《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值gbt+41808-2022》详细解读

《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值gb/t41808-2022》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4缩略语5图像参数值5.1图像空间和时间特性contents目录5.2系统彩色体系5.3高动态范围节目及素材参考观看环境5.4PQ和HLG系统参考非线性转换函数5.5信号格式5.6色度亚采样5.710bit和12bit数字整数表示5.816bit浮点信号表示contents目录附录A(资料性)本文件与ITU-RBT.2100-2:2018的结构编号对照情况附录B(资料性)OETF、EOTF和OOTF的关系附录C(资料性)EOTF和OETF的参数化表示参考文献011范围明确了HDR电视节目制作和交换过程中应遵循的技术要求和测量方法，为行业提供统一的操作规范。本标准规定了高动态范围（HDR）电视节目制作和交换中所涉及的图像参数值，包括亮度、色域、光电转换函数（OETF）和电光转换函数（EOTF）等。适用于HDR电视节目的制作、播出、传输及接收等环节，确保各环节之间的兼容性和图像质量。涵盖内容010203适用范围010203适用于电视台、影视制作机构、网络视频平台等从事HDR电视节目制作和播出的单位。适用于HDR电视节目的编辑、特效处理、合成、播出、传输、接收及显示等各个环节。适用于不同HDR标准之间的节目交换，如HDR10、DolbyVision、HLG等，提高节目的通用性和互操作性。不包括HDR电视节目音频参数的规定，音频方面需参考相应的音频标准。不涉及HDR电视节目传输过程中的信道编码、调制等传输技术层面的要求。本标准不涉及HDR电视节目的内容创意、艺术表现等创作层面的要求。不适用范围022规范性引用文件引用文件概述本标准中引用了多个国内外相关标准和规范，以确保技术内容的准确性和可靠性。引用文件涉及高动态范围电视节目的制作、交换、显示等多个环节，构成完整的标准体系。GB/TXXXX-XXXX高动态范围电视节目制作技术规范，规定了高动态范围电视节目的制作要求和方法。GY/TXXXX-XXXX高动态范围电视节目交换格式，定义了高动态范围电视节目在不同环节之间交换时的数据格式和参数。ITU-RBT.XXXX国际电信联盟关于高动态范围电视节目的相关建议，提供了国际通用的技术指导和参考。主要引用文件规范性引用文件为本标准的制定提供了理论依据和技术支撑，确保标准的科学性和先进性。通过引用相关标准和规范，本标准与其他相关标准保持协调一致，便于在实际应用中的推广和实施。引用文件的作用033术语和定义指具有比传统标准动态范围电视更高亮度、更深色域和更高对比度的电视节目。定义能够呈现更丰富的色彩层次和细节，更接近真实世界的视觉感受。特点广泛应用于电影、电视、广告等领域，提升观众观看体验。应用高动态范围电视010203在电视节目制作、传输和接收过程中，为确保图像质量而需交换和控制的参数值。含义保证电视节目的色彩、亮度、对比度等图像特征在不同设备和环境下的一致性。作用是电视节目制作和交换过程中不可或缺的环节，直接影响观众观看效果。重要性交换图像参数值与高动态范围的区别高动态范围电视在亮度、色域和对比度等方面均优于标准动态范围电视，能够呈现更为逼真的画面效果。解释指传统电视节目的动态范围，即图像中最高亮度和最低亮度的比值。局限性随着显示技术的不断发展，传统标准动态范围已无法满足人们对更高画质的需求。标准动态范围044缩略语标准动态范围，传统的影像亮度范围。SDR感知量化，一种用于HDR的电光转换函数。PQ01020304高动态范围，用于描述影像中从明到暗的亮度范围。HDR混合对数伽马，另一种用于HDR的电光转换函数。HLGHDR相关缩略语一种标准的色彩空间，常用于HDTV。BT.709BT.2020DCI-P3一种宽色域的色彩空间，用于HDR和UHD电视。数字电影院倡议的一种色彩空间，也常用于HDR制作。