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HDMI, la connexion audio-vidéo universelle

En-tête HDMI : la prise audio vidéo universelle HD

La liaison HDMI se présente sous forme d'une prise miniature comprenant 19 broches. C'est la prise standard type A. Un autre format de prise est normalisé, le type B, avec 29 broches, pour les résolutions supérieures au 1080i. Les câbles sont toujours de type mâle/mâle. Leur longueur est limitée à une quinzaine de mètres pour préserver la bande passante élevée. Il est possible de dépasser cette distance en utilisant des répétiteurs actifs, des amplificateurs de signal (booster), des liaisons par fibre optique ou par câbles de type catégorie 5.

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Câble DHMI NorStone HDS-500Remplaçant la péritel, la fiche HDMI fait passer tous les signaux dans un seul câble. Ces signaux sont transmis en numérique. Les contrôleurs (entrée et sortie) savent interpréter de nombreux signaux utiles pour simplifier l'utilisation des appareils : le signal OSD (affichage des réglages à l'écran, sur le téléviseur) peut passer d'un appareil à l'autre, tout comme les signaux de télécommande. On appréciera ainsi des fonctions comme le CEC (différentes appelations selon les constructeurs) ou One Touch Display (j'appuie sur une touche du DVD et tous les appareils de la chaîne jusqu'au téléviseur se règlent sur le DVD)... ou le One Touch Record pour enregistrer d'un geste l'émission en cours.

La liaison HDMI permet le passage de l'audio, de la vidéo et des signaux de contrôle avec les performances suivantes :

Vidéo

Codage en RVB 4:4:4, YCbCr 4:2:2 et YCbCr 4:4:4
Flux de 25 à 165 MHz (standard). 330 MHz avec le connecteur B.
Encodage compatible DVI (dual-link avec le connecteur B)
Syncho séparée
Formats vidéo standards reconnus:

  • 640 x 480p - 60 Hz
  • 1280 x 720p - 60 Hz
  • 1920 x 1080i - 60 Hz
  • 720 x 480p - 60 Hz
  • 720 (1440) x 480i - 60 Hz
  • 1280 x 720p - 50 Hz
  • 1920 x 1080i - 50 Hz
  • 720 x 576p - 50 Hz
  • 720 (1440) x 576i - 50 Hz

D'autres formats sont définis pour la très haute définition et nécessitent le connecteur B (HD 1920 x 1080p, UHD 4K 3840 x 2160).
Prise en compte et transmission du HDCP (High Definition Content Protection).

hdmiDTS HD Master AudioAudio

1 à 8 canaux discrets encodés en 32, 44.1, 48, 88.2, 176.4 ou 192 kHz. La connectique HDMI est absolument indispensable pour profiter des pistes audio 7.1 des disques Blu-ray en Dolby True HD et en DTS HD Master Audio.

Contrôles

Transmission bidirectionnelle des signaux de contrôle.
Transmission des signaux d'identification, d'OSD, de télécommande.

Pourquoi choisir la liaision HDMI ?

En quelques mots, la liaison HDMI est la plus récente et la plus performante. Soutenue par les principaux fabricants d'équipement audio-visuels, elle est désormais présente sur la majorité des appareils, même les plus économiques.

Compraison de taille péritel/HDMILes avantages sont :

  • Liaison 100% numérique : pas de compression, pas de conversion. Les signaux audio et vidéo sont transmis sans aucune altération depuis la source jusqu’au dernier élément de votre système.
  • Compatible avec les meilleurs standards de son et de vidéo haute-définition (jusqu’à 8 canaux de son, échantillonnage jusqu’à 192 kHz, vidéo HD en 1080i, 1080p avec le connecteur B)
  • Gestion de l’espace colorimétrique YUV
  • Tout passe par un seul câble. Un câble HDMI remplace 8 câbles audio et 5 câbles vidéo.
  • Réglage automatique de la TV ou du projecteur sur la source.
  • Fonctions permettant d’assigner tous les réglages pour écouter ou enregistrer avec une seule touche.
  • Taille de câble réduite, plus facile à dissimuler.
  • Qualité vidéo et audio meilleure qu’en analogique grâce à l’absence de conversion. Le support est numérique et l’écran aussi… alors pourquoi passer par des étapes de conversion ?

cable hdmiQuels sont les appareils concernés ?

