Qualité de réception en télévision terrestre

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Mât d'antennes TV frontalières.

La qualité de réception en télévision terrestre dépend de nombreux facteurs : niveau reçu, échos, atténuations, interférences et type d'écran. Les critéres de niveau reçu applicables à la télévision analogique hertzienne ne s'appliquent plus à la télévision numérique (TNT).

Dès leur sortie de l'émetteur ou du réémetteur, les signaux analogiques commencent à se dégrader, alors que les signaux numériques conservent leurs performances natives tant que le signal reste exploitable, c'est-à-dire tant que la correction d'erreurs faite par l'adaptateur est suffisante. Finalement, pour l'usager, la qualité d'image perçue en télévision est celle observée au bout de la chaîne, c'est-à-dire à l'entrée du tuner du téléviseur ou de l'adaptateur.

Sommaire

1 Codification d'évaluation subjective
2 Influence de la propagation
3 Influence de la hauteur d'antenne
4 Modélisation de la couverture
5 Évaluation du niveau réel reçu
6 Cas du numérique
7 Voir aussi
- 7.1 Article connexes
- 7.2 Liens externes
8 Notes et références

[modifier] Codification d'évaluation subjective

Ce tableau englobant une échelle fermée, notée de 1 à 10, parfois appelé « échelle de Nueffer », du nom d’un auteur vulgarisateur en télévision ^[1], donne par paliers successifs de 5 en 5 dB, l'aspect visuel d'une image analogique.

Le niveau nécessaire approximatif est indiqué dans les normes européennes analogiques, à l'entrée d'antenne d'un téléviseur courant, en supposant le signal de télévision dépourvu de parasites et de distorsions, et émis au niveau de qualité 10.

Pour comparaison, les niveaux de réception d’une image en norme TNT sont également indiqués.

Note	Niveau	Observations image analogique	Observations signal numérique
10	> 60 dBµV	Parfait	Satisfaisant
09	55 dBµV	Excellent	Satisfaisant
08	50 dBµV	Très bon	Minimum recommandé
07	45 dBµV	Bon	Minimum souhaitable
06	40 dBµV	Assez bon	Niveau acceptable
05	35 dBµV	Moyen	dysfonctionnement possibles en limite, mosaïque, gels
04	30 dBµV	Passable	dysfonctionnements avérés
03	25 dBµV	Médiocre	écran noir
02	20 dBµV	Perceptible	écran noir
01	15 dBµV	Néant	écran noir

La note 10 correspond à une image sans défaut, grain d'image au minimum. En note 9, on perçoit difficilement sur l'écran le début du bruit dit aussi souffle (image auditive), ou neige (avoir une image neigeuse) dans le langage usuel, pour les yeux les plus exercés. Ensuite, au fur à mesure que l'intensité du signal décroît, la neige (ou fourmillement de points colorés RVB), se manifeste de plus en plus. Suivant les performances du tuner, le seuil de la couleur Secam ou Pal se situe vers 25 à 20 dBµV. Les appareils de mesure des antennistes permettent de mesurer des signaux L, B et G jusqu'à 30 dBµV.

Au-delà de la note 10, on peut imaginer la progression de la notation par marches de 5 dB, mais la qualité reste stable.

Les paramètres influençant le niveau réel reçu à l'entrée du téléviseur sont nombreux, et résumés ci-dessous.

[modifier] Influence de la propagation

La diffusion des signaux de télévision terrestres se fait principalement « à vue » (optique) c’est-à-dire que l'antenne au point de réception doit « voir » les antennes d'émission du pylône. La propagation des signaux TV est affectée, comme pour les autres applications hertziennes, par la diffraction, l'absorption et la réflexion, qui dégradent la réception, ou au contraire permettent des réceptions sans vue directe.

La réception dite aveugle (sans vue directe de l'émetteur) est aussi possible si la marge est suffisante (champ d'un émetteur de télévision assez proche), par reflexions et diffraction sur les obstacles avoisinants. La réception en intérieur, à travers les murs (voir antenne d'intérieur) dans les pièces d'habitation est aussi parfois possible si l'absorbtion est faible par la toiture et les murs.

Enfin les possibilités de réception dépendent aussi de l'importance du dégagement immédiat côté émetteur : plus l'horizon visuel est bas (hauteur apparente), plus les conditions d'émission sont favorables. Cette situation de hauteur cumulée vraie d'obstacle (courbure terrestre + altitude locale) affecte particulièrement les possibilités de réception des émetteurs frontaliers érigés sur des massifs montagneux limitrophes, en Suisse, Espagne ou Italie.

La réception (souvent erratique), en littoral, d'émetteurs étrangers lointains (« bien en dessous du niveau de la mer ») est connue, particulièrement en été, mais on parle là de renforts de propagation « tropo », qui présentent par ailleurs plus d'inconvénients que d'avantages pour les professionnels des télécommunications (brouillages, coupures de service, etc.)

Voir aussi : Faisceaux hertziens.

