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十六、新彩色空间LMS及其分量ICTCP

l  ICTCP是专为HDR和WCG设计的彩色空间和分量，用来替代非恒定亮度(NCL)Y’C’BC’R。NCL Y’C’BC’R系统在SDR的情况下已经会产生失真，包括色彩的线性和亮度恒定，在显示能力大幅度改进和HDR的情况下会更加明显。在定义新的非线性曲线、新的基色和范围及增大比特深度时，必须提高彩色表述精度。同时彩色处理混合，淡出，色亚取样和变换都需要失真快速处理。新的彩色分量设计考虑了上述因素。

l  ICTCP遵从与NCL Y’C’BC’R同样的操作并具有与ITU-R Rec. 2020恒定亮度方式CL Y’CC’BCC’RC 好处，同时改善了一致性。利用了人眼的视觉系统特点，最佳化恒定色彩线，一致的刚能识别区别(JND)椭圆和恒定亮度等技术。

l  人类视觉系统(HVS)彩色处理过程可简化为3步：首先进来的光线由三种对不同波长敏感的光敏细胞(锥状)捕捉，分别为长波长(L)，中波长(M)和短波长(S)；第二步，线性光被圆锥细胞根据自适应响应特性转换成非线性信号；第三步，非线性信号通过一个彩色处理过程被分解为三个不同的通道(亮暗强度轴Intensity，黄蓝Tritan等亮度轴和红绿Protan等亮度轴)

 

十七、SDR和HDR的系统兼容性环节

l  拍摄环节

l  编码环节

l  分配环节

l  分发环节

l  接收环节

l  显示连接环节

l  显示器环节

 

十八、SDR和HDR的业务兼容性

l  暗和亮自适应速度依赖于视网膜受光情况，受光时间，瞳孔变化，感光细胞敏感度的变化率，兴奋的感光色素变化率以及总体视觉自适应状态 (暗视, 中视, 还是明视).

l  当HDR和非-HDR内容顺序出现时，电视节目中局部和全局亮度的快速变化会将上述所有因素牵涉进来而是观看效果受到的影响，把HDR-格式的广告的HDR参数设定在与节目HDR参数范围内或一致是非常重要的，非–HDR广告不应出现在HDR节目中。

l  因此在一个频道中将所有非HDR节目转换成HDR是有必要的。

 

十九、SDR/HDR兼容单一信号传输方法

 

二十、5种不同HDR系统及其兼容性

l  系统1: HDR10：使用ST2084 EOTF，具有静态元数据的单一内容层，与SDR电视不兼容；采用CTA规范的HDR-兼容电视显示，Ultra HD Blu-ray强制性标准。

l  系统2: Dolby Vision：使用ST2084 EOTF，由一个带静态元数据的基本内容层和一个带有动态元数据的增强内容层组成，可选与HDR10电视和SDR电视兼容；在Ultra HD Blu-ray中是可选项。

l  系统3: HLG BBC/NHK：使用没有元数据的混合对数-伽马(HLG) EOTF；可在HLG-兼容的HDR电视上或SDR电视上重放。

l  系统4: JTP Technicolor/Philips：使用ST2084 EOTF，有元数据的单内容层；在Ultra HD Blu-ray中为可选项；通过外部解码设备(即STB或BD放机)与SDR电视兼容。

l  系统5：AVS AVS2 + HDR：即将发布。

 

二十一、制作到分配的元数据全程管理

l  HDR元数据可以分为两种不同的类型：信令参数和与内容有关的参数。

l  显示器需要知道是哪一种HDR出现在其输入，如果需要还有知道一些或所有正确显示HDR图像所需的参数(保持端到端的整个艺术创意)。

l  描述内容相关的元数据{Content Related Metadata)有两个术语:

静态元数据(Static Metadata)在整个节目中不改变，

动态元数据 (Dynamic Metadata)有可能逐帧改变。

l  HLG系统不使用或不需要任何内容相关的元数据，一个UHD显示只需要知道出现在其输入端的是HLG信号就可以了。

l  分配以PQ为基础的系统可能需要静态和动态两种元数据，例如当显示特性与制作时调色用的参考显示明显不同时，动态元数据需要用来保持艺术创意参数。

 

二十二、元数据制作

l  电视广播的基本需要是能够直播制作，从环绕声元数据的经验得知，要成功将节目制作元数据通过整个系统，高度依赖于基础设施架构并完全依赖于端到端链路的每个接口是否完全支持系统需求。

l  元数据系统需要“预知”是不合适的，特别是现场直播节目制作和管理多种频道组合类节目的情况下。

l  为了最高水平的广播业者业务的连续性，任何HDR系统必须只添加最少的干预，并能在通传元数据时不需要明显改变现有工作流程。

l  节目制作设备之间的所有接口和分配的终点需要能按标准认识和处理这些元数据(无论是透传还是处理)。例如，使用动态元数据需要重新设计视频切换台，路由器，编辑和分配链路。

 

