T-UWA 005.3-6-2022 高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第3-6 部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法播放軟件用設(shè)備

ICS：33.160.25CCS：M74IT/UWA005.3-6-2023 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 3.1HDRVivid 3.2HDRVivid播放軟件 13.3HDRVivid播放軟件用設(shè)備 13.4軟控狀態(tài) 4縮略語 5設(shè)備的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 25.1顯示能力的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 25.2色彩管理能力 36測(cè)試方法 46.1測(cè)試條件 46.2測(cè)試儀器 46.3測(cè)試工作狀態(tài) 46.4色域重合度測(cè)試方法 46.5非線性轉(zhuǎn)換能力測(cè)試方法 56.6顯示動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試方法 56.7顯示量化精度測(cè)試方法 66.8色彩管理能力測(cè)試方法 77設(shè)備分級(jí)策略 87.1概述 8附錄A（資料性附錄）軟件控制方法 9T/UWA005.3-6-2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則起草。本文件是T/UWA005《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)》的第3-6部分。T/UWA005已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：元數(shù)據(jù)及適配——第2-1部分：應(yīng)用指南系統(tǒng)集成——第2-2部分：應(yīng)用指南后期制作——第3-1部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法顯示設(shè)備——第3-2部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法便攜式顯示設(shè)備——第3-3部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法播放設(shè)備——第3-4部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法播放軟件——第3-5部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法實(shí)時(shí)編碼設(shè)備請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本文件由世界超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提出并歸口。本文件主要起草單位：騰訊科技（深圳）有限公司、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中央廣播電視總臺(tái)、國家廣電總局規(guī)劃院、北京愛奇藝科技有限公司、咪咕文化科技有限公司、北京市博匯科技股份有限公司、北京中視廣信科技有限公司。本文件主要起草人：李大龍、陳仁偉、李巖、劉漢源、王志航、鄧朔、張鴻宇、許海濱、王榮芳、張仁宇。1T/UWA005.3-6-2023高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第3-6部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法播放軟件用設(shè)備本文件規(guī)定了HDRVivid播放軟件適用的硬件設(shè)備技術(shù)要求和測(cè)試辦法。本文件適用于采用軟件解碼方式支持HDRVivid視頻的硬件設(shè)備。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版本）適用于本文件。