Restauration des pistes sonores optiques
cinématographiques

Dégradation des pistes son optiques

La piste son optique étant enregistrée sur le même support que les images du lm, elle subit, en conséquence, le même type de dégradations que l’on trouve sur une pellicule cinématographique : poussières, moisissures, taches, rayures …etc. De plus, la piste son est quelquefois très dégradée, par abrasion du lm (la piste son se trouve près des perforations). La gure 1.5 illustre quelques exemples de pistes son dégradées. La mauvaise exposition des pistes son est un autre type de défauts, il est dû à la propagation de lumière durant les diérentes copies. L’eet de la mauvaise exposition est plus clair sur les pistes à largeur variable. Remarquons, par exemple, que la piste sous-exposée de la gure 1.6 a des pics très pointus. 1.5 Restauration des pistes son optiques Pour faire face aux dégradations des pistes son optiques, celles-ci sont généralement d’abord converties en signal audio. Ce signal est ensuite restauré par des méthodes numériques de traitement du signal [52]. 6 Chapitre 1. Introduction Figure 1.5  Exemples de pistes son dégradées. Les détails de la résolution et de l’échelle seront données ultérieurement. De nos jours, plusieurs entreprises et laboratoires de recherche travaillent sur des méthodes de traitement du signal qui ont bien apporté leurs fruits dans le domaine de la restauration audio ([28, 72]). Cependant, aussi performantes qu’elles soient, ces méthodes ne permettent pas de distinguer entre quelques artefacts audio dus à la dégradation du lm, et d’autres sons originellement présents dans la piste son. La restauration de la piste son optique directement dans le domaine image aurait, quant à elle, plusieurs avantages :  Tout d’abord, les défauts sont visibles, il n’est donc pas nécessaire de connaître leur équivalents dans le domaine audio pour pouvoir les restaurer.  De même, l’information géométrique peut être utilisée pour la restauration. Dans  les pistes à largeur variable, par exemple, le fait que les deux côtés sont symétriques peut être utilisé pour restaurer le côté dégradé, en utilisant son côté symétrique. Quant aux pistes à densité variable, le fait que les lignes ont un niveau de gris constant peut aussi être utilisé pour localiser les défauts.  Enn, ce type de restauration permet un retour à la version originelle de la piste son, puisqu’il permet de distinguer entre les artefacts dus à la dégradation et les sons originellement présents. Ce dernier point est d’une importante cruciale pour les archivistes du lm. Il est important de noter que ce type de restauration n’est pas destiné à remplacer la restauration dans le domaine audio. Ces deux approches de restauration sont en eet complémentaires.

Le projet RESONANCES

C’est dans cet ordre d’idées que le projet RESONANCES (REstauration du SON par ANalyse de séquenCES d’images) a été lancé en 2006. Ce projet regroupe les quatre partenaires suivants : 8 Chapitre 1. Introduction  Général de Travaux Cinématographiques (GTC), représenté par son directeur technique, Christian Comte. Ce laboratoire assure toute la chaîne de production et de copie des lms sur les pellicules cinématographiques. Dans le cadre du projet RESONANCES, GTC fournit une partie du corpus, participe à l’intégration de la caméra linéaire, agit en tant que conseiller concernant les normes et usages des diérentes pistes sonores optiques et contribue à la validation des résultats.  Centre National de Cinématographie/ Archives Françaises du Film(AFF), représenté par Nicolas Ricordel, responsable du pôle numérique du service laboratoire et restauration. Les AFF assurent l’ensemble des missions liées aux collections de lms conées à l’Etat. Dans le cadre de ce projet, les AFF ont les mêmes rôles que le GTC.  Université de la Rochelle/ Laboratoire Informatique, Image, Interaction (L3I), le L3I est impliqué depuis plusieurs années dans la restauration des lms anciens. Il participe dans le cadre de ce projet à la recherche fondamentale, puis prend en charge le portage et l’intégration des outils, ainsi que le développement de la plate-forme d’acquisition avec caméra linéaire.  Ecole des Mines de Paris/ Centre de Morphologie Mathématique (CMM), le CMM a été impliqué dans la restauration des lms anciens via le projet ESPRITNOBLESSE. Son rôle au sein du projet RESONANCES est le développement d’algorithmes automatiques pour la restauration des pistes optiques. Déleur utilisé La gure 1.7 montre le déleur utilisé dans le cadre de ce projet. Ce déleur a été créé en adaptant un sepmag player (appareil permettant la lecture des pistes magnétiques séparées). La capture est assurée par une caméra linéaire utilisant une optique macro de Schneider-Kreuznach. Cette caméra permet la capture de 48000 lignes de 512 pixels par seconde avec un niveau de gris codé sur 12 bits. L’éclairage est, quant à lui, assuré par une diode électroluminescente (LED). Caractéristiques Actuellement, les enregistreurs cinématographiques bénécient d’une bande passante de 20Hz à 14KHz. La résolution spatiale de la pellicule utilisée pour les pistes son optiques est d’environ 100 lignes par mm. Puisqu’une pellicule de 35 mm déle à la vitesse de 456 mm par seconde, la bande passante maximale du lm ne peut dépasser 22Khz [34]. Dans une pellicule 35 mm, la piste son optique a une largeur standardisée de 2,13 mm. Dans le cas de notre déleur, la taille de la piste en largeur est de 512 pixels ; notre système ore donc une résolution horizontale de 6105 pixels par pouce.  Figure 1.7  Déleur du projet RESONANCES. Une seconde de son correspond à une longueur de 18 pouces, soit 45,72 cm. La fréquence d’acquisition de notre déleur est de 48000 lignes par seconde ; la résolution verticale est donc de 2666 pixels par pouce. Conversion numérique en audio Une fois la piste son numérisée, il est facile de la convertir numériquement en un signal audio. En eet, puisque l’amplitude du signal audio est, à chaque instant, proportionnelle à la quantité de lumière qui traverse la piste son, elle peut donc être mesurée par la somme des niveaux de gris de chaque ligne perpendiculaire à la direction de délement du lm. Plus cette somme est importante, plus large est la région transparente et plus la quantité de lumière traversant la piste son est importante (gure 1.8). Cette même méthode est utilisée pour les pistes à largeur variable et pour les pistes à densité variable. Notons que la conversion numérique d’un signal audio en une piste son peut se faire en aectant à chaque valeur d’amplitude du signal, une largeur qui lui est proportionnelle (dans le cas des pistes à largeur variable) ou un niveau de gris qui lui est proportionnel (dans le cas des pistes à densité variable).