour ceux qui connaissent mal les options de lecture à utiliser.

MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) est l'autre nom de H.264, une norme de codage vidéo développée conjointement par l'UIT-T Q.6/SG16 Video Coding Experts Group (VCEG) et l'ISO/CEI Moving Picture Experts Group (MPEG). La norme UIT-T H.264 et la norme ISO/CEI MPEG-4 Part 10 (ISO/CEI 14496-10) sont techniquement identiques, et la technologie employée est aussi connue sous le nom AVC, pour Advanced Video Coding.

L'adoption de la norme MPEG-4 pour les services payants de la TNT a conduit le Conseil supérieur de l'audiovisuel à préciser les règles d'utilisation de la ressource radioélectrique en mode numérique pour les services de télévision.

Dans son communiqué n° 584 du 19 juillet 2005, le Conseil a ainsi annoncé les quatre catégories principales auxquelles se rattache chaque service de la TNT, soit :

  • MPEG-2 SD (définition standard pour les services gratuits) ;
  • MPEG-4 SD (définition standard pour les services payants) ;
  • MPEG-4 SD avec tranches en clair en MPEG-2 ;
  • MPEG-4 HD (haute définition en payant et en gratuit).

Extrait des décisions du CSA

En France, la TVHD en gratuit ou en payant est diffusée en

  • MPEG-4 (ou H264)
  • au débit théorique maximum de 20 Mbits/s
  • résolution 1920x1080i ou 1440x1080i ou 1280x720P
  • Ratio 16/9 (obligatoire)

Il est à noter que Canal+ HD diffuse en H264 ses programmes cryptés et en MPEG2 ses programmes en clair.

La partie audio

Le format audio des chaines HD est librement défini par le diffuseur. A ce jour,la plupart d'entre eux a opté pour le son “digital dolby” 5.1 ou AC-3.

Vous pouvez retrouver toutes ces infos sur le site du CSA ou sur ce document édité par le CSA.

Débit ou Bitrate (ou, si vous ne lisez rien d'autre, lisez au moins ces lignes)

Souvent les utilisateurs mal informés se demandent si leur matériel est capable de lire du 1080p, ou si leur installation est “suffisante”. En réalité, la résolution de l'image est une partie relativement faible de l'équation de la lecture. Les utilisateurs qui prennent leur fichier 1080p via les téléchargements BitTorrent ou d'autres moyens douteux, pensent souvent que parce qu'ils sont en mesure de lire ces fichiers, leur système est capable de lire tous les flux 1080p. C'est rarement le cas. La plupart des films piratés en HD ont été transcodés avec des débits sensiblement plus faibles, souvent on réduit la taille du fichier en réduisant un débit de moitié. À des débits inférieurs, les exigences de calcul du processeur sont proportionnellement plus faibles. En réalité, la lecture au plein débit en H.264 ou MPEG-2 à partir d'un DVD-HD/Blu-Ray est nettement plus difficile ou impossible pour la même machine. Un “vrai” disque Blu-ray et DVD-HD peut être encodé jusqu'à 40 mégabits par seconde, la télévision est diffusée avec des débits jusqu'à 17,89 mégabits par seconde, et de nombreux “rip 1080p” que l'on trouve sur Internet sont transcodés en dessous de 10 mégabits par seconde. En fait, le processeur peut être sollicité dans un rapport de un à quatre selon le fichier utilisé.

Dans certains cas, un fichier au débit inférieur peut également être difficile à lire. Cela est généralement dû à une mauvaise utilisation des options des transcodeurs qui visent à conserver une meilleure qualité à moindre débit, ainsi que de négliger d'utiliser les possibilités de l'encodage. En réalité, les options qui privilégient une utilisation intensive du processeur n'ont qu'un faible impact sur la qualité. Le plus grand problème est le fait que Linux est (actuellement) incapable d'utiliser le multi-tache pour la lecture HD. Cela signifie qu'un système « multi-core » ne peut pas être utilisé en totalité, et que la lecture doit plutôt compter sur la vitesse d'horloge brute d'un seul « core ».

Multiplexage et flux de transport

Dans les forums sur la réception de la TVHD, on s'interroge sur la notion de multiplex. Avec l'avènement de la télévision numérique, les diffuseurs et les compagnies de câble sont en mesure de régler la résolution, le débit et le conditionnement de leurs chaînes. Un canal de 6 MHz peut accueillir 17,89 mégabit de données par seconde. Les fournisseurs de télévision sont désormais libres de découper la bande passante d'un canal unique en autant de flux de transport qu'ils le souhaitent. En bref, un canal de 17,89 Mbit/s peut contenir simultanément plusieurs transports (ou chaines ), dont chacun peut avoir plusieurs pistes audio.

Les télé-diffuseurs appellent communément “multiplex”, un ensemble de chaînes à définition standard diffusées sur le même canal de 6 MHz.

