Dans son communiqué, l’UIT évoque « une avancée considérable pour la radiodiffusion télévisuelle ». En fait, cette recommandation constitue la suite de la Rec BT.2020 de l’UIT-R sur la TV-UHD, approuvée en octobre 2015 et un complément attendu pour ce qui concerne les courbes de transferts OETF et EOTF. Le choix a donc été fait et deux courbes ont été retenues, la PQ et la HLG – déjà évoqués dans ces colonnes.
« La méthode de la quantification perceptuelle (PQ, perceptual quantization) permet d’obtenir une très vaste gamme de niveaux de brillance en utilisant une fonction de transfert non linéaire bien adaptée au système de vision de l’être humain. La méthode hybride log-gamma (HLG) permet d’obtenir une certaine compatibilité avec les dispositifs d’affichage plus anciens en raison d’une meilleure concordance avec les courbes de transfert précédemment établies pour la télévision. La Recommandation décrit aussi en Annexe 2, une procédure simple de conversion entre les deux options, HLG et PQ ».
Pour obtenir des précisions complémentaires, tout un chacun pourra consulter avec intérêt le document téléchargeable sur le site de l’IUT, intitulé Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange. Mais, point important qui explique le choix de deux courbes, il a été pris en compte que « les formats HDR-TV doivent avoir dans la mesure du possible une certaine compatibilité avec les workflows et infrastructures existants ».
Un document de référence
Suivent plusieurs tableaux de référence décrivant les caractéristiques spatiales et temporelles des images UHD, les coordonnées colorimétriques, les références de l’environnement pour un visionnement critique des programmes HDR. On trouvera ensuite la description précise des fonctions de transferts non linéaires PQ et HLG.
On notera que la Rec BT.2100 concerne les tailles d’image de l’UHD 1 & 2 (en intégrant aussi la HD 1 920 x 1 080) : « La Recommandation UIT-R BT.2100 donne en outre aux réalisateurs de télévision la possibilité de choisir entre trois niveaux de définition ou résolution: la TVHD (1 920 x 1 080), la TVUHD 4K (3 840 x 2 160) et la TVUHD 8K (7 680 x 4 320) – qui utilisent tous le système d’images à balayage progressif avec gammes de couleurs et de fréquence d’images élargies décrit dans la Recommandation BT.2020 de l’UIT. »
Cette recommandation n’est pas figée. En fonction des progrès rapides dans les technologies HDR, il est précisé que l’ITU-R élaborera le moment venu des mises à jour et des améliorations de cette recommandation.
La recommandation contient une autre annexe « informative » qui décrit les termes OETF, EOTF et OOTF et les relations entre les trois. L’OETF (opto-electronic transfer function) est la fonction de transfert qui convertit la lumière linéaire de la scène en un signal vidéo non linéaire, par exemple dans une caméra. L’EOTF (electro-optical transfer function) est la fonction inverse, qui convertit le signal vidéo vers la lumière linéaire générée par l’écran. L’OOTF (opto-optical transfer function) représente l’application des intensions de rendus lors de l’étape « artistique » de l’étalonnage.
Luminance non-constante et intensité constante
Dans toutes les caméras vidéo et dans tous les codeurs aujourd’hui, le signal Y (luma ou luminance) est élaboré à partir des trois composantes couleurs (R, V et B) déjà corrigées en gamma. Or cela débouche sur une luminance non constante, puisque dans le décodage couleur, les composantes couleurs C’b et C’r peuvent influer le recalcul de Y (le signe ’ indique que le signal a été pré-corrigé en gamma). Cet inconvénient était connu – et assumé – à l’élaboration des normes couleurs (cela date des années 1950), mais considéré jusque-là comme négligeable. Aujourd’hui, ce n’est plus le cas, du fait de l’amélioration constante des qualités de l’image, mais aussi avec l’utilisation des sous-échantillonnages couleurs importants comme le 4.2.0. dans de nombreux codecs.
À terme, il est envisagé de remplacer la luminance non constante (NCL) par l’intensité constante (CI). D’où l’introduction d’un nouveau codage couleur, l’ICtCp. Celui-ci permettrait de préserver la qualité en HDR, en particulier en 4.2.0. et lors de forts taux de compression. De même, un codage en 10 bits serait suffisant alors que 12 seraient nécessaire à qualité égale en NCL. Mais l’ICtCp ne doit pas encore être utilisé aujourd’hui, tous les partenaires dans l’élaboration de ces normes n’ayant pas encore donné leur accord.
Pour en savoir plus, on se reportera au ITU-R BT.2390-0 qui décrit les deux méthodes HDR et PQ et à la Rec BT.2020. https://www.itu.int/rec/R-REC-BT.2020/fr
* Cet article est paru pour la première fois dans Mediakwest #18, p.70. Soyez parmi les premiers à lire nos articles en vous abonnant à notre magazine version papier ici