[modifier] Influence de la hauteur d'antenne

En général, en l'absence d'obstacle gênant, la limite de portée donnée par l'horizon est la somme des distances à l'horizon des émetteur et récepteur, de hauteurs au-dessus du sol $h 1$ et $h 2$ soit $112 (\sqrt{h_1} + \sqrt{h_2})$ , toutes les longueurs étant exprimées en km. Ce type de liaison est en LOS (line of sight). c'est a dire que l'émeteur "voit" le récepteur. Mais cette condition n'est prise en compte que pour les antennes ayant un lobe principal fort "effilé". Les antennes omnidirectionnelles ajoute une autre notion : L'éllipse de fresnel. L'ellipse de fresnel décrit une zone géométrique où tout obstacle crée une perte de transmission. pour la LOS :

Par exemple, en reprenant les données ci-dessus on voit donc que pour un parcours de 125 km, la hauteur de la flèche de l'horizon est de l'ordre de 315 m. Dans cet exemple chacune des antennes doit être de ~ 315 m pour être à vue. Par contre, pour toucher un récepteur au ras du sol ( $h 2 = 0$ ) l'émetteur doit être situé à une altitude quadruple, soit 1 260 m. Pour un immeuble collectif de 10 étages (30 m), il lui suffit d'avoir $(\frac{125}{112}-\sqrt{h_2})^2$ km = 890 m.

[modifier] Modélisation de la couverture

Il existe des logiciels qui projettent la vue en coupe et le trajet de l'onde optique mettant en valeur les zones naturelles éclairées théoriques. Si, sur le schéma, un seul point dépasse de la ligne rectiligne reliant les antennes, la réception est aveugle. On observe que le sommet montagneux le plus haut dans le parcours n'est pas forcément le plus gênant, tout dépend de sa position par rapport à l'émetteur et au récepteur : plus l'obstacle est proche et son altitude supérieure aux points décisifs, plus les courbes de flux devront s'élever en altitude à mi-parcours pour redescendre en formant une certaine courbure et de ce fait, plus la réception devient difficile, ou le champ plus faible.

Voir aussi : diffusion des ondes.

[modifier] Évaluation du niveau réel reçu

Dans une distribution domestique (pavillon) sans électronique active, c'est à la sortie du dipôle qu'est jugée la qualité de réception initiale de l'image avec l'antenne retenue (adaptée à la ou aux fréquences, VHF, UHF bande IV ou V ou groupe de canaux ou encore monocanal) et réglée. Tout au long du parcours, dit descente d'antenne, le signal va plus ou moins s'affaiblir, voire se dégrader par échos, généralement, en fonction de la longueur du câble coaxial et de sa qualité, (1 à 4 dB/10 m) ainsi que des caractéristiques de l'installation (distribution par répartiteur à x directions, dérivateur, coupleur, découpleur, fiches, boîte d'arrivée, etc.) et cela en l'absence de toute forme d'amplification.

La fréquence joue un rôle primordial dans la perte du câble coaxial : plus la longueur d'onde est courte, plus l'atténuation sera marquée. En clair, l'atténuation dans le câble est plus faible sur le canal 2 (Bande I VHF) que sur le canal 69 (Bande V UHF).

Ainsi dans une installation standard habituelle, on peut perdre 1 voire parfois 2 points de qualité entre le haut et le bas de la descente continue d'antenne et donc avoir une image « insuivable » si, en tête du système, elle est déjà à la limite.

L'utilisation d'un amplificateur directement sur l'antenne permet de compenser les pertes d'installation, sans améliorer la qualité de réception initiale.

[modifier] Cas du numérique

Contrairement à la télévision analogique dont la qualité se dégrade progressivement selon le niveau reçu, la télévision numérique présente un seuil brusque entre un fonctionnement correct sans améliorations notables si le niveau augmente, et une perte de fonctionnement totale. Entre ces deux situations, on notera diverses dégradations.

La notation universelle de la qualité d'image délivrée est donc délicate car il existe de nombreux compromis particuliers et subjectifs s'articulant autour de la relation débit/compression/résolution-définition. On peut cependant dire que plus la résolution est haute, plus le débit doit être important. On peut aussi très bien suivre certaines catégories d'images (météo, téléachat, etc.), à faible résolution/définition avec un faible débit. En revanche, un grand spectacle avec une allocation limitée risque de pénaliser la qualité visuelle de l'œuvre. En résumé, haute résolution et bas débit sont incompatibles.

On estime que le seuil est atteint à partir d'un niveau (indicatif) de signal < 35 dBµV (cas de la clé TNT et certains baladeurs TNT) et ~ 30 dBµV (cas de l'adaptateur classique avec un tuner sensible) dans les meilleures conditions spectrales.

Pour une antenne construite pour l'analogique, apportant une image Secam notée 8, voire 7 sur l'échelle de l'auteur, (neige visible mais pas trop gênante), sur laquelle on vient connecter une adaptateur numérique DVB-T, il est fort probable que la réception de la TNT soit normalement opérationnelle, si la polarisation est inchangée, la bande passante d'antenne compatible et la réduction de PAR normalisée.

En zone montagneuse, la réception de la TNT émise par un émetteur invisible est parfois possible via les échos (trajet différent par réflexion sur obstacle, plus long donc en retard) alors que, en analogique, en présence de plusieurs échos, l'écran présente une image démultipliée, souvent non commerciale, malgré un niveau théorique suffisant.

On admet que les émetteurs français et européens diffusant en DVB-T le font avec un niveau de - 3 à - 15 dB, voire exceptionnellement - 19 dB, par rapport à ceux diffusant en analogique Secam ou Pal. La baisse normalisée est de - 12 (IV) et - 13 dB (V).

La qualité ou conception du téléviseur et de l'écran, tube cathodique, plasma ou LCD et de l'adaptateur MPEG 2 ou MPEG 2-4 et sa connectique peuvent jouer un rôle, souvent secondaire, dans le rendu subjectif. Avec les dernières technologies de visualisation, le signal TNT peut être, lui, parfait (intensité et qualité) mais pas l'image... quelle que soit la compression MPEG.