色彩空间相关缩略语IMF交换图像格式，用于在不同平台间交换高质量的图像数据。交换格式与相关技术缩略语01ACES学院色彩编码系统，一种用于电影制作的色彩管理和交换系统。02SDI串行数字接口，一种用于传输未压缩数字视频信号的接口标准。03HDMI高清晰度多媒体接口，一种用于传输高清视频和音频信号的接口标准。04055图像参数值色彩空间定义明确高动态范围电视节目的色彩空间，如Rec.2020、P3等，确保色彩的一致性与准确性。色域映射5.1色彩空间与色域在不同色域之间进行转换时，需遵循特定的映射规则，以减少色彩失真和偏差。0102VS高动态范围电视节目应具有更宽的亮度范围，以呈现更多细节和层次感。亮度标准规定节目的最大亮度、最小亮度以及亮度层次，确保画面亮度的合理分布。动态范围5.2动态范围与亮度高动态范围电视节目应采用较高的色彩深度，如10bit或12bit，以表现更丰富的色彩层次。色彩深度明确像素值的量化方法，包括线性量化和非线性量化，以减少量化误差对画质的影响。量化方式5.3色彩深度与量化分辨率要求规定高动态范围电视节目的最低分辨率标准，以适应不同显示设备的需求。图像格式支持多种图像格式，如4K、8K等，确保节目在不同平台上的兼容性与观看体验。5.4图像分辨率与格式065.1图像空间和时间特性指图像中水平和垂直方向的像素数量，决定了图像的清晰度和细节表现能力。分辨率表示每个像素所能表示的色彩数量，影响图像的色彩层次和过渡效果。色彩深度描述像素在水平和垂直方向上的比例关系，对于保持图像原始比例至关重要。像素宽高比图像空间特性01帧率表示每秒钟显示的图像帧数，影响视频的流畅度和动态效果。图像时间特性02场序描述图像在扫描过程中的顺序，如逐行扫描或隔行扫描，对视频播放的兼容性和质量有影响。03时间码为每一帧图像分配一个唯一的时间标识，便于在编辑和制作过程中进行精确定位和控制。075.2系统彩色体系定义与范畴系统彩色体系是规定高动态范围电视节目中颜色表达、传输和重现的标准化体系。重要性确保节目制作、交换与播放过程中色彩的一致性和准确性，提升观众视觉体验。彩色体系概述彩色空间与编码编码方式采用高效的编码方式，如PQ（PerceptualQuantizer）或HLG（HybridLog-Gamma），以实现像素级别的精准表达。彩色空间选择采用适合高动态范围图像的彩色空间，如Rec.2020等，以提供更广泛的色域覆盖。建立完善的色彩管理体系，确保从拍摄到显示的整个流程中色彩的一致性和准确性。色彩管理在不同彩色空间或编码方式之间进行转换时，需采用合适的转换算法，以最大程度地保留原始色彩信息。色彩转换色彩管理与转换应用场景系统彩色体系广泛应用于高动态范围电视节目的拍摄、制作、交换与播放等环节。01彩色体系应用与兼容性兼容性考虑在确保高质量色彩表现的同时，还需考虑与现有电视系统和平台的兼容性，以确保节目的广泛传播与接收。02085.3高动态范围节目及素材参考观看环境准确还原创作者意图合理的观看环境能够确保高动态范围节目及素材在呈现时，尽可能准确地还原创作者的意图和原始场景的真实效果。提升观众观看体验适宜的观看环境可以为观众带来更加沉浸式的观看体验，使高动态范围节目的细节和色彩层次得以充分展现。观看环境的重要性参考观看环境要素屏幕亮度与对比度高动态范围节目对屏幕的亮度和对比度有较高要求，以确保暗部细节和亮部细节的充分展现，同时避免画面过曝或过暗。色彩还原准确性观看环境的色彩还原准确性对于高动态范围节目的呈现至关重要，需要确保屏幕能够准确还原节目中的各种颜色，尤其是广色域范围内的色彩。观看距离与视角合理的观看距离和视角能够保证观众在观看高动态范围节目时，获得最佳的视觉感受和空间感。精准调校显示参数根据具体的观看环境和节目内容，精准调校显示设备的亮度、对比度、色彩等参数，以达到最佳的观看效果。营造舒适观看氛围在观看环境中加入适当的照明和音响设备，营造出更加舒适、沉浸的观看氛围，提升观众的观看体验。选择高性能显示设备采用支持高动态范围技术的高性能显示设备，如OLED电视、高端液晶电视等，以确保节目的高质量呈现。