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Faire en sorte que les différentes technologies d'images travaillent de concert pour obtenir une véritable qualité 4K

Faire en sorte que les différentes technologies d'images travaillent de concert pour obtenir une véritable qualité 4K

Des technologies de super résolution 4K intégrées dans le processeur 4K Fine Remaster Engine

La réponse de chaque enseigne du secteur des téléviseurs à propos de la TV 4K demeure un sujet brûlant, toutefois, l'essor de la 4K à grande échelle n'en est qu'à ses débuts. Dans un avenir prévisible, le public regardera principalement des sources vidéo telles que des films sur disques Blu-ray présentant une qualité d'image Full HD, des DVD et des vidéos sur Internet, étant donné que les véritables sources d'images 4K ne sont pas entièrement disponibles. Lorsque l'on affiche ces sources vidéo de substitution sur un écran 4K, la conversion ascendante devient une composante essentielle du processus de lecture. En d'autres termes, le téléviseur 4K augmentera la taille et la qualité d'image de la source vidéo affichée. Le processus qui permettra d'atteindre ce niveau de définition, appelé "super résolution", aura une influence capitale sur la qualité d'image du téléviseur 4K.
Ici, nous abordons ce sujet avec les ingénieurs qui ont travaillé à la conception du processeur 4K Fine Remaster Engine, la nouvelle technologie à la base du téléviseur 4K de Panasonic.

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Pouvez-vous nous donner quelques détails sur le processus de conception du processeur 4K Fine Remaster Engine ?

Ishikawa: La première fois que nous avons véritablement posé les yeux sur le contenu vidéo 4K affiché sur un écran compatible 4K, nous avons immédiatement réalisé à quel point il était splendide. Toutefois, nous nous sommes également rendus compte que lorsqu'une personne achètera un téléviseur 4K, il lui faudrait un certain temps avant de regarder des sources d'images de qualité 4K. Afin de répondre à cette problématique, il a par exemple été essentiel de procéder à une conversion ascendante de la qualité d'image 2K d'un film sur disque Blu-ray en qualité 4K sur un téléviseur 4K. Dès lors, pour vanter les mérites de la beauté exceptionnelle du téléviseur 4K aux clients potentiels, nous avons dû effectuer l'implantation de la technologie de conversion ascendante (super résolution) afin de pouvoir la proposer aux clients.

Qu'est-ce que la technologie de conversion ascendante du téléviseur 4K de Panasonic ?

Sakaguchi: Il existe actuellement plusieurs technologies de super résolution, dont celles basées sur des références à images multiples ou sur des exemples. Notre téléviseur 4K utilise celle basée sur des exemples. En opérant ce choix, nous avons insisté sur le fait que cette technologie convenait à un usage familial à domicile. Il sera possible d'afficher une large variété de sources lorsque l'on regardera des images 4K chez soi. Après avoir pris en considération l'utilisation par le client, nous avons décidé d'opter pour la technologie "basée sur des exemples", étant donné qu'il est en mesure de traiter des sources très diverses telles que les images Full HD et SD, des films en ligne et beaucoup d'autres. En outre, nous souhaitons que les clients qui savent déjà à quel point les images Full HD d'un disque Blu-ray sont exceptionnelles puissent profiter d'images de qualité encore supérieure sur leur téléviseur 4K. Ainsi, le type de technologie de super résolution le plus adapté à cette logique est celui basé sur des exemples.

Pouvez-vous nous en dire plus sur certaines innovations exclusives de Panasonic ?

Sakaguchi: Nous avons donc utilisé la méthode basée sur des exemples afin d'atteindre notre objectif principal, à savoir la conversion ascendante d'images de disques Blu-ray 2K en images 4K. En deux mots, nous avons collecté un grand volume d'exemples de données afin de compléter les parties d'images originales incomplètes, puis nous les avons compilés en une base de données, tout en améliorant la technologie afin de pouvoir récupérer efficacement et instantanément les meilleures exemples possibles de la base de données. Le processeur 4K Fine Remaster Engine réalise toutes ces opérations de lui-même. Nous avons également retravaillé encore et encore le processus de réglage qui permet d'aboutir à l'image finale jusqu'à être pleinement satisfait du résultat définitif.

Takita: Le contenu et la qualité de la base de données sont les facteurs qui déterminent si la méthode basée sur des exemples permet d'obtenir un excellent effet ou non. Ainsi, plus la base de données contient de données, meilleur sera l'effet de super résolution.

Il doit cependant être très difficile de constituer une base de données illimitée dans un téléviseur.

