High-Definition Multimedia Interface
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Le HDMI (High Definition Multimedia Interface) est une interface audio/vidéo entièrement numérique capable de transmettre des flux non compressés. Le HDMI fournit une interface entre n'importe quelle source émettrice de contenu audio/vidéo digital compatible - comme un lecteur HD-DVD ou Blu-Ray, un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de...) ou une console de jeu - avec un récepteur compatible - tel qu'une télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont...) HD.

C'est le remplaçant actuel des anciennes normes analogiques comme la péritel (Péritel (l'abréviation de péritélévision) est un connecteur audio et vidéo utilisé en Europe qui permet une connexion rapide et fiable des signaux audio et vidéo analogiques au moyen d'un connecteur à 21 contacts. Il...) (SCART), ou la S-Vidéo.

HDMI supporte n'importe quel format de vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et non de type photochimique....), incluant la définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) standard, améliorée et haute définition ainsi que le son multi-canal, le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) sur un seul câble.

Il est indépendant des différentes normes de transmission de la TV digitale (Les digitales forment le genre Digitalis, environ 20 espèces de plantes herbacées classiquement placées dans la famille des Scrofulariacées. Les...) comme la Télévision numérique terrestre ( ), ou la télévision numérique par satellite (Satellite peut faire référence à :).

HDMI encapsule les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et non de type...) par TMDS pour la transmission des données. Au départ, le taux de transmission maximal était de 165Mpixel/s, suffisant pour assurer la résolution de 1080p (1080p est une définition vidéo Full HD commun (CIF) de 1 920×1 080 pixels en balayage progressif dont la fréquence s'échelonne de 24 à 100 Hz d'un rapport 16/9 et notamment utilisée par la...) à 60Hz ou de la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus souvent...) UXGA (1600x1200), mais la norme HDMI 1.3 a permis d'augmenter la transmission jusqu'à 340Mpixel/s.

HDMI permet aussi la transmission du son jusqu'à 8 canaux non compressés sur un taux d'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) de 192KHz avec 24bit/échantillon ainsi que le support de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans...) audio compressés comme le DTS et le Dolby Digital. Il offre, de plus, le support du format Super Audio CD (SACD) avec des taux pouvant atteindre 4 fois le taux du SACD. La norme HDMI 1.3 apporte enfin le support de flux audio de très haute qualité -sans perte de qualité (lossless)- tels que le Dolby True HD et le DTS-HD Master Audio.

Le connecteur HDMI standard de Type A comporte 19 broches, et une version de connecteur permettant une résolution supérieure appelé connecteur type B a aussi été définie. Le connecteur type B possède 29 broches lui permettant de supporter de très hautes résolutions pour les écrans à venir. Il est destiné aux résolutions supérieures au WQSXGA (3200x2048).

Le Type A est rétro-compatible avec le DVI Single-link (DVI-D, DVI-I mais pas DVI-A) qui est largement utilisé dans les moniteurs d'ordinateurs et les cartes graphiques. Cela signifie qu'un émetteur utilisant la norme DVI-D peut diriger un écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et...) à la norme HDMI -avec un adaptateur-, et vice et versa, mais les caractéristiques en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des actions de...) audio et de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) à distance propres au HDMI ne pourront être utilisées. De surcroit, sans le support du HDCP de l'émetteur et/ou du récepteur, l'utilisateur ne pourra pas profiter de contenu protégé dans des conditions optimales. Le type B est, de manière similaire, rétro-compatible avec le Dual-link DVI.

Les fondateurs du HDMI sont composés des fabricants de produits électroniques suivants : Hitachi, Matsushita (Matsushita est un grand groupe japonais spécialisé dans l'électronique grand public. Ses produits sont le plus souvent commercialisés à travers la marque Panasonic. En outre, le groupe possède également la marque Technics,...) Electric Industrial (Panasonic/National/Quasar), Philips, Sony, Thomson (RCA), Toshiba, et Silicon Image (Silicon Image est un fabricant de matériel informatique et multimédia haute définition basé à Sunnyvale dans le comté de Santa Clara en Californie.). Digital Content Protection, LLC (filiale d'Intel) définit les spécifications du HDCP pour le HDMI. HDMI a le soutien des principaux studios de production comme Fox, Universal, Warner et Disney.

