High-Definition Multimedia Interface

Le Type A est rétro-compatible avec le DVI Single-link (DVI-D, DVI-I mais pas DVI-A), lequel est largement utilisé pour les moniteurs informatiques et les cartes graphiques d'ordinateurs. Ainsi, avec un simple adaptateur, tout appareil source qui exploite la norme DVI-D est quasi compatible avec un écran à ce standard et vice versa ; cependant, les données audio ne seront pas toujours transmises (norme TMDS, audio pendant le blanking) mais la connectique le permet et certains produits (cartes graphiques haut de gamme, démodulateurs satellites…) l'exploitent.

En revanche, les données de contrôle à distance (broche CEC) propres au HDMI ne pourront être utilisées puisqu'elles n'existent pas pour la connectique DVI.

Sur le même principe, le HDMI Type B est rétro-compatible avec la connectique DVI Dual-link.

SDTV (de l'anglais Standard Definition TV) :

• 720×480i (conforme au standard NTSC entrelacé numérique).
• 720×576i (conforme au standard PAL entrelacé numérique).

EDTV (de l'anglais Enhanced Definition TV Résolution améliorée) :

• 640×480p (VGA)
• 720×480p (conforme au standard NTSC, affichage progressif).
• 720×576p (conforme au standard PAL, affichage progressif).

HDTV (de l’anglais High Definition Television Haute Définition) :

• 1280×720p (720p)
• 1920×1080i (1080i)
• 1920×1080p (1080p)

Notes

• p signifie progressif et i signifie entrelacé (interlaced)
• le standard prend en charge les différentes fréquences d'affichage (nombre d'images par seconde) : 24, 25, 30, 50, 60 et 100 Hz

Les formats audio supportés sont :

• Non compressé (PCM) : audio PCM jusqu'à 8 canaux à 24 bits de résolution et une fréquence d'échantillonnage allant jusqu'à 192 kHz.
• Compressé : compatibilité avec tous les formats numériques compressés courants ; MP3, Dolby Digital 5.1 - 7.1, Dolby Digital +, Dolby True HD, Dolby Atmos, DTS, DTS-HD Master Audio, DTS:X, etc.
• Super Audio CD
• DVD-Audio (concurrent du Super Audio CD) : à partir du niveau HDMI 1.1
• Sans perte de qualité (Lossless) : HDMI est compatible avec le Dolby TrueHD et le DTS-HD Master Audio, exploités notamment pour les Blu-ray et HD DVD.

Procédé de multiplexage et transmission numérique développée par Silicon Image qui permet de véhiculer de très grandes quantités de données à travers un câble blindé. Le câble HDMI comprend trois canaux TMDS distincts; chacun d'eux permet de transférer un flux pouvant atteindre jusqu’à 3,4 Gbit/s - soit un total maximum de 10,2 Gbit/s par liaison HDMI.

Le niveau HDMI 1.3 exploite une largeur de bande numérique doublée, passant de 165 MHz à 340 MHz. Le débit total exploité est passé de 4,95 Gbit/s à 10,2 Gbit/s.

Un canal de synchronisation TMDS permet de multiplexer le flux de données par redondance et assure ainsi l'intégrité du message, même sur des longueurs de câbles supérieures à 3 mètres.

• La norme ARC, signifiant Audio Return Channel, permet la transition de l’audio entre la télévision et l’ampli : ampli audio/vidéo ou barre de son pour télévision ou enceinte HDMI. Elle supporte un débit binaire théorique maximum d’environ 1 Mbit/s.
• La norme eARC, pour « extended ARC » (ARC améliorée), permet le transfert de son de type Dolby Atmos (avec Dolby Digital TRUE HD) ou DTS:X ainsi que des flux audio haut débit, c’est-à-dire données audio sans perte de qualité (lossless). Elle supporte un débit binaire théorique maximum d’environ 37 Mbit/s.
• eARC est géré par défaut à partir de la version HDMI 2.1 mais peut être implémenté pour des versions plus anciennes.