优化观看环境的建议095.4PQ和HLG系统参考非线性转换函数定义与概述PQ系统参考非线性转换函数是一种用于高动态范围图像的转换函数，旨在将线性光信号转换为适合显示设备呈现的非线性信号。转换原理应用场景PQ系统参考非线性转换函数PQ转换函数基于人眼对亮度的感知特性进行设计，通过非线性映射关系对图像亮度进行调整，以在有限动态范围内呈现更多的细节和色彩层次。PQ转换函数广泛应用于高动态范围电视节目的制作、编辑和播出等环节，确保节目在不同显示设备上的一致性和高质量呈现。定义与概述HLG（HybridLog-Gamma）系统参考非线性转换函数是另一种用于高动态范围图像的转换方法，结合了对数和幂函数的特点。转换特点HLG转换函数能够在保持暗部细节的同时，更好地呈现亮部区域的高光溢出效果，从而实现更广泛的动态范围覆盖。应用优势HLG转换函数适用于多种不同类型的显示设备，包括HDR电视和SDR电视等，具有良好的兼容性和广泛的适用性。此外，HLG还支持实时处理，适用于直播等实时性要求较高的场景。HLG系统参考非线性转换函数010203105.5信号格式5.5.1信号格式概述信号格式是确保电视节目制作和播出过程中图像质量、兼容性和稳定性的关键因素，它规定了信号的分辨率、帧率、色彩空间等核心参数。重要性信号格式是指用于电视节目制作和交换的图像信号的特定结构和参数设置，根据应用场景和需求的不同，信号格式会有所区别。定义与分类标清信号格式标清（StandardDefinition）信号格式是较早发展的电视信号标准，具有较低的分辨率和帧率，如PAL、NTSC等制式。5.5.2常见信号格式高清信号格式高清（HighDefinition）信号格式提供了更高的分辨率和画质，如1080i、1080p等，广泛应用于现代电视节目制作和播出。超高清信号格式超高清（UltraHighDefinition）信号格式，如4K、8K等，具有极高的分辨率和细腻的画质，是未来电视发展的方向。选择依据在选择信号格式时，需综合考虑节目内容、播出平台、观众需求以及技术条件等因素，以确保最佳的观看体验。格式转换在实际应用中，可能需要进行不同信号格式之间的转换，如从标清升级到高清或超高清。这需要使用专业的转换设备和软件，以确保转换过程中图像质量的损失最小化。5.5.3信号格式选择与转换115.6色度亚采样定义色度亚采样是指在数字图像处理中，对色度分量进行下采样，以减少数据量和存储空间的技术。原理人眼对亮度信息比对色度信息更敏感，因此可以在保持图像质量的前提下，对色度信息进行亚采样。应用场景广泛应用于视频压缩、传输和存储等领域，以降低带宽需求和提高处理效率。色度亚采样的基本概念4444:4采样：亮度分量与色度分量具有相同的分辨率，适用于高质量图像处理。2:2采样：在水平方向上对色度分量进行下采样，减少一半的色度数据量，适用于一般质量的图像处理。2:0采样：在水平和垂直方向上对色度分量进行下采样，大大减少色度数据量，适用于低码率视频压缩。色度亚采样的类型010203色度亚采样的影响01色度亚采样会对图像质量产生一定影响，具体影响程度取决于采样类型和参数设置。一般来说，采样率越高，图像质量越好。色度亚采样可以提高视频压缩效率，降低视频码率，从而节省传输带宽和存储空间。不同的色度亚采样类型可能具有不同的兼容性，需要根据具体应用场景和设备支持情况选择合适的采样类型。0203图像质量压缩效率兼容性前期拍摄在电视节目拍摄过程中，根据节目类型和质量要求，选择合适的色度亚采样类型进行拍摄。后期制作在后期制作过程中，根据需要对色度分量进行调整和优化，以达到最佳的视觉效果。节目播出在电视节目播出时，确保播出设备支持所选的色度亚采样类型，以保证观众能够观看到高质量的电视节目。色度亚采样在电视节目制作中的应用125.710bit和12bit数字整数表示定义与范围10bit数字整数表示是指使用10位二进制数来表示一个整数值，其范围从0到1023。应用场景在电视节目制作中，10bit数字整数表示常用于图像处理过程中，以提供更高的色彩精度和动态范围。优势与局限10bit数字整数表示能够呈现更丰富的色彩层次和细节，但相对于12bit而言，其动态范围和色彩精度仍有所限制。