A partir de la version 0.21, MythTV est capable de dissocier tous les transports appartenant à un même multiplex, en supposant que l'utilisateur reçoive la télévision via ATSC ou DVB. Et, cela permet à l'utilisateur d'enregistrer plusieurs chaînes simultanément sur un seul tuner.

La TVHD en Europe

L 'Europe utilise les standard vidéo internationaux pour la diffusion DVB (Digital Video Broadcasting) de la TVHD numérique. Les notions de transmission DVB sont identiques quelque soit le pays. Un flux est codé et multiplexé par le fournisseur de télévision, et l'utilisateur reçoit et écrit simplement ce flux sur le disque, avec la préservation d'une parfaite copie numérique de l'émission.

La TVHD en France

Réception hertzienne haute définition

Ce mode de diffusion est également appelé DVB-T (Digital Vidéo Broadcast terrestre) ou TNT (télévision numérique terrestre). la TNT en France

Depuis le 30 octobre 2008, on peut recevoir des chaines de télévision haute définition grâce à la TNT. Pour cela, deux conditions préalables : être dans la zone de couverture et disposer d'un equipement capable de décoder le format H-264 ou MPEG-4. Les décodeurs et les téléviseurs équipés d'un tuner TNT standard décodent uniquement le format MPEG-2 et sont incapable de décoder la télévision haute définition. Les fabricants de téléviseurs ont l'obligation d'intégrer un tuner TNT-HD à partir du 1er décembre 2008.

Pour recevoir la TNT-HD sur PC, vous pouvez utiliser un décodeur externe TNT-HD (malheureusement les décodeurs ne possèdent généralement qu'une sortie analogique), ou une carte d'acquisition TNT PCI ou USB (dans ce cas, l'acquisition se fera en numérique). Il faut juste vérifier que la carte dispose de pilote Linux sur le site LinuxTV. En principe, les cartes TNT sont capable de recevoir la TNT standard et la TNT-HD car elles ne décodent pas le flux (mais c'est une information à vérifier pour chaque tuner). C'est le logiciel de lecture du fichier qui effectue le décodage.

Si vous souhaitez capter l'une des 5 chaines disponibles en TNT-HD (TF1, France2, Canal+, Arte, M6), vous pouvez consulter la zone de couverture sur le site du CSA. Canal+(cripté) et Arte sont diffusés sur les équipements existants et sont donc disponibles pour tous ceux qui reçoivent la TNT standard (environ 82 % de la population en octobre 2008). Pour TF1-HD, France2-HD et M6-HD, il faut installer des équipements supplémentaires ce qui explique une couverture de 40 % de la population en octobre 2008. Vous pouvez consulter le planning de déploiement sur le site du CSA.

Canal+ utilise le multiplex R3 avec un débit théorique maximum de 9 Mbits/s (mais plus proche de 7 en réel) voir ici.

Arte utilise le multiplex R4 avec un débit théorique maximum de 9 Mbits/s (mais plus proche de 7 en réel).

TF1, France 2 et M6 se partage le multiplex R5 avec un débit théorique maximum de 9 Mbits/s (mais plus proche de 7 en réel).

Voir La nouvelle composition des multiplex, à compter du 30 octobre 2008

MythTV permet d'enregistrer et de visionner la TNT-HD à partir de la version 0.21 (à confirmer si avant cette version s'est possible).

Toutes les informations sur la TNT-HD sur le site du CSA.

TVHD sur le câble

Ce mode de réception est également appelé DVB-C (Digital Vidéo Broadcast-cable). Pour recevoir la DVB-C, vous pouvez utiliser le décodeur de votre câble-opérateur, ou une carte d'acquisition PCI ou USB. Il faudra juste vérifier que la carte dispose de pilotes Linux sur le site LinuxTV.

Toutes les chaînes du câble sont cryptées, il vous faudra disposer d'un abonnement pour pouvoir visionner les chaînes standard ou HD.

Je ne connais pas la capacité de MythTV à acquérir et visionner les flux DVB-C HD.

TVHD par satellite

Ce mode de diffusion est également appelé DVB-S (Digital Vidéo Broadcast-satellite). Pour la haute définition, on utilise le vocable de DVB-S2. La plupart des chaînes diffusées en DVB-S sont cryptées. Toutes les chaînes HD françaises sont cryptées et diffusées uniquement par Canal-Sat (pour le moment), il vous faudra disposer d'une carte d'abonnement pour pouvoir les visionner. Pour recevoir la TV-HD, vous pouvez utiliser le décodeur Canal-Sat (le signal HD est disponible sur hdmi), ou une carte d'acquisition DVB-S2 et bien sûr un abonnement Canal-Sat( pour acquisition numérique ).

