(高清版)GBT 41808-2022 高動(dòng)態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數(shù)值

高動(dòng)態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數(shù)值國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) I 1 1 1 1 5.1圖像空間和時(shí)間特性 25.3高動(dòng)態(tài)范圍節(jié)目及素材參考觀看環(huán)境 5.4PQ和HLG系統(tǒng)參考非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換函數(shù) 35.5信號(hào)格式 7 7 85.816bit浮點(diǎn)信號(hào)表示 9附錄A(資料性)本文件與ITU-RBT.2100-2:2018的結(jié)構(gòu)編號(hào)對(duì)照情況 附錄B(資料性)OETF、EOTF和00TF的關(guān)系 附錄C(資料性)EOTF和OETF的參數(shù)化表示 I 1高動(dòng)態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換GY/T326—2019監(jiān)視器亮度和對(duì)比度校準(zhǔn)用PLUGE測(cè)試信號(hào)規(guī)范及校準(zhǔn)步驟(ITU-RBT.21幅型比“2(水平×垂直)3取樣結(jié)構(gòu)41:1(方形)5從左到右、從上到下6幀率120Hz、120/1.001Hz、100Hz、60Hz、60/1.001Hz、7制作時(shí)宜采用最高分辨率的圖像格式。多數(shù)情況下高分辨率制作的圖像會(huì)被下采樣至發(fā)。普遍認(rèn)為采用更高分辨率制作并下采樣分發(fā)的圖像比直接按照分發(fā)所需分辨率制作的圖像質(zhì)量要高。系統(tǒng)彩色體系應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2系統(tǒng)彩色體系(資料性)xy1基色紅(R)2基色綠(G)3基色藍(lán)(B)4基準(zhǔn)白5注：CIE1931XYZ色彩空間(簡(jiǎn)稱(chēng)“CIE1931”)由國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)于1931年創(chuàng)立的高動(dòng)態(tài)范圍節(jié)目及素材參考觀看環(huán)境應(yīng)符合表3的規(guī)定。312背景亮度34室內(nèi)環(huán)境光照明56顯示峰值亮度7顯示的最低亮度(黑電平)背景之外的區(qū)域。當(dāng)圖像評(píng)估涉及清晰度時(shí)，宜采用較小的觀看距離值；當(dāng)圖像評(píng)估不涉及清晰度時(shí)，可采用規(guī)定范圍內(nèi)的任意觀看距離。并非全屏白達(dá)到該亮度值，小范圍高亮區(qū)域達(dá)到該值也可。4對(duì)于非參考觀看環(huán)境下的PQ信號(hào)或者任意環(huán)境下的HLG信號(hào)，宜使用GY/T326—2019規(guī)定的“PLUGE”測(cè)試信號(hào)和測(cè)試步驟來(lái)調(diào)整黑電平。表3規(guī)定了觀看高動(dòng)態(tài)范圍節(jié)目及素材的參考觀看環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)能夠保證使用不同設(shè)備對(duì)PQ系統(tǒng)參考非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換函數(shù)應(yīng)符合表4的規(guī)定，HLG系統(tǒng)參考非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換函數(shù)應(yīng)符合表5的高動(dòng)態(tài)范圍電視制作和顯示宜使用一致的PQ或HLG轉(zhuǎn)換函數(shù)，不宜混合使用。附錄B闡述了PQ和HLG的各轉(zhuǎn)換函數(shù)含義及其在信號(hào)鏈路中的應(yīng)用。附錄C給出了不同轉(zhuǎn)換函數(shù)的參數(shù)化表示41(EOTF)的輸入信號(hào)2參考PQEOTFFo——所顯示的線(xiàn)性分量{Rp,Gp,Bp}或Yp或Ip的亮度德拉每平方米(cd/m2);E'——表示PQ空間[0,1]范圍中的(R',G',B')或{L',M性彩色值；當(dāng)R′=G′=B′時(shí)，所顯示的像素是非彩色的；Y——表示歸一化的線(xiàn)性彩色值，在[0,1]范圍內(nèi)；m?=2610/16384=0.1593017578m?