• La source (exemple : une carte graphique ou un lecteur Bluray) récupère directement auprès du dispositif d'affichage (exemple : téléviseur HD, vidéoprojecteur ou moniteur) ses spécificités d'affichage (résolution, mode de balayage progressif ou entrelacé…)
• Un protocole ou standard de transmission de données de type I²C (Inter Integrated Circuit) à une vitesse d'horloge de 100 kHz est exploité.
• La structure des informations concernant l'affichage par EDID (Extended Display Identification DataExtended Display Identification Data) est définie par l'organisme VESA.

Pour étendre les fonctionnalités d'un ensemble audio/vidéo, les éléments doivent être compatibles avec la norme optionnelle CEC. Les appareils compatibles peuvent communiquer dans les deux sens (écran vers lecteur et lecteur vers écran) et transmettre des commandes de contrôle. Ainsi, « la touche lecture universelle » (One Touch Play) permet d'allumer à la fois tous les appareils nécessaires à la lecture d'une source grâce à une seule touche de la télécommande ou sur la face d'un des appareils. De même, un caméscope relié à un écran de télévision peut être piloté par la télécommande du téléviseur.

Fonctions optionnelles complémentaires :

• Câblage des différents éléments
• Protocole AV-link
• Défini pour le HDMI 1.0 et mis à jour avec le standard HDMI 1.2a

Les différents types de connecteurs HDMI

Connecteur HDMI type A (à gauche) et type C (mini-HDMI) à droite

Il y a plusieurs types de connecteurs HDMI, les 3 plus courants étant le A, C et D :

• 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 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 d'atteindre des transferts jusqu'à 20,4 Gbit/s.
• Type C : apparu avec la version 1.3 du standard HDMI et aussi appelé mini-HDMI, le type C (10,42 mm × 2,42 mm) est une version compacte du type A (avec donc 19 broches) spécialement destiné aux caméscopes, appareils photos numériques, tablettes tactiles.
• Type D : apparu avec la norme 1.4 du HDMI et aussi appelé micro-HDMI, le type D est encore plus compact (2,8 mm × 6,4 mm) et se trouve sur certaines tablettes, portables type ultrabook et smartphones[2].
• Type E : Système de connexion pour l'automobile[3] comporte une patte de verrouillage pour empêcher le câble de se détendre et une coquille pour empêcher l'humidité et la saleté d'interférer avec les signaux. Un connecteur de relais est disponible pour connecter des câbles consommateurs standard au type automobile.

Connecteur de Type A (fiche femelle) :

Type A (Réceptacle) HDMI

Le standard de la prise HDMI de type A ne définit aucune sécurité face aux problèmes de connexion mécanique.

Des solutions de fixation avec une vis fonctionnent avec beaucoup d’appareils HDMI. Elles utilisent le fait que beaucoup d’appareils disposent d’une vis sous / au-dessus de la prise femelle HDMI pour des raisons de stabilité mécanique de la connexion. Elles présentent deux distances différentes entre la vis et la prise HDMI : une courte (5,6 mm) et une longue (7 mm)[4]. Ce type de système est utilisé dans le monde professionnel afin de garantir la connexion[5].

Des versions compatibles avec le type A, non normalisées, existent également. Elles ajoutent des ergots qui font ressort sur la prise HDMI pour sécuriser la connexion. Différents systèmes sont brevetés, comme le Secure-Lock System[6] et le V-Grip[7]. Parmi ces systèmes, l’ULS (Ultra-Lock System)[8] est basé sur le déplacement d’une pièce ; il permet de basculer de la position verrouillée à la non verrouillée, et vice versa ; cela le rapproche de la version verrouillable du DisplayPort.

Spécification initiale, publié le 9 décembre 2002[9]

• Une seule interface de connexion pour la transmission audio et vidéo ;
• Une bande passante de type TMDS de 4,9 Gbit/s maximum
• 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 192/24 7.1 canaux.