Spécifications

Formats vidéos supportés

SDTV (Standard Definition TV) :

 
 * 720x480i (NTSC) 
 * 720x576i (PAL) 
 

EDTV (Enhanced Definition TV) :

 
 * 640x480p (VGA) 
 * 720x480p (NTSC Progressif) 
 * 720*576p (PAL Progressif) 
 

HDTV (HDTV est à la fois un logo et un label lancé au mois de juin 2005, qui a pour but de permettre aux consommateurs d'identifier un lecteur ou enregistreur de disque capable de lire ou d'enregistrer un signal de HD tout comme le label HD Ready pour...) (High Definition Television):

 
 * 1280x720p ("720p (720p est une définition vidéo HD commun (CIF) de 1280*720 pixels en progressif tout aussi bien en 50 comme 60 Hz d'un ratio 16/9ème notamment utilisée par la télévision portant un logo...)") 
 * 1920x1080i ("1080i (1080i est une définition vidéo haute définition de 1 920×1 080 pixels en entrelacé, c’est-à-dire que pour chaque trame, il n'y a que la moitié des lignes...)") 
 * 1920x1080p ("1080p") 
 

L'intérêt du HDMI se porte donc pour les trois définitions de la HDTV même si les autres résolutions sont possibles. Particulièrement si l'un des protagonistes de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) HD ne respecte pas les spécifications requises en terme de matériel et/ou de contenu protégé.

Note : p veut dire progressif - i veut dire entrelacé (interlaced) -

  • La version 1.3 permet en outre un transfert en 10 bits vidéo par couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) et offre ainsi une plus grande palette de couleurs. Cette révision apporte le support de 48bit de profondeur des couleurs.
  • Taux de transfert de la vidéo : 25 MHz à 340 MHz (Type A, norme 1.3) et jusqu'à 680 MHz (Type B). Les formats vidéos avec des taux de transferts en dessous de 25 MHz (ex : 13.5 MHz pour 480i/NTSC) sont transmis en utilisant un schéma de répétition des pixels.
  • Le taux de rafraîchissement peut atteindre 120Hz.

Formats audio supportés

  • Non compressé (PCM) : audio PCM (pcm est une unité utilisée par exemple en neutronique et physique des réacteurs pour exprimer des quantités sans dimension très petites comme la réactivité d'un...) jusqu'à 8 canaux à 24bit de taux d'échantillonnage (L'échantillonnage est la sélection d'une partie dans un tout. Il s'agit d'une notion importante en métrologie : lorsqu'on ne peut pas saisir un événement dans son ensemble, il faut effectuer...) et jusqu'à la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot...) de 192KHz.
  • Compressé : support de tous les formats compressés courants; Dolby Digital 5.1 - 7.1, DTS etc.
  • SACD
  • DVD-Audio (concurrent du SACD) : depuis HDMI 1.1
  • Sans perte de qualité (Lossless) : HDMI supporte le Dolby TrueHD et le DTS-HD Master Audio que l'on retrouve dans les formats HD-DVD et Blu-Ray.

Transition Minimized Differential Signaling : TMDS

Technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à...) par Silicon Image, elle permet de transférer de très grandes quantités de données à travers un câble blindé. Dans un câble HDMI, il y a trois canaux TMDS séparés, chacun capable de transférer des données jusqu' à 3,4Gbps - ce qui amène à un total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme....) de 10,2Gbps. HDMI 1.3 a doublé la fréquence de transmission passant de 165MHz à 340MHz. Cela a permis de passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) de 4,95Gbps à la bande passante (La bande passante (angl. bandwidth) est un intervalle de fréquences pour lesquelles la réponse d'un appareil est supérieure à un minimum. Elle est généralement...) de 10,2Gbps. Un canal d'horloge TMDS permet la temporalisation du flux de données et ainsi assurer l'intégrité du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication, notamment en...) même sur de longs câbles.

