Nous avons rencontré Matthieu de Lafontan, chef de projet chez OBV.TV, et Guy Ducos, en charge du Business Development HDR pour Philips. Ils nous ont permis de mieux appréhender l’offre de Technicolor dédiée aux images à haute dynamique. Nous vous proposons une synthèse de nos échanges dans cet article.
Situation
Depuis des dizaines d’années, le format SDR (Standard Dynamic Range) était calibré de la même manière pour tout le monde. Si l’utilisation de ce format est la référence encore aujourd’hui, ses capacités optimisées au départ pour des écrans TV à tubes sont clairement limitées pour les nouvelles TVs Oled ou LCD.
Le HDR a donc été développé et offre de grandes possibilités, mais également une très grande diversité qui va nécessiter des adaptations. Les options proposées aux producteurs sont nombreuses.
La première étape est le choix du format : HLG (Hybrid Log Gamma), HDR10, compatible SDR ou avec une forte dynamique HDR ? Quelles que soient les réponses à ces questions, des sources différentes doivent être traitées en production, selon les caméras, les contenus ou les continents (Brésil, USA, Corée, Chine, Angleterre). Les chaînes de télévision doivent pouvoir mélanger différents formats en entrée et les adapter dans le format choisi en sortie.
Le HDR met du temps à se déployer car malgré ses évidents intérêts qualitatifs, il ne génère pas de revenus supplémentaires pour les producteurs ou les distributeurs. Le coût d’exploitation doit donc rester limité. Il faut également optimiser la qualité de réception des programmes chez l’utilisateur final, quelles que soient les capacités de son téléviseur.
Advanced HDR by Technicolor
C’est pour aider les producteurs et les distributeurs à relever les défis du HDR que Technicolor, en partenariat avec Philips et InterDigital, a créé deux solutions regroupées sous le terme Advanced HDR by Technicolor. Ces deux solutions entièrement décrites et standardisées (ITU, ETSI, SMPTE…) peuvent être utilisées indépendamment en production et/ou en distribution et sont disponibles en versions logicielles ou matérielles.
Technicolor HDR ITM
Technicolor HDR ITM (Intelligent Tone Management) cible les nombreuses sources SDR existantes qui doivent être up-converties en HDR : une transformation qui comporte des choix artistiques sur lesquels il est possible d’intervenir. Cette solution intègre des réglages dédiés à l’association de caméras SDR et HDR. Les traitements sont dynamiques : l’image en entrée est analysée avant la conversion pour optimiser les détails qui ne sont pas forcément présents dans les mêmes zones tonales. La conversion d’images sombres sera différente de celle d’images brillantes. La technologie Technicolor HDR ITM a gagné le Lumière Award à Hollywood en 2015. Elle est basée sur l’intelligence artificielle et le machine learning à partir de l’analyse du travail effectué par des étalonneurs Technicolor sur 2 500 images. L’outil a été optimisé pour la production live.
Technicolor HDR (Down conversion et distribution SL-HDR)
L’autre outil simplement nommé Technicolor HDR permet la conversion de n’importe quel format HDR en entrée vers différents formats de HDR ou de SDR. Il cible les productions en direct ou les solutions de diffusion. La génération du format SDR va dépendre des caractéristiques des images. Pendant la conversion, chaque image est analysée afin de déterminer les courbes de transfert idéales qui seront ensuite intégrées au flux vidéo sous forme de métadonnées. Les métadonnées serviront de guide pour les téléviseurs afin d’optimiser chaque image aux capacités spécifiques des écrans.
Solutions matérielles ou logicielles
Pour la production live en car régie, les solutions ont été intégrées dans les cartes matérielles de conversion Cobalt Digital au format OpenGear utilisées par France Télévisions lors des Open de Tennis. La distribution des produits Cobalt en France est effectuée par OBV.TV. Concernant la production en régie centrale, le playout « UHD Channel » de BBright intègre également ces solutions Technicolor ce qui permet de recevoir et mélanger n’importe quel format d’entrée et de produire une chaîne TV homogène en HDR ou SDR en sortie. Pour le traitement logiciel des fichiers, la société Cinnafilm combine la technologie Advanced HDR de Technicolor à ses outils de gestion des textures et de réduction du bruit Dark Energy, dans sa solution Xenon.
