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HDR详解 - 伽玛曲线
BT.2100 — HDR新的国际标准
ITU-R BT.2100 HDR国际标准建立于2016年7月。因此,确定了内容制作和传输的标准,并且预计将进一步加速HDR的采用。
如下表所示,自从建立全高清BT.709标准以来,上一页介绍的五个要素显然已经逐步发展。 虽然BT.2020和BT.2100基本上非常相似,但它们在可显示的动态范围上有所不同。
HDR国际标准
BT.709 目前的全高清标准 |
BT.2020 4K/8K 标准 |
BT.2100 4K/8K HDR 标准 |
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分辨率 | 全高清 | 4K, 8K | 高清, 4K, 8K |
位深度 | 8位 | 10 或 12 位 | 10 或 12 位 |
帧速率 | 高达60p | 高达120p | 高达 120p |
色域 | Rec.709 | Rec.2020 | Rec.2020 |
亮度(动态范围) | SDR | SDR | HDR |
可见差异(用于说明目的图像) |
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SDR |
HDR |
两条伽玛曲线
为了正确显示HDR图像,仅仅提高亮度是不够的 - 以与人类视力相匹配的方式显示色彩和色调至关重要。 色彩和色调受每个输入和输出设备具有的称为伽玛的输入 - 输出特性的影响。
BT.2100标准提供两条伽玛曲线作为不同类型生产工作的标准。
对于互联网流媒体和电影:
PQ (感知量化)
对于广播电视:
HLG (混合对数伽玛)
PQ伽玛曲线基于人类视觉感知的特征,并且最适合于在互联网上制作电影或串流视频的内容,其中再现准确性是关键。
另一方面,HLG伽玛曲线旨在允许在现有的SDR电视上显示而不会看不到位置,并且最适合于广播电视和直播视频馈送。
用于HDR的PQ和HLG 伽玛曲线的优点
PQ (感知量化) | HLG (混合对数伽玛) | ||
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目标 | 互联网视频流,电影 | 广播电视,直播视频 | |
优点 |
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最大亮度 |
1,000 cd/m² 绝对值 一致,不管显示装置 |
相对值 因显示设备而异 |
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黑色等级 | 0.005 cd/m2或更低 | 0.005 cd/m2 或更低 | |
提议者 | Dolby | BBC 和 NHK | |
参考标准 | SMPTE ST 2084、ITU-R BT.2100 | ITU-R BT.2100 | |
参考标准 | SMPTE ST 2084 和 ITU-R BT.2100 | 优 | 好 |
在SDR电视上出现 | Poor | 良 | |
直播 | 良 | 优 |
下图显示了HDR的PQ和HLG伽玛曲线。
PQ伽玛曲线的最高亮度固定为1,000 cd/m² (或更高)。 换句话说,无论显示设备的最高亮度如何,伽玛曲线始终相同,上限为1,000 cd/m²,从而实现一致的图像再现。
另一方面,HLG伽玛曲线的最高亮度与显示设备的最高亮度无关。换言之,因为伽玛曲线根据显示设备的最高亮度而变化,即使在现有的SDR显示器上,伽玛曲线也可允许接受观看HDR内容,并且图像劣化较小。
HDR的PQ和HLG 伽玛曲线比较 |