HLG — это формат HDR , который использует функцию передачи HLG, основные цвета BT.2020 и глубину цвета 10 бит. [8] HLG был разработан для обеспечения обратной совместимости с SDR UHDTV . Однако HLG не предназначен для обеспечения полной обратной совместимости с традиционными дисплеями SDR, которые не могут интерпретировать колориметрию BT.2020. [8] [9]
Как функция передачи HLG, так и формат HLG не требуют лицензионных отчислений . [2] Обратная совместимость позволяет использовать их с существующими стандартами передачи, когда приемник совместим с цветовым контейнером BT.2020, что снижает сложность и стоимость как для производителей оборудования, так и для дистрибьюторов контента. [1] [10] [9] Они поддерживаются HDMI 2.0b, HEVC , VP9 и H.264/MPEG-4 AVC , [11] [12] [13] [14] и используются такими видеосервисами, как BBC iPlayer , DirecTV , Freeview Play и YouTube . [15] [16] [17] [18] [19]
Описание
HLG разработан для лучшего соответствия телевизионному вещанию , где метаданные, необходимые для других форматов HDR , несовместимы с не-HDR-дисплеями, потребляют дополнительную полосу пропускания , а также могут стать несинхронизированными или поврежденными при передаче. HLG определяет нелинейную оптико-электрическую передаточную функцию , в которой нижняя половина значений сигнала использует гамма-кривую , а верхняя половина значений сигнала использует логарифмическую кривую . [20] [21] На практике сигнал интерпретируется как нормальный дисплеями со стандартным динамическим диапазоном (хотя и способными отображать больше деталей в ярких участках), но HLG-совместимые дисплеи могут правильно интерпретировать логарифмическую часть кривой сигнала, чтобы обеспечить более широкий динамический диапазон. [22] [23] [24] В отличие от других форматов HDR он не использует метаданные. [25]
Функция передачи HLG обратно совместима с гамма-кривой SDR . Однако HLG обычно используется с основными цветами Rec. 2020 , которые создают ненасыщенное изображение с видимыми сдвигами оттенков на несовместимых устройствах. [26] Поэтому HLG обратно совместим с SDR- UHDTV и будет показывать искажение цвета на обычных устройствах SDR, которые поддерживают только основные цвета Rec. 709. [26]
r — опорный уровень белого, имеющий значение сигнала 0,5
а константы a , b , и c определяются как a = 0,17883277, b = 1 - 4 a = 0,28466892 и c = 0,5 - a ln(4 a ) = 0,55991073
Значение сигнала равно 0,5 для опорного уровня белого, в то время как значение сигнала для 1 имеет относительную яркость , которая в 12 раз выше опорного уровня белого. [27] ARIB STD-B67 имеет номинальный диапазон от 0 до 12. [28] HLG использует логарифмическую кривую для верхней половины значений сигнала из-за закона Вебера . [27]
Ссылка HLG OOTF выглядит следующим образом: [5]
где
яркость отображаемого линейного компонента в кд/м 2 .
представляет собой сигнал для каждого цветового компонента {Rs, Gs, Bs}, пропорциональный линейному свету сцены, нормализованному по диапазону .
— нормализованная линейная яркость сцены.
переменная для пользовательского усиления в кд/м 2 . Она представляет LW, номинальную пиковую яркость дисплея для ахроматических пикселей.
гамма системы = 1,2 при номинальной пиковой яркости дисплея 1000 кд/м 2 .
Ссылка HLG EOTF выглядит следующим образом: [5]
где
яркость отображаемого линейного компонента в кд/м 2 .
— нелинейный электрический сигнал в диапазоне .
— переменная для повышения уровня черного пользователя.
номинальная пиковая яркость дисплея в кд/м 2 для ахроматических пикселей.
яркость дисплея для черного цвета в кд/м 2 .
