Qu'est-ce que la fréquence d'images fps ?

La fréquence d'images est le nombre d'images fixes, appelées images, qu'une vidéo affiche chaque seconde. L'unité est les images par seconde, écrite fps. Les normes techniques parlent aussi de fréquence d'images.

Dans un fichier vidéo, la fréquence d'images est une valeur de métadonnées qui décrit le flux vidéo. À 25 fps, chaque image reste à l'écran pendant 1/25 de seconde, soit 40 millisecondes.

Quels fichiers le portent

Les formats vidéo comme MP4, MOV, MKV, WebM, AVI, WMV et FLV peuvent contenir une fréquence d'images. Chaque format stocke cette valeur à sa manière :

• MP4 et MOV : une table de correspondance temps/échantillon liste des séries d'images qui ont la même durée. ExifTool calcule VideoFrameRate comme une moyenne à partir de cette table. Certains fichiers MP4 stockent aussi des fréquences moyenne et maximale dans des balises comme VideoAvgFrameRate et VideoMaxFrameRate.
• MKV : le champ DefaultDuration indique le temps par image en nanosecondes. Le champ FrameRate est uniquement informatif.
• WebM : ce format est un sous-ensemble de Matroska et peut aussi utiliser DefaultDuration. Les recommandations WebM marquent FrameRate comme obsolète.
• AVI : le débit dans un en-tête de flux, divisé par son échelle, donne la fréquence d'images.
• WMV et FLV : les métadonnées peuvent contenir une balise de fréquence d'images.

Un flux audio n'a pas de fréquence d'images de ce type. ffprobe de FFmpeg indique 0/0 pour celui-ci.

À quoi ressemblent les valeurs

Un rapport peut afficher la fréquence d'images sous forme décimale, comme 29.97, ou sous forme de fraction, comme 25/1. La fraction 25/1 signifie 25 images en 1 seconde. Une fraction reste exacte lorsque la fréquence n'est pas un nombre entier.

Voici des valeurs typiques :

• 24/1 : 24 fps, la fréquence typique de la pellicule de cinéma
• 24000/1001 : environ 23,976 fps, que FFmpeg appelle ntsc-film
• 25/1 : 25 fps, que FFmpeg appelle pal
• 30000/1001 : environ 29,97 fps, que FFmpeg appelle ntsc
• 50 et 60 : fréquences courantes pour les mises en ligne de vidéos, selon YouTube
• 120 : une limite supérieure, pas une valeur typique. C'est la fréquence la plus élevée dans la norme UIT pour la télévision ultra haute définition.

Fréquence d’images constante et variable

Avec une fréquence d'images constante, chaque image dure le même temps. Avec une fréquence d'images variable, le temps entre les images change au cours de la vidéo.

ffprobe de FFmpeg affiche 2 champs : avg_frame_rate est la fréquence moyenne, et r_frame_rate est une fréquence de base. La fréquence de base est la plus faible qui permet de représenter tous les horodatages avec précision, et la documentation FFmpeg la décrit comme une estimation.

Par exemple, si les images durent soit 1/25, soit 1/50 de seconde, r_frame_rate est 50/1. La moyenne est plus faible, donc les 2 champs diffèrent. Les horodatages sont comptés en unités de la base de temps.

D'où vient la valeur

Une vidéo enregistrée reçoit sa fréquence d'images pendant l'enregistrement. Un encodeur peut la modifier ensuite, par exemple en supprimant des images pour réduire la taille de la vidéo.

Une vidéo entrelacée peut afficher une valeur différente. Pour cette vidéo, le framework AVFoundation d'Apple indique la fréquence de trame entrelacée (field rate), et non la fréquence d'images.

Pourquoi c'est important

La fréquence d'images influe principalement sur la fluidité du mouvement. Une fréquence plus élevée donne un mouvement plus fluide, mais l'amélioration diminue à mesure que la fréquence augmente. En dessous d'environ 12 images par seconde, vous voyez une suite d'images fixes plutôt qu'un mouvement.

À partir de 24 fps, le mouvement paraît généralement fluide, et 30 ou 60 fps sont de bons objectifs. Une fréquence plus élevée rend aussi le fichier compressé plus volumineux, sauf si l'encodeur réduit la fréquence. Ainsi, 60 fps peuvent paraître plus fluides que 30 fps, mais le fichier grossit.

YouTube vous demande de mettre en ligne une vidéo avec la même fréquence d'images que celle de l'enregistrement. À fréquence constante, la fréquence multipliée par la durée donne le nombre d'images. Ainsi, 25 fps pendant 4 secondes donnent 100 images.