=2523/4096×128=78.843(00TF)的輸入信號(hào)4參考PQ00TFFo——所顯示的線(xiàn)性分量(Rp,Gp,Bp;Yp或Ip)的亮度值；E={Rs,Gs,Bs,Ys或Is}由場(chǎng)景光確定，并根據(jù)攝E,Rs,Gs,Bs,Ys,Is的值均在[0,1]范圍內(nèi)Fo=G1ss[G7o9[E]]=G1E'=G?0[E]=1.099×(59.5208E)?.45—0.099,05(OETF)的輸入信號(hào)56參考PQOETF(當(dāng)在使用參考PQEOTF函數(shù)的參考監(jiān)視器上顯將產(chǎn)生參考PQ00TF函數(shù))E′=OETF[E]=EOTF-1[00TF[E]]=EOTE'——在[0,1]范圍內(nèi)的非線(xiàn)性信號(hào)(R',G',B')的值；Fo,E見(jiàn)PQ00TF函數(shù)中的規(guī)定；m?、m?、C?、C?、c?見(jiàn)PQEOTF函數(shù)中的規(guī)定在需要進(jìn)行非線(xiàn)性和線(xiàn)性轉(zhuǎn)換時(shí)，宜使用相同的非線(xiàn)·可以選擇攝像機(jī)傳感器信號(hào)輸出到E的映射來(lái)達(dá)到期望的場(chǎng)景亮度12E'—[0,1]范圍內(nèi)的非線(xiàn)性信號(hào)(R',G',B')的值；E——與場(chǎng)景線(xiàn)性光成比例的彩色分量信號(hào){Rs,Gs,Bs},歸一化到[0,1]范圍內(nèi)b;a=0.17883277,b=1-4a,c=0.34Ys=0.2627Rs+0.6780Gs+0.059Fp——所顯示的線(xiàn)性分量{Rp,Gp,Bp}亮度值，單位為坎E——與場(chǎng)景線(xiàn)性光成比例的彩色分量信號(hào){Rs,Gs,Bs》,歸一化到[0,1]范圍內(nèi)；Ys——?dú)w一化的線(xiàn)性場(chǎng)景光；德拉每平方米(cd/m2);y——系統(tǒng)伽馬，當(dāng)顯示標(biāo)稱(chēng)峰值亮度為1000cd/m2時(shí)，y=1.2·f.g6表5HLG系統(tǒng)參考非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換函數(shù)(續(xù))56HLG參考EOTFFo=EOTF[max(0,(1-β)=00TF[OETF-1[max(0,(1-β)Fo——所顯示的線(xiàn)性分量{Rp,Gp,Bp}的亮度值，單位為坎β——用戶(hù)黑電平提升變量；E'—-用于定義HLGOETF的非線(xiàn)性信號(hào)(R',G'0OTF[]用于定義HLG參考00TFLB——黑電平的顯示亮度，單位為坎德拉每平方米(cd/m2)“當(dāng)場(chǎng)景光的非線(xiàn)性表示和線(xiàn)性表示需要轉(zhuǎn)化時(shí)，宜采用此非線(xiàn)性值的逆值?？梢赃x擇攝像機(jī)傳感器信號(hào)輸出到E的映射來(lái)達(dá)到期望的場(chǎng)景亮度。b和c的值為：b=0.28466892,c=0.55991073。馬值宜根據(jù)以下公式調(diào)整，并將結(jié)果四舍五入保留三對(duì)于Lw不在400cd/m2~2000cd/m2之間的應(yīng)用，y=1.2×xog?4w/1000),其中x=1.111。代表“亮度值小于0”的光),以便能通過(guò)“PLUGHLG的00TF逆變換導(dǎo)出公式為：Yp=0.2627Rp+0.6780Gp+0.059在處理過(guò)程中，如果實(shí)際顯示亮度未知，α設(shè)置為1.0cd/m2。7HLG值1其中Fp={Rp,Gp,Bp}其中E={Rs,Gs,Bs}2Y'=0.2627R′+0.6780G'+0.3用Y'、CB和Ck符號(hào)表示其來(lái)自Y、B和R的非線(xiàn)性信序號(hào)1L,M,S彩色空間M=(683R+2951G+462B)/42其中Fp={Lp,Mp,So}其中E={Ls,Ms,Ss}3I的導(dǎo)出式4Cr=(6601L'-13613M′+700Cp=(17933L'-17390M-543Cr=(3625L′-7465M′+3840Cp=(9500L'-9212M′-288新引入的I,Cr和Cp符號(hào)不采用“‘”彩色宜被限制在由表2中RGB彩色基色所定義的812取樣結(jié)構(gòu)3取樣結(jié)構(gòu)4:4:4系統(tǒng)4:2:2系統(tǒng)4:2:0系統(tǒng)I分量的數(shù)量相同I分量的一半10bit和12bit數(shù)字整數(shù)表示應(yīng)符合表9的規(guī)定。作為本文件的默認(rèn)選項(xiàng)。全范圍信號(hào)表示是本文件新引入的信號(hào)表示，參與節(jié)表910bit和12bit數(shù)字整數(shù)表示值1編碼信號(hào)2每個(gè)分量10bit或12bit3(超出視頻數(shù)據(jù)范圍的結(jié)果應(yīng)被削剪)窄范圍全范圍D=Round[(219×E'+16)×24(超出視頻數(shù)據(jù)范圍的結(jié)果應(yīng)被削剪)D=Round[(224×E'+128)×56黑電平0078消色電平9表910bit和12bit數(shù)字整數(shù)表示(續(xù))值94標(biāo)稱(chēng)峰值電平11視頻數(shù)據(jù)范圍"Round(x)=Sign(r)×Floor(|x|+0.5),Floor(x)是小于或等于r的最大整數(shù)值，Sign(x)定義如下：信號(hào)可能延伸到黑色以下(超黑),以及超過(guò)標(biāo)稱(chēng)峰值(超白),但不應(yīng)超過(guò)視頻數(shù)據(jù)范·因?yàn)檎秶鷶?shù)字圖像接口保留了一些數(shù)值，用于圍數(shù)字圖像向窄范圍數(shù)字圖像接口的映射方式與具體16bit浮點(diǎn)信號(hào)表示應(yīng)符合表10的規(guī)定。