SJ/T11324數(shù)字電視顯示設(shè)備術(shù)語GY/T307-2017超高清晰度電視系統(tǒng)節(jié)目制作和交換參數(shù)值GY/T315-2018高動(dòng)態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數(shù)值T/UWA005.1-2022高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第1部分：元數(shù)據(jù)及適配T/UWA005.3-1-2022高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第3-1部分：技術(shù)要求和測(cè)試方案顯示設(shè)備T/UWA005.3-4-2022高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第3-4部分：技術(shù)要求和測(cè)試方案播放軟件3術(shù)語和定義SJ/T11324界定的和下列術(shù)語以及定義適用于本文件。3.1HDRVivid系指T/UWA005.1-2022規(guī)定的HDR技術(shù)規(guī)范以及配套衍生技術(shù)的代稱。3.2HDRVivid播放軟件以獨(dú)立軟件的方式按照T/UWA005.1-2022對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行解析和調(diào)整，并在其搭載的硬件設(shè)備上定義一致，本文件簡(jiǎn)稱播放軟件。3.3HDRVivid播放軟件用設(shè)備運(yùn)行播放軟件，并將符合T/UWA005.1-2022定義的視頻信號(hào)解碼處理后得到的圖像進(jìn)行顯示的設(shè)備，以下簡(jiǎn)稱設(shè)備。3.4軟控狀態(tài)當(dāng)播放軟件在設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，會(huì)通過軟件程序API控制設(shè)備的顯示能力，如：顯示動(dòng)態(tài)范圍、色域等。設(shè)備這種被播放軟件控制的狀態(tài)在本文件中稱為軟控狀態(tài)。4縮略語下列縮略語適用于本文件。EOTF電光轉(zhuǎn)換函數(shù)（Electro-OpticalTransferFunction）HDR高動(dòng)態(tài)范圍（HighDynamicRange）HLG基于混合對(duì)數(shù)伽馬量化方法（HybridLog-Gamma）OETF光電轉(zhuǎn)換函數(shù)（Opto-ElectricalTransferFunction）2T/UWA005.3-6-2023PQ基于人眼特性的感知量化方法（PerceptualQuantizer）5設(shè)備的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)5.1顯示能力的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)5.1.1概述為了發(fā)揮設(shè)備的顯示能力，硬件廠商通過向軟件開發(fā)者提供程序接口的方式，讓播放軟件對(duì)設(shè)備的顯示能力進(jìn)行控制。本章規(guī)定了軟控狀態(tài)下，設(shè)備各項(xiàng)顯示能力的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。5.1.2色域重合度軟控狀態(tài)下的設(shè)備應(yīng)支持BT.2020色域圖像繪制輸出，且色域重合度不低于60%。5.1.3非線性轉(zhuǎn)換能力軟控狀態(tài)下，播放軟件可以開啟設(shè)備的PQ顯示模式（實(shí)現(xiàn)方式可參考附錄A中A.2并可接受播放軟件解碼HDRVivid圖像且經(jīng)過色調(diào)映射后的PQ視頻信號(hào)作為視頻輸入源，其輸出亮度精度誤差符合表1的規(guī)定。表1非線性轉(zhuǎn)換能力測(cè)試樣本（全范圍PQ域非線性RGB信號(hào)）序號(hào)輸入信號(hào)：全范圍PQ域10bitRGB信號(hào)參考亮度(cd/m2)相對(duì)誤差R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)145045045049.7907≤20%2520520520100.2301≤15%3592592592199.1536≤15%4668668668401.5059≤15%5923923923≤10%注1：序號(hào)5用例中，由于PQ曲線理論5.1.4顯示動(dòng)態(tài)范圍軟控狀態(tài)下的設(shè)備顯示動(dòng)態(tài)范圍分為2級(jí)，各等級(jí)應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2顯示動(dòng)態(tài)范圍分級(jí)表序號(hào)10%白窗峰值亮度(cd/m2)最小黑色亮度(cd/m2)動(dòng)態(tài)范圍(%)1≤0.052≤0.055.1.5顯示量化精度軟控狀態(tài)下，播放軟件可以指定設(shè)備的顯示量化精度（實(shí)現(xiàn)方式可參考附錄A中A.3并按照此精度完成播放軟件輸出圖像的繪制。