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传输H D R一个公共要素是H E V C(高效率视频编码).此来自M P E G的最新视频编解码标准不仅能够编码4K视频,而且为消费显示屏提供全10比特的分辨率.H E V C还支持BT.2020定义的广色域.不过,HEVC依然依赖于BT.1886定义的非恒定亮度差(YCrCb).H E V C能够以各种方式(S E I和V U I元数据)用信号发送HDR元数据,帮助HDR显示屏恰当处理HDR影像.虽然MPEG-4 论文范文C的确具有支持10比特编码的模式,但它没有用于消费产品领域,因此将HDR消费级分发限制于8比特.

以下为H D R分发的不同方式(按它们被采用和/或提出时间排序).

蓝光

为4K(U H D T V)修订的蓝光规范包括HDR和广色域(BT 2020).此规范(HDR10)归纳如下：

— HEVC主级编码

— 10比特

— (PQ)EOTF(电光转换函数)(HDR)

— BT.2020彩色空间(广色域)

— 4:2:0亚采样(YCrCb)

这种4K/H D R格式也被一些O T T分发平台采用,如Netflix和亚马逊.HDR10是较简单的H D R分发方式之一,但确实要求静态元数据(MaxFLL和MaxCALL)向显示设备通知平均亮度及峰值亮度值.HDR10对非HDR显示器不向后兼容,但某些蓝光播放机若检测到显示器不是H D R兼容,可能提供S D R转换.对O T T服务,根据显示器的类型,适当的格式以数据流的方式发送到显示器.

HDR实时线性广播

虽然H D R10对光媒体和内容互联网分发有效,但对广播频道来说,在直播方面HDR10有某些缺点：

— 要求静态HDR元数据

— 要求“双层”方案(HDR和SDR同播

来自三星、夏普和高通的一个联合提案支持AT S C 3.0采用H DR10.下面是AT S C3.0 S34-1技术标准组正在考虑的其它提案：

BBC和NHK提出的混合对数伽玛(HLG)

H L G采用双曲线方式,在暗区采用伽玛,对数函数用于亮区.通过优化H L G关系的系数,可无元数据或其它处理提供H D R和SDR色调映.

不过,实践表明,为保护S D R信号,此优化导致在H L G H D R信号总动态范围方面有一些限制.此外,尽管无确定的元数据,但必须有一个假定的参考峰值白电平,因此显示的图像色调范围可匹配图像,如同被视频操作员“调色”.

最后,B T.2020和B T.709(H D T V色域)之间的彩色空间转换也是挑战.

HLG被记录在ARIB标准B67中,并将包含在ITU BT.1886一个更新内.

Dolby Vision

杜比的提案建立在使用P Q E Q T F曲线以及具有一组称为I T P的新色差关系.I T P与现有的Y C r C b彩色空间相比,有三个分量：I(亮度,与Y’类似)；C P(红绿维度,类似于C’r)；C T(黄蓝维度,类似于C’b).基本的彩色空间基于人类视觉长—中—短视锥彩色反应.杜比将此格式总结为I T P-P Q.I T P的主要优点是最大限度减小使用传统的Y’C r’C b’不恒定亮度方案出现的色度/亮度串扰的等亮度特性以及“线性化”色度与饱和度的关系.

在编码过程中,基于S T 2084 P Q的HDR视频(连同静态的ST 2086元数据)被转换为I T P-P Q空间且被二次取样为4:2:0.为提高压缩效率,自适应整形在H E V C编码器之前施加.特定的杜比元数据与转换的H D R信号混合,并作为H E V C编码的一部分被发送(SEI信息).

在解码时,信号通过色调映射被处理,然后转换为全4:4:4彩色.此重构的10比特/4:4:4 HDR/BT.2020信号被从10比特转换为12比特,然后使用逆向I T P矩阵输出H D RRGB.

为提供全域H D R信号色调映射到有约束的HDR性能的显示器或SDR显示器,可创建更多的元数据(ST 2094)用于专业或消费转换.

特艺/飞利浦提出的Prime Single

P r i m e S i n g l e为使用动态元数据,将H D R信号转换为S D R信号的单层方案,它提供色调重映射以及色域校正.Prime Signal支持PQ、HLG、Lo g或S DR输入视频信号.在编码端,Prime Signal接受解码的SDR,而通过色调映射和CRI颜色校正元数据,能够提供HDR输出信号(PQ或HLG)以及原生SDR(无需任何进一步处理或元数据).

此方案提供向后兼容的S D R输出,这由预处理的编码过程所决定.色调映射和C R I元数据被用于从S D R重建H D R信号.P r m eSignal元数据作为SEI信息在HEVC数据流内载运,具有逐帧更新的能力.

爱立信提案

爱立信提出了一个对H D R10 H D R信号进行预处理的方案,减少H E V C处理中4:2:0二次取样导致的误差.基本上此预处理计算由于RGB/ YCrCb转换导致的误差,量化到10比特和降低取样到4:2:0,然后补偿亮度取样,以便最大限度减少解码/重建端上的误差.

此外, 为减少色调误差, 还有一个HEVC QP Chroma补偿值的优化.

不支持转换到SDR或BT.709彩色空间.

高通提案

为产生一组动态范围调整参数以便最大限度减少HE V C(4:2:0 Y C r C b)编码中的误差,对输入HDR信号(HDR 10)进行预处理分析.这些参数在HEVC码流内部的专用SEI信息内传载.与爱立信的提案类似,不支持转换到SDR/BT.709彩色空间.