Publié le 20 mai 2004[9]

• Prise en charge du format DVD-Audio ;

Publié le 22 août 2005[9]

• Ajout du support pour un bit audio utilisé sur les Super Audio CD, jusqu'à 8 canaux ;
• Disponibilité des connecteurs HDMI de Type A pour les équipements informatiques ;
• Capacité à un ordinateur de conserver son espace de couleur sRGB quand il envoie son flux à une TVHD qui cependant garde son espace de couleur YCbCr ;
• Prise en charge des sources à basse tension ;

Publié le 14 décembre 2005[9]

• Spécifications des fonctions CEC (Consumer Electronic Control) ;
• Conformité CEC ;

Publié le 22 juin 2006[9] - [12] - [13]

• Augmentation de la bande passante sur un simple lien HDMI de type A à 340 MHz (10,2 Gbit/s) ;
• Compatibilité « Deep Color » avec 30-bit, 36-bit et 48-bit sRGB ou YCbCr comparé au 24-bit sRGB ou YCbCr dans les précédentes versions HDMI ;
• Prise en charge d'un espace de couleurs 1,8 fois plus large que le sRGB : xvYCC ;
• Fonction Lip-sync pour une synchronisation automatique de l'image et du son ;
• Support du Dolby TrueHD et DTS-HD Master Audio[14], format compressés sans perte de qualité des disques Blu-ray et HD DVDs ;
• Câble de catégorie 1 et 2 définis. Câble de catégorie 1 correspond à une fréquence pixel max. de 74,25 MHz tandis que la catégorie 2 correspond à une fréquence pixel max. de 340 MHz ;
• Disponibilité d'un nouveau mini-connecteur de Type C pour appareils portables[15] - [16] ;

Publié le 10 novembre 2006[9]

• Modification du câble et de la fiche de type C ;
• Recommandations de terminaison de la source ;
• Suppression des limites de manquements et durée maximum entre la disparition et la réapparition du signal ;
• Changement des limites capacimétriques CEC ;
• Clarification de l'intervalle de quantification en vidéo sRGB ;
• Réintroduction sous une forme altérée des commandes CEC de contrôles de minuteurs, ajout des commandes de contrôles audio ;
• Inclusion des spécifications concurrentes de tests de conformité.

Publié le 26 mars 2007[17] - [18] - [19]

• Révisions de conformité. N'a aucun effet sur les fonctionnalités, fonctions ou la performance sur la spécification HDMI 1.3a.

Publié le 9 novembre 2007[17] - [18] - [19]

• Révisions de conformité qui ont ajouté des caractéristiques pour le mini-connecteur de Type C. N'a aucun effet sur les fonctionnalités, fonctions ou la performance sur la spécification HDMI 1.3a.

Publié le 24 août 2008[20] - [21] - [22]

• Révisions de conformité qui ont changé des caractéristiques pour activer les câbles. N'a aucun effet sur les fonctionnalités, fonctions ou la performance sur la spécification HDMI 1.3a.

Publié le 28 mai 2009

• Prise en charge du format des écrans 3D stéréoscopique (officiellement, mais le 1.3 est suffisant pour la 3D 1080i) ;
• Support de l'Audio Return Channel (appelé ARC) : gestion du retour audio qui permet de s'affranchir d'un câble supplémentaire lorsque l'on veut récupérer sur un ampli AV HD le son émis par une TV HD équipée d'un tuner TNT ou d'un lecteur DVD ;
• Possibilité de servir de câble réseau Ethernet, bidirectionnel, à un débit de 100 Mbit/s. Cette fonction est désignée HEC (HDMI Ethernet Channel) ou HEAC (HDMI Ethernet Audio Control) ;
• Support des résolutions jusqu’à 4096×2160 (résolution du 4K) (24 Hz) et 3840×2160 (UHD) (24 Hz / 25 Hz / 30 Hz) ;
• Ajout d'espaces colorimétriques comme l’Adobe RGB ;
• Nouveau connecteur micro-HDMI pour les appareils portables qui est 50 % plus petit que l’actuel mini-HDMI.

Publié le 4 mars 2010

• diverses améliorations techniques (trames, échanges des données numériques, 3D, etc.).