設(shè)備顯示量化精度分為2級(jí)，各等級(jí)應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3顯示量化精度分級(jí)表序號(hào)精度(bit)1283T/UWA005.3-6-20235.2色彩管理能力當(dāng)前視頻內(nèi)容平臺(tái)及服務(wù)提供商，為其用戶提供的軟件服務(wù)應(yīng)用程序中，除了影片播放（點(diǎn)播回看、直播等）功能外，還會(huì)提供影片信息展示、用戶觀影互動(dòng)、影片周邊廣告售賣等其他功能。于是，如圖1所示，視頻用戶觀影時(shí)所處的應(yīng)用程序界面布局，往往由以下兩類圖層組成，包括：l視頻圖層：播放軟件用以渲染視頻圖像幀的圖層；l交互圖層：播放軟件用以繪制非圖像幀，如：文字、圖片、UI控件等程序界面元素的圖層。特別地，這兩類圖層可能存在重疊區(qū)域。如圖1所示的左側(cè)為小窗播放場(chǎng)景，一般在集中展示當(dāng)前影片信息的詳情頁時(shí)使用，此時(shí)渲染視頻圖像幀的視頻圖層重疊于詳情頁交互圖層之上；圖1所示的右側(cè)為全屏播放場(chǎng)景，此時(shí)繪制彈幕、控制欄等界面元素的交互圖層重疊于（全屏）渲染視頻圖像幀的視頻圖層之上。在包含上述視頻播放場(chǎng)景的應(yīng)用程序運(yùn)行過程中，在播放軟件的控制下，硬件設(shè)備屏幕中的各圖層區(qū)域都應(yīng)能準(zhǔn)確還原片源色彩。尤其是，針對(duì)播放圖層與交互圖層的重疊區(qū)域，硬件設(shè)備也能提供各自準(zhǔn)確的亮度及色彩呈現(xiàn)。舉例而言：l當(dāng)視頻圖層重疊于交互圖層之上，交互圖層呈現(xiàn)sRGB色域時(shí)，視頻圖層可呈現(xiàn)HDR所需BT.2020色域及高亮表現(xiàn)；l當(dāng)交互圖層重疊于視頻圖層之上，視頻圖層呈現(xiàn)HDR所需色域及高亮?xí)r，交互圖層仍呈現(xiàn)SDR圖像的sRGB色域。在播放軟件控制下，對(duì)硬件播放設(shè)備所需的色彩管理要求如表4：表4色彩管理要求序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求1視頻圖層亮度偏差輸入亮度L0<100≤20%100≤L0＜1000≤15%1000≤L0≤4000≤10%色度偏差0.042交互圖層色度偏差0.044T/UWA005.3-6-2023圖1用戶應(yīng)用軟件中視頻圖層與交互圖層的關(guān)系舉例示意圖6測(cè)試方法6.1測(cè)試條件6.1.1大氣環(huán)境條件在下列標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行測(cè)試：環(huán)境溫度：15℃~35℃;相對(duì)濕度：20％～80％。6.1.2供電方式測(cè)試過程中采用電池供電或連接電源，測(cè)試期間電池電量不低于50%。6.1.3穩(wěn)定時(shí)間顯示設(shè)備開機(jī)穩(wěn)定10分鐘后開始測(cè)試。6.2測(cè)試儀器6.2.1色彩亮度計(jì)色彩亮度計(jì)用于測(cè)量手機(jī)及平板電腦等各類型顯示設(shè)備的亮度、色度值，其范圍需要滿足0.01cd/m2～5000cd/m2。在亮度低于2cd/m2時(shí)，測(cè)試屏幕上小面積色度坐標(biāo)x,y或UI,VI?？紤]到測(cè)試的便利性和誤差要求，建議使用支持分光模式的色彩亮度計(jì)。6.3測(cè)試工作狀態(tài)a)將設(shè)備的圖像設(shè)置恢復(fù)到出廠狀態(tài)；b)如無出廠狀態(tài)，將圖像模式調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)模式，設(shè)備其它菜單恢復(fù)到開機(jī)后的設(shè)置；c)若有自動(dòng)亮度調(diào)整，應(yīng)關(guān)閉自動(dòng)亮度選項(xiàng)，并調(diào)節(jié)整機(jī)背光或亮度至最大；d)啟動(dòng)符合T/UWA005.3-4-2022標(biāo)準(zhǔn)的播放軟件，此時(shí)設(shè)備應(yīng)處于軟控狀態(tài)。6.4色域重合度測(cè)試方法5T/UWA005.3-6-2023測(cè)試步驟如下：a)播放軟件將設(shè)備顯示色域設(shè)置為BT.2020（見附錄A-1中參考示例b)使用播放軟件播放表5描述的測(cè)試樣例，記錄中心測(cè)試坐標(biāo)(?'