Canal Sat ne commercialise pas de carte d'abonnement sans décodeur pour la HD. Bien que l'utilisation de la carte hors du décodeur officiel ne soit pas interdite, les responsables de ce site estiment qu'évoquer des solutions qui pourraient être utilisés de façon illicite, mettraient en danger le site de Mythtv.fr. Aussi il ne sera pas donné d'informations sur les méthodes d'acquisition de la TVHD tant que les choses resteront inchangées.

“Sur Canal Satellite (avec parabole), TF1 HD dispose d’une résolution de 1440×1088 et d’un débit video constant (CBR) d’environ 13 Mbps et d’un débit audio 384 kbps en DD 5.1.” selon bestofmicro

TVHD par internet

Partie à compléter

“Sur Orange, TF1 HD dispose d’une résolution de 1440×1088 d’un débit video de 10.1 Mbps en débit variable (VBR). Débit audio 384kbps en DD 5.1

Sur Free, la résolution des chaines HD chute à 1280×1088. Le débit video est également inférieur et culmine à 4.7 Mbps en débit constant (CBR).” selon bestofmicro.

Retrouver tous les caractéristiques des chaines HD diffusées en France sur tous les moyens de diffusion sur ce site

Modes d'acquisition du signal TVHD

Plusieurs cartes sont maintenant disponibles pour la capture TVHD sous Linux.

Le siteLinux TV recense les matériels qui fonctionnent correctement sous Linux.

Cartes TNT ou DVB-T

Etant donné que les cartes d'acquisition TNT ne font pas de traitement du signal autre que le dé-entrelacement, toutes ces cartes TNT reconnues sous linux sont susceptibles d'acquérir la TVHD. Il faut quand même vérifier quelles acceptent le débit des diffuseurs.

Vous pouvez vérifier que votre carte dispose de pilote Linux sur le site LinuxTV.

Cartes DVB-C

Je ne sais pas s'il existe des cartes DVB-C capable de recevoir la TVHD.

Cartes DVB-S et DVB-S2

Les cartes DVB-S ne sont pas capables de décoder la TVHD. Seules les cartes DVB-S2 sont capables de décoder la TVHD.

La plupart des pilotes des cartes DVB-S2 sont expérimentaux et en perpétuelle évolution. Les pilotes “S2API” ont été récemment (sept 2008) retenus pour faire partie des prochains noyaux Linux (à partir du 2.6.28). MythTV doit évolué pour prendre en compte ces nouveaux pilotes. Vous pouvez suivre l'évolution des travaux sur les pilotes Linux sur le site LinuxTV.

Décodeurs externes

Tous les décodeurs possèdent parfois une ou plusieurs sorties analogiques, du type svidéo ou composite ou composante qui peut servir à l'acquisition du signal TVHD. Néanmoins il y a aucun intérêt de passer par une acquisition analogique pour visionner ou enregistrer un flux TVHD, la perte de qualité sera importante.

Certains décodeurs des cable-opérateurs ou des fournisseurs satellite inclut un port FireWire à partir duquel des fichiers MPEG-2 bruts peuvent être capturés. MythTV peut enregistrer des chaînes non cryptées par ce port.

La plupart des décodeurs possèdent une sortie HDMI. Plusieurs options existent sous Windows pour capturer le flux HDMI sans protection HDCP. Sous linux, aucun pilote n'est disponible pour l'une de ces cartes, les méthodes actuelles de capture HDMI sont inutilisables par MythTV.Il existe désormais une solution : voir cette discussion sur le forum

Les décodeurs possédent une prise RF (antenne). Il n'existe pas de solution pour rediffuser les signaux TVHD d'un décodeur câble ou satellite au travers de la sortie RF. Les récepteurs grand public Câble et satellite ne sont pas capables de remoduler les signaux TVHD.

Décodage matériel

Il n'existe pas à ma connaissance de carte d'acquisition capable de faire du décodage matériel des flux TVHD.

la Lecture HD

Vous pouvez consulter (et mettre à jour) ce site, http://www.mythtv.org/wiki/HD_Playback_Reports, qui recense le matériel utilisé et les résultats obtenus pour lire un contenu HD.

Hardware

Il y a deux façons de lire la TVHD. La première consiste à utiliser uniquement les capacités du CPU, l'autre à compter sur une carte graphique avec XvMC et un processeur plus lent (les développeurs travaillent actuellement sur une troisième option qui permettrait à la carte graphique de prendre en charge la totalité du décodage H264, mais cela n'est pas disponible). L'option XvMC nécessite une carte graphique NVIDIA ou équivalent avec un AthlonXP 2000+ ou mieux.

XvMC (X Video Motion Compensation) est une méthode pour décharger une partie du traitement de la vidéo MPEG-2 ou H264 sur le matériel graphique. Dans un système un peu faible, il peut permettre une lecture fluide de la vidéo HD. Utiliser XvMC dans le cadre de MythTV en anglais.