Conversion dynamique
Les solutions Technicolor HDR peuvent donc être utilisées pour la conversion SDR-HDR du flux vidéo de caméras ou en traitement de fichiers qu’ils soient graphiques ou vidéo. Le but est de produire et diffuser un format HDR homogène selon le choix fait par le diffuseur et de le transmettre sur un unique flux intégrant des métadonnées pour adresser l’ensemble des téléviseurs et des décodeurs du marché, SDR ou HDR. Un des concepts clés de la solution est la conversion dynamique : l’optimisation pour chaque image de la conversion grâce aux métadonnées. Avec une solution statique, si la qualité est bonne lorsqu’une caméra filme un plan serré sur « le brillant » d’une porte ouvrant vers l’extérieur, les réglages devront être adaptés à l’ombre principalement présente dans l’image lors d’un zoom arrière.
La solution Technicolor s’adapte automatiquement aux conditions après que des préréglages aient été préalablement préparés pour quelques cas typiques. Les coûts de production sont limités, car après l’optimisation des préréglages de la solution et la visualisation en amont des deux formats SDR et HDR, l’ingénieur vidéo travaille uniquement sur le flux HDR, la qualité de la conversion SDR étant assurée. Un seul ingénieur vision suffit donc pour gérer les deux formats SDR et HDR.
Formats SL-HDR (Single Layer HDR)
La solution de Technicolor a également été pensée pour la distribution et la contribution avec l’acheminement des formats SDR et HDR dans un flux unique. C’est le principe du SL-HDR1 qui comporte un flux de base SDR accompagné de métadonnées dynamiques qui permettent la « re-génération » du HDR. En contribution, le client dispose pour la réception d’une solution à base de cartes Cobalt Digital OpenGear pour la génération des deux flux.
Trois standards de distribution SL-HDR
Le flux SDR de base du format SL-HDR1 est totalement compatible avec tous les téléviseurs standards du marché. Les téléviseurs et boîtiers récepteurs compatibles SL-HDR utilisent quant à eux les métadonnées pour créer le flux HDR et optimiser la correspondance tonale (de la luminance) selon leurs performances propres. Les métadonnées permettent de s’adapter aux caractéristiques de chaque téléviseur. Par exemple, si l’étalonnage a été réalisé sur un écran professionnel de 2 000 nits, et que le téléviseur propose également 2 000 nits, les métadonnées permettront de proposer un HDR jusqu’à 2 000 nits. Si par contre le téléviseur ne peut afficher un contenu au-delà de 500 nits par exemple, les métadonnées permettront d’optimiser le contenu pour un rendu HDR optimal à 500 nits.
Ce format SL-HDR1 est utilisé par Sinclair Broadcast Group aux États-Unis sous la norme ASTC 3.0 avec un encodage 10 bits SHVC et par TV Globo au Brésil sous la norme SBTVD TV 2.5 avec un encodage AVC 8 bits. Le standard SL-HDR2 utilise une couche de base HDR10 qui peut être lue par les téléviseurs compatibles HDR 10. Arte HDR diffuse selon cette technologie avec un encodage HEVC 10 bits. Les téléviseurs SL-HDR exploitent les métadonnées pour l’optimisation de chaque image ou scène aux caractéristiques des écrans. Le standard SL-HDR3, dont les spécifications ont été publiées récemment, exploite une couche de base HDR HLG.
À ce propos, Guy Ducos nous précise que : « Les fabricants doivent certes obtenir le coût de la licence Technicolor pour exploiter les métadonnées, mais le téléspectateur est assuré d’une qualité optimale grâce au processus de certification des produits (TVs, décodeurs…) portant le logo “Advanced HDR by Technicolor”. À contrario, aujourd’hui, il existe de nombreux modèles de téléviseurs siglés HDR, sans vérification d’aucune caractéristique, qui font la même conversion statique pour toutes les images, et parfois de façon très approximative. Nous n’avons pas poussé trop tôt pour que la solution soit intégrée dans les téléviseurs, avant la stabilisation des normes. Le premier fabricant qui a souhaité rapidement arborer le logo “Advanced HDR by Technicolor” c’est LG, nous l’avons accompagné dans cette démarche. Des téléviseurs LG Oled certifiés “Advanced HDR by Technicolor” sont disponibles depuis 2018-2019. »
Article paru pour la première fois dans Mediakwest #40, p. 88-90. Abonnez-vous à Mediakwest (5 numéros/an + 1 Hors série « Guide du tournage) pour accéder, dès leur sortie, à nos articles dans leur intégralité.
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