?,?'?)；c)使用播放軟件播放表6描述的測(cè)試樣例，記錄中心測(cè)試坐標(biāo)(?'?,?'?)；d)使用播放軟件播放表7描述的測(cè)試樣例，記錄中心測(cè)試坐標(biāo)(?'?,?'?)；e)依據(jù)T/UWA005.3-1-2022標(biāo)準(zhǔn)7.5.4部分，使用公式（1）計(jì)算色域重合度是否滿足5.1.2規(guī)表5色域重合度測(cè)試樣本R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)92300表6色域重合度測(cè)試樣本R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)09230表7色域重合度測(cè)試樣本R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)00923……公式(1)6.5非線性轉(zhuǎn)換能力測(cè)試方法測(cè)試步驟如下：a)播放軟件將設(shè)備對(duì)輸入亮度的非線性轉(zhuǎn)換模式設(shè)置為PQ模式（見附錄A-1中參考示例）；b)視頻測(cè)試信號(hào)：圖像內(nèi)容為如圖2所示的10%窗口信號(hào)，背景信號(hào)為0cd/m2（碼值：0/0/0窗口信號(hào)各分量輸入值依照表1，信號(hào)依次變更；c)將上述測(cè)試碼流輸入播放軟件，每個(gè)測(cè)試碼流持續(xù)播放10秒，其在屏幕上的輸出圖像在5秒內(nèi)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(表1),表示)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(表),平)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(輸入),表示c)將上述測(cè)試碼流輸入播放軟件，每個(gè)測(cè)試碼流持續(xù)播放10秒，其在屏幕上的輸出圖像在5秒內(nèi)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up3(表1),表示)f)f)計(jì)算實(shí)際輸出亮度值與預(yù)期輸出參考亮度值的相對(duì)誤差??:g)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(當(dāng)計(jì)算所得的相對(duì)誤差),備在軟控狀態(tài)下能實(shí)現(xiàn))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(?),P)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up0(?),Q)出的相對(duì)誤差范圍時(shí)，可認(rèn)為送檢設(shè)6.6顯示動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試方法測(cè)試步驟如下：a)播放軟件將設(shè)備對(duì)輸入亮度的非線性轉(zhuǎn)換模式設(shè)置為PQ模式（見附錄A-1中參考示例b)播放軟件輸出測(cè)試數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)硬件顯示；6T/UWA005.3-6-2023c)輸入視頻測(cè)試信號(hào)為：面積10%白窗圖，窗口亮度3987.99??/?2(碼值：923/923/923)，背/?2(碼值：0/0/0)，動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)采用直通映射曲線。測(cè)試其峰值亮度，記為??;d)輸入視頻測(cè)試信號(hào)為：2.5%面積邊角白窗圖，窗口亮度603.75??/?2(碼值：713/713/713)，e)使用以上亮度值，參照T/UWA005.3-1-2022標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算當(dāng)前設(shè)備的顯示動(dòng)態(tài)范圍，如下：/?2(SMPTEST.2048)。