Yamamoto: C'est exact. Le fait que le client ne sera pas disposé à dépasser une certaine limite de prix lorsqu'il achète un téléviseur est un facteur essentiel à prendre en compte lors de la conception d'un téléviseur à usage privé. D'autre part, on utilise des téléviseurs dans le monde entier. Il est important de créer une bibliothèque (une base de données) qui sera capable d'atteindre l'effet de super résolution, sans aucun écart visible, pour les types d'images que l'on rencontrera partout dans le monde. Bien entendu, nous ne souhaitons pas sacrifier la qualité. Par conséquent, nous nous sommes efforcés de maintenir cet équilibre.

Takita: Au début, lors de la phase de recherche, nous avons collecté des dizaines de millions d'images provenant d'une infinité de sources d'images disponibles dans le monde et nous les avons utilisées pour créer une base de données. Notre point de départ consistait à décider de la marche à suivre pour que cette base de données devienne pratique. Ensuite, pour la limiter à un téléviseur destiné à une utilisation privée, nous avons commencé à sélectionner les données en nous basant sur le point de vue suivant : "Quel type d'images sera le plus visionné par les clients" ? Nous avons donc créé des catégories en nous appuyant sur des méthodes statistiques. Ainsi, en ajoutant plusieurs filtres, nous avons pu nous concentrer sur ce qui était vraiment indispensable. Néanmoins, cette phase de sélection nous a pris énormément de temps. Ce n'était vraiment pas une partie de plaisir.

Sakaguchi: Par la suite, au vu des caractéristiques visuelles, nous avons commencé à mettre l'accent sur certains des facteurs susceptibles de nous aider à vérifier les images, comme par exemple les lignes diagonales et incurvées qui ont tendance à se détacher sur une image. Une fois ce stade dépassé, nous nous sommes fié à notre intuition d'ingénieurs pour l'étape suivante. Ce processus de sélection nous a finalement permis d'atteindre notre objectif initial, soit 100 000 images. Cependant, étant donné que nous n'avions nullement l'intention de sacrifier la qualité d'image, nous nous sommes montrés un peu gourmands et nous avons fini par accumuler un total de 120 000 images.

À quels autres types de difficultés avez-vous été confrontés ?

Ishikawa: Vu que nous avions décidé de relever un défi dans un domaine absolument inédit, à savoir le téléviseur 4K, tout ce que nous avons entrepris fut une première pour nous. En effet, la conception de notre processeur a également commencé avant même que l'écran 4K n'existe. Au début, nous réalisions des tests de vérification sur des images au format 1/4 de qualité Full HD sur un écran de 32 pouces. Elles nous ont servi d'images de substitutions car elles faisaient exactement 1/4 des dimensions d'un téléviseur 4K de 65 pouces. Ainsi, au moment de la commercialisation des écrans, la phase de développement avait déjà bien avancé. C'est pourquoi nous avons été tellement impressionnés par l'incroyable qualité du contraste et de la définition d'image. Pourtant, nous n'avions pas vraiment eu le temps de prendre du recul et de les apprécier comme il se devait. Il a encore fallu travailler certains aspects de notre processeur afin qu'il soit parfaitement ajusté aux performances de l'écran et, nous nous sommes donc efforcés de combler ces lacunes.

Quels types d'images avez-vous utilisés lors de la vérification de la qualité de l'image au cours de la création du processeur 4K Fine Remaster Engine ?

Yamamoto: Nous avions choisi plusieurs images d'évaluation afin de contrôler les modifications avant et après le réglage, mais nous avons souvent regardé des scènes bien particulières provenant de classiques hollywoodiens sur disques Blu-ray afin de vérifier les effets de la super résolution. Par ailleurs, afin de procéder à l'évaluation, nous avons regardé la même scène encore et encore afin de nous assurer que nous allions dans la bonne direction pour ajuster les images de la base de données. Nous avons également comparé les mêmes scènes pendant que toute l'équipe effectuait des évaluations. Nous avons éprouvé des difficultés à rendre parfaitement certaines parties de scènes de ces films et nous avons donc continué de regarder ces scènes encore et encore jusqu'aux derniers stades du développement.

Cela a dû être éprouvant de regarder autant de fois la même scène ?

