TV 4K et vidéoprojecteurs : qu'est-ce que le "Color Banding" ?

Que ce soit avec une TV 4K, une TV 8K ou un vidéoprojecteur, les dégradés de couleurs peuvent être difficiles à rendre de manière satisfaisante à l’écran. Cela nécessite que le téléviseur ou le projecteur soit en mesure : 
1/ de recevoir et d'interpréter de petites différences de couleurs en provenance de la source vidéo.
2/ de reproduire ces nuances de couleurs de manière progressive. 
Lorsque ce n'est pas le cas, on constate une perte de qualité d'image sur les dégradés de couleurs. Ceux-ci apparaissent alors sous forme de plaques ou de bandes de couleurs successives au lieu d’être lissés et progressifs. C'est le Color Banding, appelé aussi postérisation ou solarisation.

Reproduire efficacement un dégradé de couleurs, c’est pouvoir l'afficher de manière progressive et nuancée. Les performances sur les dégradés de couleurs sont très importantes pour obtenir un affichage optimal des images, notamment en HDR.

Vous êtes friand de contenus à large plage dynamique HDR (HDR10, HDR10+, Dolby Vision) et vous souhaitez profiter au maximum du large espace colorimétrique qu’elles peuvent offrir ? Veillez à choisir une TV 4K HDR ou un vidéoprojecteur 4K offrant de bonnes performances en matière d’affichage des dégradés de couleurs.

Color Banding, postérisation, solarisation : définition

Le Color Banding, appelée également solarisation ou postérisation (posterization en anglais), se caractérise par une perte de qualité d'image sur les dégradés de couleurs. Au lieu d’être lissés et progressifs, ils apparaissent sous forme de plaques ou de bandes successives dont les teintes différentes sont nettement marquées. Ce phénomène est généralement dû à une profondeur des couleurs insuffisante du téléviseur ou du projecteur par rapport à la source. Il peut aussi s'agir d'une mauvaise gestion de l’espace colorimétrique par le diffuseur (TV ou projecteur) qui ne parvient pas à échantillonner correctement les couleurs.

Pourquoi y-a-t-il un effet de postérisation sur mon écran ?

Les dégradés à l’image sont reproduits avec des bandes de couleurs distinctes au lieu de présenter des transitions douces entre des teintes proches ? Cela peut s’expliquer de trois manières différentes :

• L'encodage du signal source présente une quantification des couleurs trop faible pour permettre un affichage nuancé.
• La dalle de l’écran du téléviseur ou la matrice d'affichage du projecteur n’offre pas suffisamment de nuances pour afficher correctement les nombreuses teintes de l’image source.
• Le traitement vidéo du téléviseur génère lui-même des bandes de couleurs.

La notion de profondeur des couleurs ou quantification

La profondeur de couleur, appelée aussi quantification, est le nombre de bits d'information utilisés pour indiquer à un pixel la couleur à afficher. Plus la quantification est importante, plus la fidélité des couleurs est élevée et plus le niveaux de nuances de chaque couleur est important, avec à la clé des dégradés plus doux et progressifs, et des couleurs plus réalistes.

• 8 bits = 256 tonalités de couleur par sous pixel (256 tons de rouge, 256 tons de vert, 256 tons de bleu), soit un peu plus de 16 millions de couleurs (256 x 256 x 256).
• 10 bits = 1024 tonalités de couleur par sous pixel (1024 tons de rouge, 1024 tons de vert, 1024 tons de bleu), soit un peu plus d’1 milliard de couleurs (1024 x 1024 x 1024).

Avec le développement des contenus vidéo HDR, les images avec des couleurs encodées sur 10 bits sont de plus en plus fréquentes. Il est donc important de disposer d'une TV UHD 4K capable de prendre en charge les couleurs sur 10 bits (c’est le cas de la majorité des TV compatibles HDR10 et Dolby Vision).