Le standard HDMI 1.4a nécessite que les dispositifs d'affichage 3D soient compatibles avec le format de configuration 3D aux résolutions : 720p50 et 1080p24 ou 720p60 et 1080p30, et cela conformément au procédé side-by-side (SBS, côte à côte) horizontal, soit à 1080i50 ou 1080i60, et au mode « top-and-bottom » (« haut/bas »), soit à 720p50 et 1080p24 ou 720p60 et 1080p30.

Le 8 janvier 2013, HDMI Licensing, LLC a annoncé que le développement était produit par 83 membres du HDMI Forum, et prévoyait une finalisation pour le premier semestre de 2013[23] - [24].

Basé sur le meeting de HDMI Forum, il est prévu d'augmenter le débit maximal TMDS par canal de 3,4 Gbit/s à 6 Gbit/s, ce qui permettrait une bande passante maximale de 18 Gbit/s[25] - [26]. Cela permettra de la 4K cadencée à 60 IPS[27] - [28]. Les autres fonctionnalités attendues sont : le support du 4:2:0 du sous-échantillonnage de la chrominance, support du 24 IPS pour les formats 3D, amélioration de la compatibilité 3D, support de plus de 8 canaux audio, support des standards audio HE-AAC et DRA, synchronisation labiale dynamique et des fonctionnalités additionnelles du CEC[29].

Le HDMI Forum annonce la norme HDMI 2.0 le 4 septembre 2013, celle-ci supporte la 4K cadencée à 60 images par seconde[30].

Le 8 avril 2015[31], la norme HDMI 2.0a est officialisée par l'HDMI Forum[32], avec pour avancée la prise en charge du static HDR (High Dynamic Range)[33], un ensemble de techniques numériques permettant d'obtenir une grande plage dynamique dans une image.

HDMI 2.0b supporte l'HDR de type Hybrid Log-Gamma (en) (HLG). HLG utilise un encodage 10 bits, et un HDR static (comme le HDR10) est utilisé dans le monde broadcast (BBC en Grande-Bretagne et NHK au Japon). Certains téléviseurs Sony et LG supportent le HLG.

Le 28 novembre 2017[34], la norme HDMI 2.1 est officialisée par l'HDMI Forum[35]. Elle supporte les HDR Dynamic (comme Dolby Vision et HDR10+) et le Dolby Atmos (e-ARC). HDMI 2.1 prend également en charge ALLM (Auto Low Latency Mode) qui permet à l'affichage de passer à un mode sans décalage adapté aux jeux[36]. De plus, HDMI 2.1 offre également la prise en charge du VRR (taux de rafraîchissement variable) qui réduit le décalage et la déchirure d'image pendant le jeu[37].

L'accent a été mis sur l'augmentation de la bande passante qui atteint maintenant les 48 Gbits/s. De quoi faire de la 4K à 120 Hz ou de la 8K à 60 Hz et de pouvoir afficher de la 10K. A noter que certaines résolutions utilisent automatiquement un mode de compression DSC pour rester dans la bande passante des 48 Gbits/s.

Support des fréquences selon les résolutions :

• La version 1.4b supporte le 1920 × 1080 à 120 Hz , 2560 × 1440 à 60 Hz, 3840 × 2160 à 60 Hz
• La version 2.0 supporte le 1920 × 1080 à 240 Hz, 2560 × 1440 à 120 Hz.
• La version 2.0a ajoute de l'HDR (high dynamic range).
• La version 2.0b ajoute Hybrid Log-Gamma, HDR10+ et Dolby Vision
• La version 2.1 supporte le 7980 × 4320 à 60 Hz (10K compressée), 3840 × 2160 à 120 Hz, ajoute HFR, eARC

• Connecteur : Péritel - DVI - UDI - VGA
• DisplayPort
• HDCP
• Audio Return Channel
• Extended Display Identification Data
• Consumer Electronics Control
• HDMI Ethernet Channel

• (en) Site officiel
• (en) Introduction complète à HDMI