HLG не нуждается в использовании метаданных , поскольку он совместим как с дисплеями SDR , так и с дисплеями HDR . [1] [3] HLG можно использовать с дисплеями разной яркости в широком диапазоне условий просмотра. [3]
Динамический диапазон , который может восприниматься человеческим глазом в одном изображении, составляет около 14 ступеней . [27] Видеодисплей SDR с гамма-кривой 2,4 и глубиной цвета 8 бит на сэмпл может отображать диапазон около 6 ступеней без видимых полос . [27] Профессиональные видеодисплеи SDR с глубиной цвета 10 бит на сэмпл расширяют этот диапазон до около 10 ступеней. [27] Когда HLG отображается на дисплее 2000 кд/м2 с глубиной цвета 10 бит на сэмпл, он может отображать диапазон 200 000:1 или 17,6 ступеней без видимых полос. [27]
HLG увеличивает динамический диапазон видео по сравнению с обычной гамма-кривой, используя логарифмическую кривую для верхней половины значений сигнала. [27] HLG также увеличивает динамический диапазон, не включая линейную часть обычной гамма-кривой, используемую Rec. 601 и Rec. 709. [ 29] Линейная часть обычной гамма-кривой использовалась для ограничения шума камеры при слабом освещении видео, но больше не нужна для HDR-камер . [29]
HLG поддерживается в Rec. 2100 с номинальной пиковой яркостью 1000 кд/м 2 и значением гаммы системы, которое можно регулировать в зависимости от яркости фона. [5] [30]
HLG поддерживается в HEVC с помощью формулы, которая математически эквивалентна ARIB STD-B67, но имеет номинальный диапазон от 0 до 1 вместо 0 до 12: [28]
где
L c имеет номинальный диапазон от 0 до 1, а V — результирующий нелинейный сигнал.
константы a , b , и c определяются как a = 0,17883277, b = 1 - 4 a = 0,28466892 и c = 0,5 - a ln(4 a ) = 0,55991073
История
Зарождение
15 мая 2015 года BBC объявила, что они начали работу с NHK по разработке совместного предложения HDR, которое будет представлено Международному союзу электросвязи (МСЭ). [31] 9 июня 2015 года HLG был предложен JCT-VC для высокоэффективного кодирования видео (HEVC) и добавлен в проект расширений кодирования экранного контента от июня 2015 года. [32] [12]
Позже в том же году Sony продемонстрировала видео HLG на модифицированном HDR-дисплее на конференции SMPTE 2015. [33] [34] Colorfront объявила, что их программное обеспечение Transkoder 2016 будет поддерживать вывод HDR с использованием HLG. [35] LG объявила, что их 4K OLED- телевизоры 2015 года будут поддерживать HDR из HLG и перцептивного квантизатора (PQ). [36] Blackmagic Design выпустила обновление для DaVinci Resolve , которое добавило поддержку HLG.