DDC channel : Canal de données d'affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne, ce qui en fait un média à part...)

  • Permet à l'émetteur (ex: une carte graphique) d'interroger le destinataire (ex: une TV HD) sur ces capacités d'affichage
  • Utilisation du protocole I²C (Inter Integrated Circuit) à une vitesse (On distingue :) d'horloge de 100Khz.
  • Structure des informations sur l'affichage par EDID (Extended Display Identification Data) définie par la VESA.

Consumer Electronics Control (CEC) : contrôle "inter-éléments"

Pour ajouter plus de fonctionnalités à son système audio/vidéo, un utilisateur peut utiliser des éléments supportant la caractéristique CEC optionnelle. Cela permet à un élément de communiquer avec un autre et de le contrôler. Par exemple, "la touche lecture universelle" (One Touch Play) permettra à un utilisateur d'allumer tous les éléments nécessaires à la lecture d'un contenu avec une seule touche. Un autre exemple est le cas d'un camescope (On nomme caméscope un appareil électronique portatif permettant d'enregistrer des images et du son sur un même support. Il combine donc les fonctions d'une caméra vidéo avec celles d'un magnétoscope, d'où son nom,...) reliée à une Télévision et commandé par cette dernière.

  • Implémentation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) optionnelle
  • Câblage des différents éléments requis
  • Utilise le protocole AV-link
  • Définie avec le HDMI 1.0 et mis à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) avec la norme HDMI 1.2A

Protection des contenus HD

  • La technologie propriétaire HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) - développé par Digital Content Protection LLC, fliliale d'Intel - assure la protection contre la copie des flux HD.
  • Les fabricants doivent s'acquitter d'une licence HDCP pour que les consommateurs puissent visionner des contenus protégés avec ces appareils. Si la chaîne HDCP n'est pas respectée (ex: lecteur HD-DVD non-HDCP) le consommateur encoure le risque de ne pas pouvoir profiter de la qualité d'image recherchée, voire même l'impossibilité de lire le contenu légalement acquis. C'est l'aspect le plus controversé de la norme HDMI.

Types de connecteurs

Il y a trois types de connecteurs HDMI :

  • Type A : c'est le plus courant; il se compose de 19 broches et est suffisant pour afficher en 1080p avec un son multicanal
  • Type B : c'est l'équivalent du Dual-link DVI mais qui est en partie rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de...) obsolète par la version 1.3 du HDMI - qui double la bande passante sur un câble de type A. Il est quasiment absent du marché mais permettrait en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) d'atteindre des transferts jusqu'à 20,4Gbps.
  • Type C : apparu avec la norme 1.3 du HDMI, le type C est une version compacte du type A (avec donc 19 broches) spécialement dédié aux caméscopes et appareils photos numériques.

Connecteur de Type A (fiche femelle):

Type A (Receptacle) HDMI

Brochage détaillé du connecteur de Type A
Broche Type de signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. ...) Broche Type de signal
1 TMDS Data2+ 2 TMDS Data2 Shield
3 TMDS Data2– 4 TMDS Data1+
5 TMDS Data1 Shield 6 TMDS Data1–
7 TMDS Data0+ 8 TMDS Data0 Shield
9 TMDS Data0– 10 TMDS Clock+
11 TMDS Clock Shield 12 TMDS Clock–
13 CEC 14 Reserved (N.C. on device)
15 SCL 16 SDA
17 DDC/CEC Ground 18 +5 V Power
19 Hot Plug Detect

Les versions

HDMI 1.0 (Décembre 2002)

