Перцептивный квантователь

Функция передачи для HDR-дисплеев

Перцепционный квантователь ( PQ ), опубликованный SMPTE как SMPTE ST 2084, ^[1] представляет собой передаточную функцию , которая позволяет отображать HDR путем замены гамма-кривой, используемой в SDR . ^{[2] [3] [4] [5]} Он способен отображать уровень яркости до 10000 кд/м ² (нит) и до 0,0001 нит. ^[2] Он был разработан Dolby ^[6] и стандартизирован в 2014 году SMPTE ^[1] , а также в 2016 году ITU в Рек. 2100 . ^{[7] [8]} МСЭ определяет использование PQ или HLG в качестве функций передачи для HDR-TV. ^[7] PQ лежит в основе видеоформатов HDR (таких как Dolby Vision , ^{[2] [9]} HDR10 ^[10] и HDR10+ ^[11] ), а также используется для форматов фотоснимков HDR. ^{[12] [13]} PQ не имеет обратной совместимости с BT.1886 EOTF ( т.е. гамма-кривой SDR ), тогда как HLG совместим.

PQ — это нелинейная передаточная функция , основанная на визуальном восприятии полос человеком и способная не создавать видимых полос в 12 битах. ^[14] Функция мощности (используемая в качестве EOTF в приложениях со стандартным динамическим диапазоном), расширенная до 10 000 кд/м ² , потребовала бы 15 бит. ^[14]

Технические детали

PQ EOTF ( электронно-оптическая передаточная функция ) выглядит следующим образом: ^{[7] [15]}

${\displaystyle F_{D}=EOTF[E']=10000\left({\frac {\max[(E'^{1/m_{2}}-c_{1}),0]}{c_{2}-c_{3}\cdot E'^{1/m_{2}}}}\right)^{1/m_{1}}}$

Обратный EOTF PQ выглядит следующим образом:

${\displaystyle E'=EOTF^{-1}[F_{D}]=\left({\frac {c_{1}+c_{2}\cdot Y^{m_{1}}}{1+c_{3}\cdot Y^{m_{1}}}}\right)^{m_{2}}}$

где

• ${\displaystyle E'}$— значение нелинейного сигнала в диапазоне . ${\displaystyle \left[0,1\right]}$
• ${\displaystyle F_{D}}$отображаемая яркость в кд/м ²
• ${\displaystyle Y=F_{D}/10000}$— нормализованное линейное отображаемое значение в диапазоне [0:1] (с представлением пиковой яркости 10 000 кд/м ² ) ${\displaystyle Y=1}$
• ${\displaystyle m_{1}={\frac {2610}{16384}}={\frac {1305}{8192}}=0.1593017578125}$
• ${\displaystyle m_{2}=128{\frac {2523}{4096}}={\frac {2523}{32}}=78.84375}$

• ${\displaystyle c_{1}={\frac {3424}{4096}}={\frac {107}{128}}=0.8359375=c_{3}-c_{2}+1}$
• ${\displaystyle c_{2}=32{\frac {2413}{4096}}={\frac {2413}{128}}=18.8515625}$
• ${\displaystyle c_{3}=32{\frac {2392}{4096}}={\frac {2392}{128}}=18.6875}$

Смотрите также

• Передаточные функции в визуализации
• Телевидение с расширенным динамическим диапазоном

Рекомендации

1. «СТ 2084:2014». IEEE Эксплор . doi :10.5594/SMPTE.ST2084.2014. ISBN 978-1-61482-829-7. Архивировано из оригинала 24 июля 2020 года . Проверено 24 июля 2020 г.
2. Dolby Laboratories. «Информационный документ Dolby Vision» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2016 года . Проверено 24 августа 2016 г.
3. Эйлерцен, Габриэль (2018). Конвейер визуализации с высоким динамическим диапазоном. Электронная пресса Университета Линчёпинга. стр. 30–31. ISBN 9789176853023. Архивировано из оригинала 23 января 2021 года . Проверено 22 августа 2020 г.
4. Крис Трибби (10 июля 2015 г.). «Специальный отчет HDR: Директор по стандартам SMPTE: Войны за форматы HDR пока нет» . МЕСА. Архивировано из оригинала 13 сентября 2015 года . Проверено 21 сентября 2015 г.
5. Брайант Фрейзер (9 июня 2015 г.). «Колорист Стивен Накамура об оценке «Земли будущего» в HDR». студияежедневно. Архивировано из оригинала 13 сентября 2015 года . Проверено 21 сентября 2015 г.
6. Долби. «Технический документ Dolby Vision — Введение в Dolby Vision» (PDF) . Проверено 14 февраля 2021 г.
7. «BT.2100: Значения параметров изображения для телевидения с расширенным динамическим диапазоном для использования в производстве и международном обмене программами». Международный союз электросвязи. 4 июля 2016 г. Архивировано из оригинала 27 апреля 2019 г. . Проверено 25 января 2021 г.
8. «ITU объявляет о стандарте телевидения BT.2100 HDR» . Расмус Ларсен. 5 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 10 июля 2016 года . Проверено 26 июля 2016 г.
9. Долби. «Профили и уровни Dolby Vision, версия 1.3.2 — Спецификация» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2020 года . Проверено 12 февраля 2021 г.
10. Ассоциация потребительских технологий (27 августа 2015 г.). «CEA определяет дисплеи, совместимые с HDR». Архивировано из оригинала 11 июня 2019 года . Проверено 12 февраля 2021 г.
11. HDR10+ Technologies, LLC (4 сентября 2019 г.). «Информационный документ о системе HDR10+» (PDF) . Проверено 12 февраля 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
12. «Формат файла изображения AV1 (AVIF)» . aomediacodec.github.io . Проверено 31 января 2021 г.
13. "Обзор Canon EOS-1D X Mark III" . The-Digital-Picture.com . Проверено 15 февраля 2021 г.
14. Адам Уилт (20 февраля 2014 г.). «HPA Tech Retreat 2014 – День 4». Информационная сеть DV. Архивировано из оригинала 1 ноября 2014 года . Проверено 5 ноября 2014 г.
15. «BT.2124: Объективная метрика для оценки потенциальной видимости цветовых различий на телевидении» . www.itu.int . Проверено 29 апреля 2021 г.