La liaison HDMI concerne surtout les appareils home-cinéma pour profiter des possibilités de la haute-définition :

  • Lecteurs Blu-ray et HD-DVD haute définition
  • Lecteurs de DVD avec sortie progressive
  • Décodeurs numériques pour câble/satellite compatibles MPEG4
  • Téléviseurs plasma, LED, LCD, vidéoprojecteurs offrant un affichage haute definition
  • Les cartes vidéo des PC-HC
  • Les amplificateurs audio-vidéo
  • Les caméscopes et appareils photo haute définition

Quelques précisions sur les normes

La bande passante sur un lien simple HDMI de type A est de 10,2 Gbps (soit une fréquence de 340 Mhz), jusqu'à la norme HDMI 2.0 qui dispose d'une bande passante de 18 Gbps.
Il a été défini 2 catégories pour les câbles dans la version 1.3 de la norme. Pour obtenir la certification HDMI jusqu’à 1.2a, le câble doit supporter au moins une fréquence pixel de 75 MHz (soit 1080i). Le fait de supporter le 1080p, soit 165 MHz, est déjà supérieur à ce qui est nécessaire. Les câbles compatibles 1080p spécifiés en HDMI 1.2a ou inférieure supportent donc des fréquences pixel de 165 MHz, ce qui, dans la spécification 1.3, les place entre la catégorie 1 et 2. Jusqu’à la version 1.2a, les codages numériques d’un pixel s’effectuent sur 24 bits (8 bits pour chaque couleur), et dans la version 1.3, ils peuvent s’effectuer sur 30, 36 ou 48 bits (fonctionalité Deep Color). C’est l’association de cette possibilité avec le format 1080p qui conduit à des fréquences plus élevées dans le câble.

Norme 2.0

Logo 4KLa principale nouveauté de la norme HDMI 2.0 repose sur une augmentation significative de la bande passante, presque doublée puisqu'elle passe de 10,2 Gbit/sec à 18 Gbit/sec. L’objectif est de permettre la transmission d’un flux vidéo 4K (4096 x 2160 pixels, ou 2160p) à la cadence de 60 images par seconde, contre 24 actuellement. La norme HDMI 2.0 permet également la transmission simultanée de 32 canaux audio, avec une fréquence d’échantillonnage potentielle de 1,536 MHz. S’ajoutent à cela la prise en charge du ratio 21:9 et de nouvelles extensions CEC pour piloter plusieurs appareils chaînés les uns aux autres.

Norme 1.4

norme hdmi

La norme HDMI 1.4 ajoute aux spécifications des précédentes révisions la compatibilité avec les flux vidéo 3D, le retour audio (ARC) et une liaison Ethernet notamment. Attention, la présence d'une connectique HDMI 1.4 sur un appareil ne garantit pas l'implémentation de l'ensemble de ces technologies. En effet, seul le support de la 3D est implicite, le reste étant optionnel. L'Audio Return Channel (ARC ou retour audio) permet le décodage par l'amplificateur du son d'un téléviseur compatible par le biais d'un unique câble HDMI. L'utilisation d'un câble S/PDIF n'est donc plus obligatoire. L'Ethernet Channel (ou canal Ethernet), permet à un périphérique connecté via sa prise RJ45 à une box, par exemple, de prolonger le réseau filaire au travers de la connectique HDMI. Cette souplesse évite d'avoir à utiliser d'autres câbles Ethernet afin d'accéder à Internet depuis les autres appareils de son installation (téléviseur,lecteur BR, amplificateur, disque dur multimédia, etc). La norme HDMI 1.4 est capable de supporter des résolutions 4 fois supérieures à la résolution 1920 x 1080, pour atteindre jusqu'à 3840 x 2160 pixels à 24 ips (norme UHD 4K). Enfin, l'espace colorimétrique est étendu, avec le support des normes sYCC601, Adobe RGB et Adobe YCC601, pour une reproduction encore plus riche et plus réaliste des couleurs.

