Ecrans plats : de la SD à la HD

On assiste à un engouement croissant pour les téléviseurs à écran plat de type LCD ou plasma capables d'afficher des images en haute définition (HD). Ces modèles qui arborent le fameux logo HD Ready et dont les prix ne cessent de baisser, séduisent par la qualité d'image qu'ils délivrent avec des sources HD. Hélas, les contenus HD sont encore très rares (si l'on excepte les rares titres disponibles au format Blu-Ray ou HD-DVD, ou les quelques chaînes diffusées par satellite ou ADSL).Pendant encore de nombreux mois, c'est donc une image en définition standard (SD) qui sera la plupart du temps affichée sur le téléviseur 16/9 HD Ready ou Full HD fraîchement acquis, qu'il s'agisse de films sur DVD ou des chaînes de la TNT. Aucun problème, ' qui peut le plus peut le moins ! ', seriez-vous tenté de dire... Hélas, en matière de TV HD, il n'en est rien : un téléviseur HD ne sait pas afficher directement une image en SD, tout simplement parce qu'elle ne contient pas assez de pixels ! Une image SD d'origine compte quelque 414 720 points (576 lignes de 720 points), alors qu'il en faut 920 600 pour un écran HD Ready (et même 2 073 600 pour un modèle Full HD). Pire, la plupart des sources vidéo connectées à un téléviseur ?" HD ou non ?" le sont par le biais d'une connexion analogique (Composite, S-Vidéo, composantes YUV). Or ces connexions véhiculent (sauf à de rares exceptions) un signal vidéo que l'on dit entrelacé, adapté au mode d'affichage par balayage des écrans cathodiques... mais qui ne convient pas à un affichage de type matriciel, celui-là même qu'utilisent les écrans plats ! Le téléviseur HD doit donc procéder à plusieurs traitements successifs avant d'être en mesure d'afficher l'image SD. Il peut encore être amené, selon le choix du spectateur, à adapter le rapport largeur/hauteur d'une image SD 4/3 à son propre rapport HD (qui lui est systématiquement 16/9), ce qui induit un nouveau traitement numérique (voir notre infographie).Ces multiples opérations altèrent de manière importante la qualité de l'image originale, au point qu'elle pourrait apparaître sur l'écran HD nettement moins bonne que sur un téléviseur classique. Un comble ! Aussi, les constructeurs ont-ils développé des dispositifs visant à améliorer l'image (DNIe chez Samsung ou Pixel Plus HD chez Philips, pour ne citer qu'eux) qui interviennent après adaptation de l'image à la dalle. Des processeurs spécialisés intégrés dans le téléviseur mettent ainsi en ?"uvre de puissants algorithmes visant à minimiser les défauts et autres artefacts de l'image convertie, le tout en temps réel.C'est précisément sur ce terrain du traitement de l'image que les constructeurs se livrent aujourd'hui à une surenchère technologique, la réactivité de la dalle LCD ou son taux de contraste, désormais peu différents d'un modèle à un autre, étant peu à peu relégués au second plan. Ce sont d'ailleurs ces traitements numériques qui font maintenant toute la différence et expliquent en grande partie les disparités de prix constatées entre des modèles HD aux caractéristiques par ailleurs très proches...

L'image est désentrelacée et des lignes sont ajoutées

Pour des raisons techniques historiques, l'affichage TV s'effectue en deux passes, les lignes paires puis les lignes impaires alternativement tous les 1/50^e de seconde afin d'obtenir 25 images complètes par seconde. Un écran LCD utilisant une matrice de points finie, il ne peut accepter ce mode d'affichage en deux temps. Aussi, un circuit est chargé de numériser (si la source est analogique) puis de réassembler les différentes lignes qui composent l'image de départ en mémorisant les informations d'un cycle à l'autre. Il s'agit du procédé de désentrelacement. Mais, même désentrelacée, l'image SD reste composée de 576 lignes alors que la dalle HD de l'écran requiert 720 lignes (TV HD Ready) voire 1 080 lignes (TV Full HD). Il faut donc mettre à l'échelle l'image originale (on parle de scale-up) en insérant artificiellement entre les lignes de l'image de départ des lignes calculées (+ 5 % sur un modèle HD Ready et même +87 % sur un modèle Full HD). Cet ajout de lignes par simple multiplication engendre de nombreux artefacts.

Les défauts sont corrigés

Du fait de ses traitements successifs, l'image HD résultante d'une source SD souffre d'un grand nombre d'artefacts (effets d'escaliers, aberrations géométriques, manque d'uniformité des couleurs dû au bruit numérique, etc. ). Un circuit d'amélioration intervient alors en analysant chaque partie de l'image en temps réel afin d'appliquer des effets de lissage et de régénération chromatique. Pour une efficacité maximale, ce circuit travaille sur plusieurs images consécutives de façon à anticiper notamment les mouvements.

Le format passe du 4/3 au 16/9

L'image peut maintenant être affichée sur l'écran HD, mais comme elle est toujours au format 4/3 (rapport largeur/hauteur), la dalle LCD ou plasma au format 16/9 ajoute de larges bandes noires sur les côtés. Pour que l'image s'affiche en plein écran, il faut soit l'étirer en largeur, ce qui engendre une déformation dite anamorphique, soit l'agrandir sans la déformer, mais en la coupant en haut et en bas.