• Voir les TV 4K HDR
• Voir les TV 8K HDR
• Voir les TV QLED
• Voir les TV OLED

Quelles solutions en cas de postérisation ?

Vérifiez d'abord dans les caractéristiques de votre téléviseur s’il est en mesure d’afficher les images avec une grande profondeur de couleurs (dalle 8 bits + FRC ou dalle 10 bits). Les TV compatibles Deep Color et les modèles qui prennent en charge les contenus HDR et Dolby Vision en sont capables.

Quand vous regardez un film en 4K HDR depuis un lecteur Blu-ray 4K UHD, vous devez également vous assurer que les paramètres de sortie du lecteur et ceux de l’entrée HDMI sur laquelle il est branché sont adaptés. Il faut en effet activer les fonctions baptisées “Deep Color”, ou encore “couleurs pleines” ou “couleurs étendue” (le nom peut être différent selon les constructeurs). Si vous n’activez pas cette option, vous vous exposez à un risque de postérisation.

Vous avez correctement réglé ces paramètres et vous voyez toujours des bandes à la place des dégradés de couleurs ? Essayez de désactiver toutes les fonctionnalités de traitement vidéo qui sont activées. Des options comme le "contraste dynamique" peuvent en effet générer du “color banding” dans l'image.

Certains téléviseurs non HDR disposent d’un réglage baptisé “large gamme de couleurs” (WCG - Wide Color Gamut) qui leur permet d'afficher une gamme de couleurs plus large que la moyenne et doit en principe être activé avec les contenus HDR. Par contre, les contenus SDR risquent de voir leurs couleurs trop saturées avec cette fonction. Ce réglage est indépendant de la profondeur de bits, mais son activation peut parfois accentuer une mauvaise reproduction des gradations de couleurs. Il faut tester pour vérifier s’il est pertinent de l’activer ou pas.

Quels sont les réglages conseillés ?

Réglages optimum pour les sources (lecteurs Blu-ray, box TV, lecteurs réseau...)

• Résolution / fréquence : Auto
• Deep color : 10 bits / activé
• HDR/Dolby Vision : activé
• Espace couleurs : généralement Y'CbCr 4:4:4 ou Y'CbCr 4:2:2 mais il faut tester car il n’y a pas de règle absolue : en fonction de la TV et de la source, certains réglages offrent de meilleurs résultats que d’autres.

Réglage conseillé pour le format de signal en sortie HDMI des amplis 

Tous les amplis ne permettent pas nécessairement de régler ces paramètres. Les noms des réglages/fonctions peuvent changer d’une marque à l’autre.

• Signal 4K amélioré / Upscaling : activé si vous ne souhaitez pas que la TV réalise l’upscaling / désactivé si vous souhaitez que la TV réalise l’upscaling.
• Mode HDMI complet
• Couleurs 10 bits

Réglages conseillés pour les TV

• 4K Pure Direct / Direct
• Gamme de couleurs étendue
• Deep Color activé
• Dolby Vision activé

Remarque

Pour être sûr d’avoir des réglages optimaux, il peut être utile de réaliser une calibration du téléviseur en utilisant un disque de calibration comme le Spears & Munsil UHD HDR Benchmark.

Conclusion

L'affichage des dégradés de couleurs par un téléviseur révèle sa capacité à afficher des couleurs détaillées. Celle-ci est très importante avec les images HDR. Si vous souhaitez profiter au mieux des contenus à large plage dynamique (HDR10, Dolby Vision…), votre TV doit être en mesure d'afficher les dégradés de couleurs sans postérisation. C’est généralement le cas des téléviseurs compatibles HDR, dès lors qu’ils prennent en charge au moins le format HDR10. Si toutefois votre TV répond à ces exigences mais que vous constatez toujours des bandes de couleurs sur les dégradés, essayez de désactiver les différents traitements vidéo un par un pour voir lesquels génèrent du banding.