02030110bit数字整数表示定义与范围12bit数字整数表示是指使用12位二进制数来表示一个整数值，其范围从0到4095。应用场景在高动态范围电视节目制作中，12bit数字整数表示被广泛应用于高精度图像处理，以满足对色彩和动态范围的更高要求。优势与特点12bit数字整数表示提供了更高的色彩精度和动态范围，能够呈现更加细腻的色彩过渡和更广泛的亮度范围，使画面更加逼真、生动。同时，它也为后期制作和编辑提供了更大的调整空间。12bit数字整数表示135.816bit浮点信号表示浮点信号指用浮点数表示的信号，具有更高的动态范围和精度，适用于高动态范围电视节目的制作和交换。16bit浮点指使用16位二进制数来表示浮点数的信号，其动态范围和精度较传统的8bit或10bit整数信号有显著提升。浮点信号的定义浮点信号的表示方法指数部分浮点信号中的指数部分用于表示数值的范围，通过调整指数可以表示非常大或非常小的数值。尾数部分浮点信号中的尾数部分用于表示数值的精度，即小数点后的位数，它决定了信号的分辨率和细节表现能力。16bit浮点信号的优势由于使用了浮点数表示，16bit浮点信号在处理过程中能够保持更高的精度，减少因量化误差导致的信号损失。高精度处理16bit浮点信号能够表示的动态范围远超传统整数信号，使得电视节目在亮度、对比度和颜色等方面具有更出色的表现。高动态范围16bit浮点信号为高动态范围电视节目的制作提供了有力支持，使得节目在视觉效果上更加震撼、逼真。高动态范围电视节目制作随着技术的不断进步，16bit浮点信号有望在未来进一步拓展其应用领域，包括虚拟现实、增强现实等新型视听领域。未来技术发展应用场景与展望14附录A(资料性)本文件与ITU-RBT.2100-2:2018的结构编号对照情况本附录提供了《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值》与ITU-RBT.2100-2:2018之间的结构编号对照情况。以下是对照情况的详细说明，包括各章节、条款以及对应关系的解释。通过对照两个标准的结构编号，可以更好地理解本标准与国际标准之间的关联和差异。结构编号对照概述本标准的第X章“概述”对应ITU-RBT.2100-22018的第Y章“引言”。本标准的第X章“术语和定义”对应ITU-RBT.2100-22018的第Y章“术语和定义”。本标准的第X章“核心技术要求”对应ITU-RBT.2100-22018的第Y章“高动态范围电视系统”。章节对照“条款对照本标准的第X.X条“范围”对应ITU-RBT.2100-22018的第Y.Y条“范围”。本标准的第X.X条“规范性引用文件”对应ITU-RBT.2100-22018的第Y.Y条“规范性引用文件”。本标准的第X.X条“术语和定义”中的部分术语，如“高动态范围”、“标准动态范围”等，在ITU-RBT.2100-22018中也有相应的定义，但编号可能不同。123在进行结构编号对照时，需要注意两个标准在编制过程中的差异，包括章节划分、条款设置以及内容侧重点等。尽管存在这些差异，但两个标准在核心内容和技术要求上保持高度一致性，共同推动了高动态范围电视节目制作和交换领域的发展。通过对照两个标准的结构编号，可以更好地理解和应用本标准，同时也有助于与国际接轨，促进相关技术和产业的全球化发展。对应关系解释15附录B(资料性)OETF、EOTF和OOTF的关系OETF（光电转换函数）技术特点OETF的设计需考虑人眼对亮度的非线性感知特性，以及图像信号的传输和存储要求。定义与作用OETF是将场景中的相对亮度值映射为数字信号值的函数，用于在图像采集和编码过程中保持图像的动态范围和细节。应用场景在电视节目制作中，OETF被广泛应用于摄像机、显示器等设备的图像信号处理。010203定义与作用EOTF是将数字信号值映射为显示设备上的相对亮度值的函数，用于在图像解码和显示过程中还原图像的真实亮度。与OETF的关系EOTF与OETF是逆过程，共同确保图像信号在采集、编码、传输、解码和显示整个过程中的一致性和质量。技术要求EOTF的设计需与显示设备的特性相匹配，以确保图像的准确还原。EOTF（电光转换函数）01定义与作用O