二十三、元数据传输分发和消费电子设备

l  到家的分发很少是单一路径，在广播业者播出点和观看者之间有可能有许多处理点和第三方技术，这将影响系统提供元数据到家庭接收设备和接收机成功将其转换到所期望的图像的能力和透明度。

l  只有在经过处理后还能从解码信号中再生出动态元数据的情况下才能使用动态元数据。

l  应当注意分配链路经常使用其他嵌入数据业务，任何这些数据的处理必须是标准化的，自动的并支持现场直播环境。

l  不同厂家的消费电子设备在显示HDR图像时有不同的性能特性，对广播应用的一个基本需求是消费电子设备至少支持ITU-R BT.2100中的两种HDR系统。

 

二十四、单层直接与SDR兼容的HDR系统(SL-HDR1)

l  引入HDR必须考虑与原有SDR的兼容和端到端的工作流程的兼容。2016年8月欧洲标准组织ETSI发布了ETSI TS 103 433 V1.1.1单层直接与SDR兼容的HDR系统SL-HDR1。其中单层是指与以前需要两个码流传输SDR和HDR附加信息的方式不同，该标准的方法只需传输一个码流，附加HDR信息作为元数据信息包装在标准的元数据通道中。

–这样HDR的工作流程就直接与SDR反向兼容，并直接与SDR的消费电子设备兼容。 整个工作流程基于开放的技术和标准，包括单层SDR/HDR编解码并使用标准的元数据格式:

–AVC, HEVC和SMPTE ST 2086中规定的母版显示彩色值(MDCV：Mastering Display Colour Volume);

–在HEVC规定的并符合SMPTE ST 2094-30规定的彩色再适配信息(CRI：Colour Remapping Information);

–基于SMPTE ST 2094-20规范的彩色值重建信息(CVRI：Colour Volume Reconstruction Information)

l  单层编码/解码只需要在在HDR编码端配置一个编码器，在重放/显示端配置一个解码器就，并支持广播应用所需的实时工作流程。系统使用动态元数据方式，可用以下两种方式表达:

–CVRI, 提供一种非常低净荷或带宽的方法; 或

–CRI, 提供较高水平的自适应。

l  该标准重点强调了相关的HDR重建过程和于之有关的动态元数据格式。

 

二十五、SDR的反向色调匹配(ITM)

在播出HDR频道初期，还会有一些SDR的内容，观看时有可能要求电视机进行切换，否者看起来会非常不舒服。最近Ericsson使用反向色调匹配(ITM：inverse tone mapping)技术，对SDR的亮度和色度进行转换，可以与HDR节目无缝连接，不再需要切换电视。

 

二十六、演播室连接标准和配套设备的升级

 

二十七、SDI标准

l  ST424:2012 3 Gb/s Signal/Data Serial Interface

l  ST425-1:2014 Source Image Format and Ancillary Data Mapping for 3Gbps SDI；ST425-3:2014 Source Image Format and Ancillary Data Mapping for Dual link 3Gbps SDI；ST425-5:2014 Source Image Format and Ancillary Data Mapping for Quad link 3Gbps SDI

l  ST2081-1:2015 6 Gb/s Signal/Data Serial Interface –Electrical；ST2081-10:2015 2160-Line and 1080-Line Source Image and Ancillary Data Mapping for Single-Link 6G-SDI；ST2081-11:20162160-line Source Image and Ancillary Data Mapping for Dual link 6G-SDI；ST2081-12:20164320-line and 2160-line Source Image and Ancillary Data Mapping for Quad-link 6G-SDI

l  ST2082-1:2015 12 Gb/s Signal/Data Serial Interface —Electrical；ST2082-10:2015 2160-line Source Image and Ancillary Data Mapping for 12G-SDI；ST2082-11: 2016 4320-line and 2160-line Source Image and Ancillary Data Mapping for Dual-link 12G-SDI；ST2082-12:20164320-line and 2160-line Source Image and Ancillary Data Mapping for Quad-link 12G-SDI

l  ITU-R BT.2077 2015.7-0,2015.10-1,2017.6-2 (Real-time SDI for UHDTV signals)

 

二十八、演播室IP标准

l  SMPTE 2022：

–2022-1 FEC for MPEG2 TS over IP；

–2022-2 CBR MPEG2 TS over IP；

–2022-3 VBR MPEG2 TS over IP；

–2022-4 Non-piecewise CVBR MPEG2 TS over IP；

–2022-5 FEC for High Bit Rate Media over IP；

–2022-6 High Bit Rate Media (uncompressed HD-SDI) over IP (complete SDI stream with video, audio, ancillary data etc.)；

–2022-7 Seamless Switching SMPTE2022 streams；

l  SMPTE2110：

–2110-10: System Timing；

–2110-20: Uncompressed Video；2110-21: Traffic Shaping Uncompressed Video；

–2110-30: PCM Audio；2110-31: AES3 Transparent Transport；

–2110-40: Ancillary Data；

–2110-50: Integration with ST 2022-6。

l  2022-1/-2/-3/-4：MPEG2 TS over IP；2022-5/-6：SDI over IP ；两者视频、音频和辅助数据打在一个IP包。要得到某个元素要取整个流。 2110将信号的每一个部分都作为一个独立的流，视频、音频和辅助数据可以独立路由交换。要某一个信号只要取该信号本身。