UHD – VIDEO

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6. La Représentation colorimétrique :

Rappel sur le signal YCbCr :

Comme vous le savez sans doute, les images en couleur sont reproduites sur pratiquement tous les écrans en combinant rouge, vert et bleu (RVB en Français ou RGB en anglais). Le signal RVB peut être transformé en une autre représentation appelée YCbCr, qui se compose d’un canal de luminosité en noir et blanc (Y) et deux canaux dits de différence de couleur (Cb et Cr). Après cette transformation, le signal YCbCr peut être connu en tant que :

• 4:4:4 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a aussi quatre Cb et Cr pixels sur les lignes paires et quatre Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Comme cela fait beaucoup de données et que le système visuel humain est beaucoup plus sensible à la luminosité que à la couleur, on a tendance à réduire le nombre d’infos Cb et Cr pour obtenir un signal en 4:2:2 ou 4:2:0.
• 4:2:2 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a deux pixels Cb et Cr pixels sur les lignes paires et deux Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Cela équivaut à couper la définition horizontale de l’information de couleur de moitié.
• 4:2:0 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a deux pixels Cb et Cr pixels sur les lignes paires et aucun Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Cela équivaut à couper la définition horizontale et verticale de l’information de couleur de moitié.

Dans les deux cas ( 4:2:2 et 4:2:0 ), les informations de couleur sont reconstruites en utilisant l’interpolation, dans lequel un processeur vidéo recrée les pixels manquants mais avec moins de précision.

Remarque : Une image vidéo en UHD 4:2:0 a ses 2 plans de chroma Cb et Cr en définition 1920×1080, donc il n’y a pas besoin de les downscaler en définition Full HD, ils sont nativement à cette définition ( aucune perte d’info de chroma lors du passage UHD vers Full HD ). Seul le plan Y’ de définition 3840×2160 doit être downscalé en définition Full HD ( ce qui rend cette opération de downscale très rapide ). Au final, après downscale, les 3 plans Y’CbCr sont donc en Full HD, donc en 4:4:4. Autrement dit, un signal vidéo UHD en 4:2:0 donne du Full HD en 4:4:4 après downscaling ( merci à Emmanuel Piat pour cette explication ).

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra HD Blu-ray ):

Les spécifications de l’ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent que seule la représentation YCbCr 4:2:0 sera exploitée.

A noter que les films disponibles en Blu-Ray ou DVD sont tous distribués en YCbCr 4:2:0.

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c’est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c’est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Le standard UHDTV de SMPTE autorise les trois représentations possibles en YCbCr. Jusqu’à présent, les captations se faisaient en 4:2:2, plus rarement en 4:4:4 et la diffusion se faisait en 4:2:0. Le consortium DVB, qui spécifie les paramètres type des signaux UHD télévisé exploitable en Europe, a fixé en janvier 2014 le 4:2:0 comme unique représentation possible lors de la phase d’introduction de l’UHD-1. Des négociations sont en cours pour que l’UHD-1 ( 2ème phase qui devrait voir le jour à partir de 2017 ) puisse être distribué en 4:2:2, voie en 4:4:4.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Du fait de la problématique liée à la faible bande passante internet disponible chez la majorité des consommateurs, la représentation en 4:2:0 restera longtemps le format de représentation référence sur le net.

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– Lien vers le sujet HCFR dédié à cet article : http://www.homecinema-fr.com/forum/vers-l-ultra-hd/ultra-hd-4k-8k-on-en-parle-t30031220.html

 

– Lien vers le sujet HCFR dédié à la reproduction HDR en projection et HDR10+ : http://www.homecinema-fr.com/forum/videoprojecteurs-full-hd/le-hdr-high-dynamic-range-en-projection-t30067280.html

 

– Lien vers le sujet HCFR dédié à la reproduction du Dolby Vision : http://www.homecinema-fr.com/forum/news-technologiques-video-images/la-reproduction-du-dolby-vision-et-hdr10-hdr10plus-t30082154.html

 

– Lien vers le sujet HCFR dédié au HDMI 2.1 : http://www.homecinema-fr.com/forum/vers-l-ultra-hd/hdmi-2-1-8k-120hz-48gbps-dynamic-hdr-t30077815.html

 

 

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