目前不存在用于這種格式的實(shí)時(shí)接口，此格式預(yù)計(jì)將在表1016bit浮點(diǎn)信號(hào)表示1216bit浮點(diǎn)3顯示參考信號(hào)歸一化R=G=B=1.0表示參考顯示的1.0cd/m24(資料性)ITU-RBT.2100-2:2018結(jié)構(gòu)編號(hào)范圍關(guān)鍵詞 1234表1附錄A附錄B附錄1附錄C附錄2(資料性)本文件使用下列函數(shù)：a)OETF:通常是在攝像機(jī)內(nèi)部，將線(xiàn)性場(chǎng)景光信號(hào)轉(zhuǎn)化為視頻信號(hào)；b)EOTF:將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為輸出顯示用的線(xiàn)性光信號(hào)；這些函數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，三者中每?jī)蓚€(gè)是獨(dú)立的。給定任意兩個(gè)函數(shù)值則可以計(jì)算出第三個(gè)函數(shù)的值。本附錄解釋這些函數(shù)如何在電視系統(tǒng)中產(chǎn)生作用，并介紹它們是怎樣相互關(guān)聯(lián)的。在電視系統(tǒng)中，顯示器的光與攝像機(jī)捕捉的光不是線(xiàn)性相關(guān)的。相反，電視系統(tǒng)使用了整體非線(xiàn)性函數(shù)00TF,見(jiàn)圖B.1。“參考”O(jiān)OTF函數(shù)補(bǔ)償了攝像機(jī)拍攝環(huán)境和顯示環(huán)境之間的色調(diào)感知差異?！皡⒖?0TF”的規(guī)定和使用使得端到端的影像再現(xiàn)具有一致性，這在電視制作中很重要。參考00TF可以對(duì)電視圖像進(jìn)行藝術(shù)調(diào)整，以增強(qiáng)畫(huà)質(zhì)。這些被修改的00TF函數(shù)被稱(chēng)為“藝術(shù)調(diào)整00TF”。藝術(shù)調(diào)整可以在參考00TF函數(shù)之前或之后使用，見(jiàn)圖B.2。藝術(shù)00TF圖B.2藝術(shù)調(diào)整00TF總體來(lái)說(shuō)，00TF函數(shù)是OETF函數(shù)、藝術(shù)調(diào)整過(guò)程和EOTF函數(shù)的級(jí)聯(lián)，見(jiàn)圖B.3。藝術(shù)00TFPQ系統(tǒng)采用圖B.4的模型設(shè)計(jì)，其中00TF函數(shù)可在攝像機(jī)中完成(或在制作過(guò)程中完成)。圖B.4PQ系統(tǒng)模型HLG系統(tǒng)采用圖B.5的模型設(shè)計(jì)，其中00TF函數(shù)可在顯示器中完成。圖B.5HLG系統(tǒng)模型(下標(biāo)表示彩色分量)。00TF?(R,G,B)=EOTF?(OETF?(R,G,B))……00TF?(R,G,B)=EOTF?(如果公式(B.1)中的關(guān)系用符號(hào)?表示，則整體函數(shù)的關(guān)系會(huì)更清楚。通過(guò)?符號(hào)，可得出這三種非線(xiàn)性函數(shù)的公式(B.2)。PQ曲線(xiàn)由其EOTF函數(shù)定義。對(duì)于PQ系統(tǒng)，OETF函數(shù)可以通過(guò)00TF函數(shù)，使用公式(B.2)中第三行等式計(jì)算得出；而HLG曲線(xiàn)由其OETF函數(shù)定義。對(duì)于HLG系統(tǒng)，EOTF函數(shù)可以通過(guò)00TF函數(shù)，使用公式(B.2)中第二行等式計(jì)算得出。(資料性)EOTF和OETF的參數(shù)化表示本附錄內(nèi)容結(jié)合適當(dāng)?shù)膮?shù)集有助于促進(jìn)OETF和EOTF的實(shí)際應(yīng)用。EOTF可以使用公式(C.1)進(jìn)行表示。式中：L——線(xiàn)性彩色值；V——非線(xiàn)性彩色值；s,t,c,n,m——參數(shù)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)定。OETF可使用公式(C.2)進(jìn)行表示。如果公式(C.1)和公式(C.2)中的s,t,c,n,m對(duì)于某些應(yīng)用，將公式(C.1)和公式(C.2)中的V按照公式(C.3)進(jìn)行歸一化是有益的。式中：V——非線(xiàn)性彩色值；k,p——參數(shù)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)定。對(duì)于某些應(yīng)用，將公式(C.1)和公式(C.2)中的L按照公式(C.4)進(jìn)行歸一化是有益的。