  • Fonction HEC (HDMI Ethernet Channel) : autorise le transfert de données à haute vitesse (jusqu'à 100 Mbps) entre différents appareils compatibles. Dans la pratique, cela permet à un lecteur Blu-ray connecté à Internet et compatible HDMI 1.4 de partager son accès réseau, via un câble HDMI 1.4, avec le téléviseur compatible auquel il est relié.
  • Audio Return Channel (ARC) : cette spécification simplifie la connexion d'un ampli audio-vidéo au téléviseur puisqu'avec un seul câble HDMI, on peut, d'une part, envoyer l'image qui transite par l'ampli vers le téléviseur (lecture Blu-ray, par exemple) et, d'autre part, récupérer le son du téléviseur pour l'envoyer vers l'ampli (plus besoin de câble audio numérique supplémentaire entre l'écran plat et l'ampli).
  • Compatibilité avec l'affichage 3D haute définition (double flux vidéo en résolution 1080p).
  • Ultra haute définition (UHD) : la norme HDMI 1.4 est capable de supporter des résolutions 4 fois supérieures à la résolution 1920 x 1080p, pour atteindre jusqu'à 3840 x 2160 pixels à 24 Hz.
  • Extension de l'espace colorimétrique : les normes sYCC601, Adobe RGB et Adobe YCC601 sont supportées, pour une reproduction encore plus riche et plus réaliste des couleurs.
  • Nouveau connecteur micro HDMI compatible 1080p destiné aux appareils nomades haute définition, deux fois plus petit que le connecteur mini HDMI.
  • Automotive Connection System (système de connexion embarqué) : il s'agit de spécifications concernant la distribution de contenus haute définition à l'intérieur d'un véhicule et qui tiennent compte des contraintes spécifiques telles que la chaleur dans l'habitacle (véhicule stationné au soleil), les vibrations et les bruits de roulement, etc.

Normes 1.3b et 1.3c :

Ces normes sont des révisions de conformité qui n'ont aucun effet sur les fonctionnalités.

Norme 1.3

  • Possibilité de connecteur miniature (type C) pour les futures utilisations HDMI sur produits nomades.
  • Support des nouveaux formats audio HD : DTS HD, DolbyTrue HD.
  • Fonction "Lip-sync" pour une synchronisation automatique de l’image et du son.
  • Possibilité de codage des couleurs sur 48 bits maxi pour les 3 couleurs (au lieu de 24 bits) appelée Deep Color.
  • Création de 2 catégories de câbles :
  • Catégorie 1 : 1080i maximum (idem version précédente) correspond à une fréquence pixel max de 75 MHz.
  • Catégorie 2 : 1080p avec codage des couleurs plus détaillé (jusqu’à 48 bits), fréquence pixel jusqu’à 340 MHz.

Norme 1.2a

  • Introduction d’un connecteur plus "ferme" mais avec les même formes et brochages.

Norme 1.2

  • Support de l’audio SACD.

Norme 1.1

  • Support de l’audio DVD-AUDIO (PCM 192 kHz / 24 bits 2 ch, PCM 96/24 8 canaux). Description du 1080p (mais pas obligatoire)

Norme 1.0

  • Version initiale, spécification Vidéo basée sur DVI 1.0. 480i/p, 576i/p, 720p, 1080i. Audio : Dolby Digital, DD EX, DTS, DTS ES, DTS 96/24, PCM 96/24 2 canaux.
  • Dimensions normalisées du connecteur HDMI de type A, le plus courant pour les applications home-cinéma.


Dimensions du connecteur HDMI normalisé