圖2-10%白窗口信號(hào)示意圖圖3-2.5%邊角白窗信號(hào)示意圖6.7顯示量化精度測(cè)試方法測(cè)試步驟如下：a)將播放器及設(shè)備調(diào)整為6.3規(guī)定的測(cè)試工作狀態(tài)；b)設(shè)備在軟控狀態(tài)下，播放如圖4所示的測(cè)試樣片：條帶灰階信號(hào)，第一條為從(0/0/0)以32為步進(jìn)至(1023/1023/1023)的32階灰階信號(hào)，第二條為從(660/660/660)以1為步進(jìn)至(675/675/675)的16階灰階信號(hào)，第三條為從(1023/1023/1023)以16為步進(jìn)至(0/0/0)的64階灰階信號(hào)，第四條為從(660/660/660)以4為步進(jìn)至(672/672/672)的4階灰階信號(hào)，動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)采用直通映射曲線；c)播放畫面持續(xù)30s，觀察顯示屏上第二條產(chǎn)生可視灰階數(shù)量；d)若有漸變效果且不分階或灰階數(shù)量大于4階，則設(shè)備顯示精度為10bit，否則為8bit；e)若無法判斷，則觀察第四條，若第四條灰階能分辨出4階，且第二條灰階不能，則設(shè)備顯示精7T/UWA005.3-6-2023度為10bit，否則為8bit。圖4-顯示精度輸出信號(hào)示意圖6.8色彩管理能力測(cè)試方法6.8.1測(cè)試準(zhǔn)備設(shè)備在軟控狀態(tài)下的色彩管理測(cè)試分別針對(duì)視頻圖層和交互圖層進(jìn)行，準(zhǔn)備步驟包括：a)播放軟件如圖1所示創(chuàng)建一個(gè)包含2類圖層的播放界面；b)上述界面中至少存在1個(gè)視頻圖層，其在軟控狀態(tài)下設(shè)置為：色域覆蓋至廣色域模式(BT.2020/DCI-P3)、非線性轉(zhuǎn)換能力為PQ；c)上述界面中還至少存在1個(gè)交互圖層，用于繪制非視頻圖像外的，如UI控件圖形；d)在播放軟件運(yùn)行過程中，分別測(cè)試視頻圖層、交互圖層的輸出信號(hào)。6.8.2視頻圖層色彩管理測(cè)試（1）亮度誤差測(cè)試亮度誤差測(cè)試與6.5非線性轉(zhuǎn)換測(cè)試方法一致，視頻圖層的亮度響應(yīng)需要遵循PQ曲線。（2）色度誤差測(cè)試測(cè)試步驟如下：輸入色度的序號(hào)，每個(gè)顏色各持續(xù)30秒，以?',?'表示，記錄測(cè)試到的色度值；c)計(jì)算輸出色度期望值與實(shí)際測(cè)試值的絕對(duì)誤差?[?]:)d)最終的色度誤差為絕對(duì)誤差的最大值。6.8.3交互圖層色彩管理測(cè)試交互圖層主要展示圖片、文字等非視頻內(nèi)容，其亮度響應(yīng)遵循其內(nèi)容所屬的標(biāo)準(zhǔn)，在正常情況下，屬于當(dāng)前市場(chǎng)上所有設(shè)備的常規(guī)默認(rèn)配置，故本技術(shù)規(guī)范不贅述亮度誤差測(cè)試。主要考察在多圖層的情況下的色度誤差，對(duì)于色度誤差的測(cè)試步驟如下：a)播放軟件依據(jù)表9向視頻圖層輸出測(cè)試信號(hào)?[?,?],其中j輸入色度的序號(hào)，每個(gè)顏色各持續(xù)30秒，以?',?'表示，記錄測(cè)試到的色度值；8T/UWA005.3-6-2023c)計(jì)算輸出色度期望值與實(shí)際測(cè)試值的絕對(duì)誤差?[?]:最終的色度誤差為絕對(duì)誤差的最大值。表8視頻圖層色度測(cè)試信號(hào)序號(hào)PQ域RGB碼值（10-bits，BT.2020色域）參考色坐標(biāo)R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)'?'23200.486724494133810.23770.494634654494370.21370.479044775506220.15030.396055186022330.13850.5726表9交互圖層色度測(cè)試信號(hào)序號(hào)sRGB域RGB碼值（8-bits，BT.709色域LimitedRange）參考色坐標(biāo)R信號(hào)G信號(hào)B信號(hào)'?'?12350.40130.941222350.16340.103032350.94120.46177設(shè)備分級(jí)策略7.1概述依據(jù)第6章中的測(cè)試結(jié)果對(duì)設(shè)備進(jìn)行分級(jí)，以指導(dǎo)內(nèi)容平臺(tái)商提供合適的片源分發(fā)策略，并使播放軟件能夠依據(jù)不同的分級(jí)結(jié)果進(jìn)行適配，使設(shè)備呈現(xiàn)最佳的HDRVivid顯示效果。設(shè)備分為3級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)檔次、基準(zhǔn)檔