Spécification initiale

  • Résolution vidéo maximale :

1080p@60Hz ou UXGA (format PC) 24bit RGB/36bit YCrCb de profondeur de couleurs

  • Performances audio :

8 canaux non-compressés (PCM) @ 192KHz, 24 bit par échantillon Support des formats compressés Dolby et DTS

HDMI 1.1 (Mai 2004)

  • Support du DVD-Audio

HDMI 1.2 (Août 2005)

  • Support du SACD
  • Disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit...) des connecteurs HDMI de type A pour les équipements informatiques.
  • capacité d'un ordinateur de conserver son espace de couleur RGB quand il envoie un flux par HDMI à une TVHD qui cependant garde son espace de couleur YCbCr (YCbCr est une manière de représenter l'espace colorimétrique en vidéo, issue essentiellement des problèmes de transmission hertzienne. Une image captée par n'importe quel appareil est la somme des couleurs qui la...)
  • Les écrans compatibles HDMI 1.2 et ultérieurs supportent les sources à bas voltage provenant de sources au format [Pci-Ex]

HDMI 1.2a (Décembre 2005)

  • Spécification des fonctions CEC (Consumer Electronic Control)

HDMI 1.3 (22 juin 2006)

  • La bande passante sur un lien simple HDMI de type A passe à 10,2Gbps (soit une fréquence de 340MHz). Sur un lien double (type B) les 10,2Gbps seraient potentiellement doublés.
  • La profondeur des couleurs profite de ce surplus de bande passante et peut atteindre les valeurs suivantes : 30bit, 36bit et 48bit (en RGB ou YCbCr)
  • Support d'un espace de couleurs 1,8 fois plus large : xvYCC.
  • Capacités de synchronisation automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la...) du son sur le mouvement des lèvres et des images..
  • Support ad-hoc des format compressés sans perte de qualité suivants : Dolby True-HD et DTS-HD Master Audio.

Bien que ces formats soient directement supportés par la version 1.3, les versions précédentes permettent la lecture de ce type de flux si la source décompresse lesdits formats en PCM et que le récepteur a la capacité de gérer le son PCM multicanal.

  • Disponibilité d'un mini-connecteur pour les camescopes et appareils photo numérique.

Limitations des longueurs

Un problème rapporté pour la norme HDMI concerne la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur...) maximale du câble. Comme pour tous les câbles, l'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) du signal devient trop forte à partir d'une certaine longueur. Pour les câbles de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses...) standard HDMI d'un AWG de 28, certains utilisateurs ont rencontré des dégradations du signal avec une longueur de plus de 5 mètres. Pour les rétro-projecteurs, ceci peut avoir pour conséquence une perte de données, les compensations logicielles ne suffisant pas à récupérer un signal acceptable.

Le site Web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.) HDMI conteste toutefois la limite des 5 mètres: "La technologie HDMI a été conçue pour l'utilisation de câbles en cuivre standard de grandes longueurs. Dans le but de permettre aux fabricants d'améliorer leurs produits grâce à l'utilisation de nouvelles technologies, la norme HDMI spécifie les exigences requises en terme de connexion sans pour autant spécifier de longueurs maximales. Les fabricants sont censés vendre des câbles de cuivre à des prix raisonnables pour des longueurs supérieures à 15 mètres." (source: HDMI FAQ page)

Une des façons d'augmenter la longueur limite est d'augmenter l'épaisseur des fils de cuivre, diminuant ainsi l'impédance (Le terme Impédance est utilisé dans plusieurs domaines:). Un câble d'AWG de 24 est considéré comme meilleur qu'un câble d'AWG 28. Un autre moyen serait d'utiliser de la fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et océaniques de données. Elle offre un...) ou des câbles doublés Cat-5 au lieu des câbles standards. Certaines marques proposent des amplificateurs et des répéteurs ce qui permet la connexion de plusieurs câbles à la suite.

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