SKY PerfecTV! объявили, что будут использовать HLG для передачи программ 4K UHDTV HDR своим спутниковым абонентам в Японии. [37] [38] Harmonic Inc. и NASA объявили о съемке HDR запуска Atlas V , которая транслировалась на следующий день на NASA TV с использованием HLG. [39] Телевизионный центр Ватикана транслировал церемонию Святой Двери с использованием HLG и цветового пространства Rec. 2020. [40]
2016
Отраслевые организации:
Ultra HD Forum объявил о своих рекомендациях для UHD Phase A, которые включают поддержку HLG. [41] [42] Ultra HD Forum также определил HLG с глубиной цвета 10 бит и цветовым пространством Rec. 2020. [42]
МСЭ объявил о рекомендации 2100 , которая определяет две функции передачи HDR: HLG и PQ. [5] [30]
Digital UK опубликовала свою спецификацию Freeview Play 2017 года , которая включает поддержку HDR с использованием HLG. [16]
Руководящий совет цифрового видеовещания ( DVB ) одобрил UHD-1 Phase 2 с решением HDR, которое поддерживает HLG и PQ. [6] [43] Спецификация была опубликована как DVB Bluebook A157 и будет опубликована ETSI как TS 101 154 v2.3.1. [6] [43]
HDMI объявила о добавлении поддержки HLG в стандарт HDMI 2.0b. [11] [44] [45]
Аппаратное обеспечение:
Корпорация Leader Electronics анонсировала свои мониторы формы сигнала 12G-SDI с поддержкой HLG. [46]
Harmonic Inc. выпустила обновление для кодировщика ViBE 4K UHD, которое добавило поддержку HLG. [47]
Компания Canon Inc. объявила о выпуске обновлений прошивки для эталонных дисплеев DP-V2410 и DP-V3010, чтобы добавить поддержку HLG. [48]
Sony анонсировала OLED-монитор PVM-X550 с поддержкой HLG. [49] Sony также анонсировала обновление прошивки для OLED-монитора BVM-X300, чтобы добавить поддержку HLG. [49]
Sony объявила, что в октябре выпустит обновление прошивки, которое добавит HLG в их OLED-монитор BVM-X300. [50]
Sony объявила, что их проектор VPL-VW675ES будет поддерживать HLG. [51]
На сайте Trusted Reviews сообщается, что Samsung сообщила им, что все их HDR-телевизоры 2016 года могут поддерживать HLG после обновления прошивки. [52]
Компания Atomos обновила свой продукт Shogun Inferno, включив в него вход и выход HLG для записи, мониторинга, редактирования и компоновки с камер и компьютеров, а также для совместимых с HLG телевизоров. [53]
Google анонсировала Android TV 7.0, который поддерживает HLG. [13] [56]
Вещатели:
Компания Dome Productions объявила, что начнет испытания HLG для доставки HDR-контента. [57]
SKY Perfect JSAT Group объявила, что 4 октября они начнут первые в мире трансляции 4K HDR с использованием HLG. [58]
Eutelsat объявил о запуске нового канала с использованием HLG. [59]
Google объявила, что YouTube начнет транслировать HDR-видео, которые могут быть закодированы с помощью HLG или PQ. [60] [15]
BBC объявила, что добавляет 4-минутный HLG-монтаж из своего сериала « Планета Земля II» на свою платформу BBC iPlayer IPTV для публичного тестирования в формате UHD. [61]
Mediapro/Overon объявили, что будут транслировать Испанскую футбольную лигу (LFP) по всему миру с использованием 4K HDR-трансляций на базе HLG
2017
Отраслевые организации:
ATSC выпустила видеостандарт ATSC 3.0 , который включает поддержку HLG. [7]
Аппаратное обеспечение:
Корпорация LG объявила, что их телевизоры Super UHD 2017 года будут поддерживать HLG. [62]
Panasonic объявила, что их OLED-телевизор 2017 года будет поддерживать HLG. [63]
Sony объявила, что их OLED-телевизоры 2017 года будут поддерживать HLG. [64]
Компания JVC объявила, что их 4K-проекторы 2017 года будут поддерживать HLG. [65]
Корпорация LG объявила, что добавит поддержку HLG в свои OLED-телевизоры 2016 года и Super UHD-телевизоры 2016 года с обновлением прошивки. [66]
Sony объявила, что добавит поддержку HLG в свои 4K-телевизоры 2017 года с обновлением прошивки. [67]
