Le HDR pour tous : comment choisir son convertisseur HDR ? par Nicolas Dallery
La conversion HDR et son utilité
Alors que les productions et les diffusions HDR sont de plus en plus fréquentes, beaucoup de questions se posent autour de la gestion du signal HDR tout au long de la chaîne de traitement vidéo, en particulier quand des équipements ou contenus SDR (HD ou UHD) doivent cohabiter avec des équipements ou contenus HDR (UHD). En effet, différentes solutions de conversion SDR-HDR (et vice versa) sont maintenant disponibles sur le marché et peuvent être utilisées en différents points de la chaîne de traitement vidéo (sortie du CCU d’une caméra, mélangeur vidéo, avant ou après une grille de diffusion ou en sortie du système de diffusion). La plupart de ces solutions réalisent une conversion en temps réel avec une latence plus ou moins faible ce qui permet leur utilisation pour des productions en direct.
Nous pouvons distinguer deux technologies de conversion différentes, les conversions basées sur l’utilisation de LUT statiques et les conversions dynamiques et adaptatives. Ces types de conversion font appel, pour certaines, à l’utilisation de metadata.
Les conversions HDR statiques
Les LUT statiques utilisent un schéma de conversion fixe. Elles sont adaptées quand les contenus vidéo sont statiques, et en particulier lorsque les contenus à convertir ne subissent pas de changements de luminosité significatifs. Ce type d’outils permet d’obtenir un résultat correct et acceptable dans la plupart des cas. Cependant, il peut générer un résultat non satisfaisant quand les conditions de luminosité varient au cours d’une production ou quand une même image intègre des zones sombres et des zones très lumineuses. Aussi, les LUT statiques donnent des résultats qui ne permettent pas de tirer le bénéfice attendu grâce au HDR en termes de dynamique et de contraste de l’image.
Les conversions HDR dynamiques
Les conversions dynamiques et adaptatives permettent d’obtenir un résultat de conversion exceptionnel. Elles mettent en œuvre un mécanisme d’analyse de chaque image d’une vidéo et appliquent à chacune d’entre elles la correction la mieux adaptée. Le processus de conversion est automatique et ne nécessite aucun réglage ou ajustement en direct. Ces techniques respectent généralement l’intention artistique et atteignent des performances excellentes pour tout type d’image. Elles permettent de tirer profit de toute la plage dynamique de l’écran et restituent un signal HDR proche du résultat obtenu avec du HDR natif. Les conversions dynamiques et adaptatives sont sans compromis.
Des métadonnées ?
Certaines de ces conversions, LUT statique ou conversion dynamique, associent dans leur mécanisme de conversion l’utilisation de metadata. Ces metadata contiennent les paramètres de la conversion associés à chaque image ou à la prise de vues (réglages caméra). Elles doivent nécessairement être transportées avec l’image ce qui alourdit fortement la solution système, avec des contraintes d’interopérabilité entre équipements.
L'importance du round-trip
De plus, en ce qui concerne les conversions en cascade, un autre concept important dans le domaine des conversions SDR vers HDR et HDR vers SDR est le round-trip. Il s’agit d’utiliser une solution de conversion qui permet de retrouver le signal d’origine (au moins d’un point de vue perceptuel) après des conversions successives. Cette fonctionnalité est très importante dans les workflows de production live car elle permet de faciliter l’alignement de caméras hétérogènes (SDR et HDR) et elle assure que le signal de sortie du mélangeur, une fois converti en SDR, est identique à l’image que l’ingénieur vision a vérifiée sur son moniteur SDR lors de la captation. Par ailleurs, l’ajustement manuel en live des paramètres de conversion rend le round-trip impossible à garantir en l’absence de metadata.
b<>com *Sublima*, convertisseur HDR tout-terrain
b<>com est la première organisation à avoir introduit sur le marché une solution de conversion adaptative et dynamique en temps réel. Dès 2016, b<>com a adressé la problématique du tone expansion (SDR vers HDR) puis dans la foulée la partie plus complexe qu’est le tone mapping (HDR vers SDR). Ces technologies ont été récompensées par un « NAB Innovation Award » en 2017 et un « NAB Product of the Year Award » en 2019.
La solution b<>com offre tous les avantages des techniques de conversion dynamique et adaptative temps réel, sans aucune nécessité de réglage manuel. Elle garantit un résultat de conversion optimal, quel que soit le contenu vidéo. Malgré les paramètres de conversion dynamiques, elles ne requièrent pas l’utilisation de metadata, et permettent, malgré tout, de garantir un « round-trip » parfait.
Nos algorithmes de conversions ont été optimisés et perfectionnés avec l’aide d’acteurs de références dans le domaine du HDR. Ils sont disponibles sous la forme d’une librairie logicielle ou d’IP compatibles avec des composants électroniques tels que des FPGAs. b<>com fournit ces solutions aux leaders du marché de la vidéo.
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