Ishikawa: En effet. En vue de cerner les modifications avant et après chaque réglage, nous avons dû regarder la même scène un nombre incalculable de fois. Certaines personnes les ont même regardées en n'ayant jamais vu le reste du film ni entendu la bande son. Dans tous les cas, nous n'avons jamais eu l'occasion de nous détendre et de profiter du film. Ainsi, toute l'équipe a dû rester concentrée sur son objectif, à savoir créer la qualité d'image 4K idéale en enchaînant les réglages. Au final, nous avons fini par obtenir des images qui ont même donné pleine satisfaction aux ingénieurs, comme ont pu en témoigner leurs soupirs d'approbation. Maintenant, en y repensant, nous avons vraiment passé de bons moments. On m'a même permis d'utiliser certaines images de mes voitures de sport préférées lors des contrôles de la qualité. (Rires) En tant qu'ingénieur, mon principal objectif est d'obtenir la meilleure qualité d'image pour les différents types de scènes et de sources. Toutefois, je dois admettre que j'ai pris beaucoup de plaisir à vérifier les images en utilisant les voitures de sport que j'aime tant. Qui plus est, la puissance et le dynamisme étaient tellement différents par rapport à un téléviseur ordinaire. J'espère de tout cœur que toute personne qui éprouve ce genre d'attirance pour les images essaiera notre téléviseur 4K !

Selon vous, quels sont les types d'images qui doivent être vus par les personnes achetant un téléviseur 4K de Panasonic ?

Sakaguchi: Pour ma part, j'aime les films de science-fiction faisant intervenir beaucoup d'images créées par ordinateur. Par conséquent, j'aimerais que ces personnes regardent des disques Blu-ray comportant des images créées par ordinateur dans lesquelles la définition a été convertie en super résolution. Voilà le genre d'images que ces personnes devraient voir.

Takita: J'aimerais vraiment que ces personnes regardent certains films d'animation qui font désormais fureur tant au Japon qu'à l'étranger.

Yamamoto:J'aimerais que ces personnes regardent des prises de vue de bâtiments ou de paysages naturels provenant du monde entier, comme celles que vous voyez souvent dans des carnets de voyage. Je souhaite qu'elles voient la définition exceptionnelle et les effets réalistes que propose la 4K, tant dans des gros plans que dans des vues éloignées.

Ishikawa: Bien entendu, notre concept vise à sublimer chaque type d'image, mais je suis convaincu que l'on pourra mieux se rendre compte de l'impact émotionnel de la technologie 4K à partir des superbes images contenues sur les disques Blu-ray les plus récents.

On peut sans risque affirmer que l'on a mis à profit les années de connaissance des produits, l'expertise technique et la passion de chaque membre pour créer un téléviseur 4K dont Panasonic peut s'enorgueillir.

Ishikawa: Oui, c'est exact. Nous avons déployé tous les efforts possibles pour créer un moteur d'imagerie TV appelé FRE (Fine Remaster Engine). Pourtant, en réalité, cette réalisation est à imputer à bien d'autres personnes que notre équipe. En effet, nous avons pu compter sur le vaste savoir-faire des développeurs de pièces, des personnes qui choisissent nos composants et des responsables des lignes de production en série. Chacun d'entre eux a été animé par l'esprit de fabrication innovante propre à Panasonic et a consacré tous les efforts à la réalisation de cet objectif. Je pense que nous avons pu aboutir à ce nouveau produit en nous basant sur l'immense base de connaissances de Panasonic et sur des recherches de base de grande ampleur dans plusieurs secteurs, tant au niveau des produits professionnels que des produits de grande consommation.
J'espère sincèrement que chaque client pourra découvrir les merveilles de la qualité d'image 4K qu'offre ce nouveau produit. Je suis convaincu qu'il procurera l'impact émotionnel et le niveau de beauté époustouflant qui plairont à toutes les générations.

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Yuichi Ishikawa
Responsable


Ingénieur principal
A rejoint l'actuelle division TV Development (Conception de téléviseurs) de Panasonic en 1991.
Conçoit des algorithmes de traitement d'images et des circuits pour téléviseurs.

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Junya Yamamoto
Conception architecturale


Ingénieur
A rejoint l'actuelle division TV Development (Conception de téléviseurs) de Panasonic en 2008.
Conçoit des algorithmes de traitement d'images et des circuits pour téléviseurs.

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Kenji Takita
Développement d'algorithmes de base


Ingénieur en chef, Ph.D.
A rejoint l'actuelle division Head Office R&D (Recherche et développement au siège) de Panasonic en 2004.
Transféré vers la division TV Development (Conception de téléviseurs) en 2012.
Conçoit des algorithmes de traitement d'images pour les appareils audiovisuels.

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Satoshi Sakaguchi
Développement de la base de données / Bibliothèque

Ingénieur en chef
A rejoint l'actuelle division Head Office R&D (Recherche et développement au siège) de Panasonic en 2002.
Transféré vers la division TV Development (Conception de téléviseurs) en 2012.
Conçoit des algorithmes de traitement d'images pour les appareils audiovisuels.

 

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