Компания Panasonic объявила, что добавит поддержку HLG в несколько моделей своих 4K-телевизоров 2016 года с обновлением прошивки. [68]
Компания Philips объявила, что ее телевизоры 4K 2017 года будут поддерживать HLG и что они добавят поддержку HLG в несколько моделей своих телевизоров 4K 2016 года с обновлением прошивки. [69]
Sony начала выпускать обновления прошивки для нескольких моделей Android TV 2016 и 2017 годов, которые добавляют поддержку HLG. [70]
Panasonic выпустила обновление прошивки 2.0 для Panasonic Lumix DC-GH5 , в котором добавлена поддержка записи HLG. [71]
Компания Panasonic начала выпускать обновления прошивки для нескольких моделей телевизоров 2016 года, которые добавляют поддержку HLG. [72]
BBC объявила, что Blue Planet II будет доступен в формате 4K HDR на BBC iPlayer с использованием HLG. [17] Blue Planet II будет доступен на сервисе BBC iPlayer с 10 декабря 2017 года по 16 января 2018 года. [77] BBC заявляет, что почти 400 моделей телевизоров поддерживают HLG, включая модели телевизоров от Finlux , Hisense , Hitachi, LG, Panasonic, Philips, Samsung, Sony и Toshiba. [17] [77]
DirecTV начал трансляцию HLG HDR на своих 4K каналах 104 и 106. [18] [19]
2018
Vizio объявила о поддержке HLG для своих моделей 2018 года. [78]
2019
Компания Panasonic объявила о поддержке HLG в своих полнокадровых беззеркальных камерах S1 и S1R, которые выйдут в марте 2019 года. [79]
2020
Sky UK объявила, что их популярная приставка Sky Q получит поддержку HLG с 27 мая 2020 года. [80]
Apple выпустила серию iPhone 12 с поддержкой записи видео HLG через профиль Dolby Vision 8.4, который добавляет слой метаданных Dolby Vision поверх отснятого материала HLG. [81]
^ abcdef "BT.2100: Значения параметров изображения для телевидения с высоким динамическим диапазоном для использования в производстве и международном обмене программами". Международный союз электросвязи. 2016-07-04 . Получено 2016-07-04 .
^ ab "ATSC Standard: Video" (PDF) . Advanced Television Systems Committee. 2017-05-19 . Получено 2017-05-19 .
^ ab "Ultra HD Forum Guidelines v2.4" (PDF) . Форум Ultra HD. 19 октября 2020 г.
^ ab "Отчет МСЭ-Р BT.2390 - Телевидение с высоким динамическим диапазоном для производства и международного обмена программами". МСЭ . Получено 2021-09-11 .
^ "Все, что вы хотели знать о Hybrid Log Gamma (HLG)". TM Broadcast International . 2019-12-23 . Получено 2020-05-27 .
^ ab "Введение в HDMI 2.0b". HDMI.org. Архивировано из оригинала 2016-12-03 . Получено 2017-01-07 .
^ ab Раджан Джоши; Шань Лю; Гэри Салливан; Герхард Тек; Цзичжэн Сюй; Ян Йе (2015-09-05). "HEVC Screen Content Coding Draft Text 4". JCT-VC . Получено 2015-11-01 .
^ ab "Воспроизведение видео HDR". Android . Получено 2016-09-23 .
^ «Рекомендация ITU-T H.264 (04/2017)» . МСЭ. 13 апреля 2017 г. Проверено 14 июня 2017 г.
^ ab "Загрузить видео с высоким динамическим диапазоном (HDR)". Google Inc. Получено 11.01.2017 .
^ Джулиан Кловер (2016-09-23). "Обновления Freeview для HEVC и Ultra HD". Новости широкополосного телевидения . Получено 2016-09-23 .
^ abc Лео Келион (2017-12-05). "Blue Planet II выходит в iPlayer в формате 4K HDR". BBC . Получено 2017-12-05 .
^ ab Jason Dachman (14.12.2017). "AT&T DirecTV впервые проведет прямую трансляцию в формате 4K HDR в США с сегодняшней игры Penguins-Golden Knights". Sportsvideo . Получено 10.01.2018 .
^ Грег Тарр (2017-12-15). «DirecTV представляет игру NHL 4K с живым HDR, но смотрел ли кто-нибудь?». HDGuru . Получено 2018-01-10 .
^ T. Borer; A. Cotton. "A "Display Independent" High Dynamic Range Television System" (PDF) . BBC . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2016 года . Получено 1 ноября 2015 года .