Vidéo

L'AGP est un minimum car le bus PCI n'a pas la bande passante pour la TVHD à moins que l'on utilise XvMC. C'est une bonne option pour ceux qui cherchent à utiliser un ancien système, mais en raison du besoin en ressources, et même si ça fonctionne bien, ce n'est pas vraiment recommandé.

NVIDIA

Le minimum recommandé de NVIDIA est la carte FX 5200 (à confirmer). Selon le modèle, des problèmes d'affichage étranges ont été recensés lors de la lecture de vidéo 1920×1080 (i ou p) via DVI, même si vous n'utilisez pas XvMC. Fait intéressant, un underscanning de 3 % dans le sens horizontal dans MythTV, résout les problèmes des cartes FX 5200. Récemment, le marché a changé au point que la série GeForce 6xxx est vendue sous la barre des 50 euros. Le GeForce 6200 ne présente pas ces problèmes. Le 6200TC est utilisé par un certain nombre de membres de la communauté avec d'excellents résultats. NVIDIA a aussi publié récemment une ligne de GPU (numéro 6100 et 6150) qui sont intégrés sur les cartes mères telles que Asus M2N-MX, Asus M2NPV-VM, Asus A8N-VM CSM, Abit NF-M2 et DFI C51PV-M2/G. Ces chipsets intégrés utilisent la RAM, tout comme le modèle Turbo-Cache ce qui signifie qu'ils utilisent la mémoire du système.

Pour la TVHD, il est recommandé d'utiliser les pilotes les plus récents et de valider dans xorg.conf « UseEvents » dans la section « Device » :

Option “UseEvents” “True”

Après l'ajout de UseEvents, Xv VSync doit être activé dans les paramètres nvidia-application. Cela s'est avéré utile pour résoudre les « déchirements » et autres imperfections.

En outre, il est intéressant de noter que NVIDIA a apporté quelques modifications à leur pilote pour éliminer l'utilisation de modeline personnalisé pour les formats 480i, 480p, 720p, 1080i, 1080p. Consultez le wiki http://www.mythtv.org/wiki/index.php/ComponentOut pour de plus amples informations. Les réglages indiqués sur cette page ne sont plus spécifiques à des composants de sortie, aussi ils peuvent être appliqués aux interfaces HDMI et à ceux qui utilisent des convertisseurs DVI vers HDMI. Vous pouvez également trouver des informations complémentaires dans les manuels de spécifications fournis par les fabricants de téléviseurs.

NVIDIA a très récemment (novembre 2008) publié des pilotes expérimentaux qui permettent de décoder logiciellement le H.264 sur certaines cartes graphiques de la marque. Cela permet de décharger fortement le CPU. voir sur ce topic

ATI a lui annoncé la sortie prochaine de pilotes équivalents pour ses cartes.Voir ce topic

Besoin CPU

Le besoin de puissance CPU pour enregister la TVHD est faible parce qu'il n'y a pas d'encodage lors de l'enregistrement. La lecture de contenu HD par contre, demande beaucoup plus de ressources CPU.

L'option XvMC peut se charger de certains des travaux sur la carte graphique.

Mais la plupart des opérations de décodage sont effectuées par le CPU et les besoins restent importants. Dans un avenir proche, les pilotes expérimentaux de NVIDIA devraient permettre de transférer cette charge sur la carte graphique pour ceux qui utiliseront une carte de la marque. ATI a annoncé une sortie prochaine (début 2009) de pilotes ayant les même capacités.

Les codecs

ffmpeg contient tous les codecs pour lire la TVHD que ce soit le mpeg2 ou le H.264.

les lecteurs ou player

La plupart des lecteurs utilisent ffmpeg, ils sont donc capable de lire la TVHD. C'est également le cas de MythTV. Pour les disques Blu-ray, vous pourrez être amener à installer des correctifs notamment pour les nouveaux formats audio.

Aucun lecteur n'est capable (de façon stable) pour le moment d'utiliser les nouveaux drivers Nvidia capable de décoder le H.264 sur la carte graphique (nvidia a fourni avec ses nouveaux drivers, des versions expérimentales et modifiées de ffmpeg et mplayer).

Trucs et astuces

Les exigences minimales sont difficiles à cerner, car les gens ont rapporté des résultats contradictoires. Les facteurs pertinents qui doivent être pris en compte, sont la vitesse du bus, vitesse de la mémoire, la vitesse du processeur, la version du noyau, les distributions Linux, et la version de compilateur et optimisations.

     * Utiliser deux DIMM de mémoire vive pour permettre le fonctionnement double canal peut apporter une importante augmentation de la vitesse globale du système.      * Lors de la compilation des source MythTV, utilisez l'optio

configurer_la_tvhd.txt · Dernière modification: 06/12/2014 par gilles74