^ "ARIB STD-B67" (PDF) . 3 июля 2015 г. Архивировано (PDF) из оригинала 29 марта 2017 г. Получено 8 августа 2017 г.
^ Моррисон, Джеффри. «Что такое HLG? Гибридная логарифмическая гамма. Что вы думаете?». CNET . Архивировано из оригинала 7 октября 2019 г. Получено 7 октября 2019 г.
^ St. Leger, Henry. "Hybrid Log Gamma: все, что вам нужно знать о HLG HDR". TechRadar . Архивировано из оригинала 7 октября 2019 г. . Получено 7 октября 2019 г. .
^ "High Dynamic Range Television and Hybrid Log–Gamma". BBC R&D . Архивировано из оригинала 7 октября 2019 года . Получено 7 октября 2019 года .
^ Майкл Биццако; Райан Ваниата; Саймон Коэн (19 декабря 2020 г.). «HDR TV: Что это такое и почему ваш следующий телевизор должен иметь его». Digital Trends . Designtechnica Corporation. Архивировано из оригинала 21 декабря 2020 г. . Получено 2 января 2021 г. .
^ ab Форум Ultra HD (19 октября 2020 г.). «Правила форума Ultra HD v2.4» (PDF) .
^ abcdefgh T. Borer; A. Cotton. "Система телевидения с высоким динамическим диапазоном "независимого от дисплея"" (PDF) . BBC . Получено 01.11.2015 .
^ аб Раджан Джоши; Шан Лю; Гэри Салливан; Герхард Тек; Е-Куй Ван; Цзичжэн Сюй; Ян Е (24 марта 2016 г.). «Проект кодирования содержимого экрана HEVC 6». JCT-ВК . Проверено 26 марта 2016 г.
^ ab "Отчет исследовательской группы по экосистеме изображений с высоким динамическим диапазоном (HDR)". Общество инженеров кино и телевидения . Получено 30 ноября 2015 г.
^ ab «ITU объявляет о стандарте телевидения BT.2100 HDR» . Расмус Ларсен. 05.07.2016 . Проверено 26 июля 2016 г.
^ Саймон Томпсон (2015-05-15). "Высокий динамический диапазон на SES Industry Days". BBC . Получено 2015-11-01 .
^ Y. Nishida; T. Yamashita; A. Ichigaya; T. Shimizu (2015-06-09). "Предлагаемое добавление передаточных характеристик в VUI". JCT-VC . Получено 2015-11-01 .
^ "Sony описывает гибридную логарифмическую гамму (HLG) на мероприятии SMPTE 2015". DisplayDaily . Получено 2015-11-03 .
^ "Colorfront демонстрирует потрясающую производительность UHD HDR на выставке SMPTE 2015". American City Business Journals. 2015-10-27 . Получено 2015-11-01 .
^ Винсент Тео (2015-11-06). "LG Talk Up 4K OLED TV & HDR на брифинге в Великобритании". HDTVtest . Получено 2015-11-08 .
^ Крис Форрестер (2015-11-04). "SkyPerfect предлагает UHD-HDR от DTH". Advanced Television . Получено 2015-11-04 .
^ Брайан Халлетт (23.12.2015). "Обновление и снижение цен на DaVinci Resolve 12.2". Pro Video Coalition . Получено 23.12.2015 .
^ "NASA и Harmonic исследуют границы сверхвысокой четкости при запуске корабля снабжения МКС в Космическом центре Кеннеди". CNN . 2015-12-03. Архивировано из оригинала 2015-12-08 . Получено 2015-12-05 .
^ "Ultra HD Forum выпускает первые отраслевые рекомендации по развертыванию сквозных прямых и предварительно записанных UHD-сервисов в 2016 году". Business Wire . 2016-04-18 . Получено 2016-04-18 .
^ ab "Сквозные рекомендации по внедрению фазы A". Ultra HD Forum . 2016-04-18 . Получено 2016-04-18 .
^ ab James Grover (2016-11-17). "UHD-1 Phase 2 approved". TVBEurope. Архивировано из оригинала 2017-01-13 . Получено 2017-01-07 .
^ Рамус Ларсен (2016-12-12). "Стандарт HDMI 2.0b получает поддержку HLG HDR". flatpanelshd . Получено 2017-01-07 .
^ Эндрю Коттон (2016-12-31). "Обзор 2016 года - Высокий динамический диапазон". BBC . Получено 2017-01-07 .
^ "LEADER анонсирует опции 12G SDI, HDR и видео по IP для своих мониторов Waveform с поддержкой 4K LV 5490 и LV 5480". CreativeCOW.net. 2016-01-12 . Получено 2016-01-13 .
^ "Harmonic демонстрирует инновации для гибкой доставки видео на выставке NAB Show 2016". Yahoo! Finance . 29.03.2016 . Получено 11.04.2016 .
^ "Canon представила новую камеру и объектив в преддверии NAB". RedShark. 2016-04-13 . Получено 2016-04-13 .
^ ab "Sony выходит за рамки определения на выставке NAB 2016". PR Newswire . 2016-04-18 . Получено 2016-04-18 .
^ Джон Арчер (2017-01-04). "Sony представляет дебютную линейку OLED-телевизоров". Forbes . Получено 2017-01-07 .
^ "Новые проекторы JVC 4K e-Shift4 обеспечивают более высокую яркость и контрастность, добавляют режим низкой задержки". JVC . 2017-01-05 . Получено 2017-01-16 .
^ Рамус Ларсен (2017-01-04). "LG внедрит HLG HDR в OLED и LCD 2016 года с помощью обновления прошивки". flatpanelshd . Получено 2017-01-07 .
^ Рамус Ларсен (16.01.2017). "Sony: Android TV 7.0 появится на телевизорах 2017, 2016 и 2015 годов". flatpanelshd . Получено 16.01.2017 .
^ Рамус Ларсен (2017-02-17). "Panasonic добавит поддержку HLG HDR в некоторые телевизоры 2016 года". flatpanelshd . Получено 2017-03-04 .
^ "Последняя (и лучшая!) для Premiere Pro CC и Media Encoder". Adobe Systems . 2017-04-19 . Получено 2017-04-20 .
^ Бриттани Хиллен (14.12.2017). «Final Cut Pro X 10.4 добавляет поддержку HDR, редактирование видео VR и (наконец-то!) кривые». DPReview . Получено 17.12.2017 .
^ "Eutelsat расширяет возможности Ultra HD-контента с двумя новыми каналами в популярном районе Hotbird". Eutelsat . 2017-01-04 . Получено 2017-01-14 .
^ ab "Как посмотреть Blue Planet II в формате Ultra HD на подключенном телевизоре?". BBC. 2017-12-05 . Получено 2017-12-06 .
^ "Vizio привлекает сторонников кабельного телевидения, бросает вызов OLED и добавляет новые опции HDR в свою линейку смарт-телевизоров 2018 года". TechHive . Получено 26.10.2018 .
^ "Pansonic S1, S1R поступят в продажу в марте, в список функций добавлены HLG-фото и режим высокого разрешения". Новости DpReview . Получено 10.01.2019 .
^ "Sky Q наконец-то получит HDR в среду 27 мая 2020 года". Pocket Lint News . Получено 25.05.2020 .
^ Патель, Нилай (2020-10-20). «Обзор Apple iPhone 12 Pro: опережая свое время». The Verge . Получено 2020-10-20 .
Внешние ссылки
ARIB STD-B67
T. Borer и A. Cotton, «Независимая от дисплея» телевизионная система с высоким динамическим диапазоном, BBC Research & Development White Paper WHP 309, сентябрь 2015 г.