菁彩HDR（HDRVivid）技術白皮書（V2.0）2022-12-15菁彩HDR菁彩HDR（HDRVivid）技術白皮書目錄背景 1菁彩HDR標準體系 2菁彩HDR技術簡介 3技術原理 3關鍵技術參數 6核心價值 7技術優勢 7應用優勢 8端到端解決方案 9內容制作端方案 9后期制作方案 9直播方案 10云端轉碼方案 10終端處理方案 11硬件解碼播放 11軟件解碼播放 12實際效果樣例 12菁彩HDR進展與發展建議 14當前進展 14發展建議 16附錄 18附錄1：縮略語說明 19附錄2：索貝后期制作解決方案 20附錄3：Baselight菁彩HDR制作方案 33附錄4：當虹Arcvideo在線多屏編轉碼方案 46附錄5：數碼視訊Sumavision超高清實時編解碼方案 56附錄6：騰訊視頻菁彩HDR端到端方案 61附錄7：百度智能云智感超清菁彩HDR端到端方案 67附錄8：咪咕視頻菁彩HDR端到端直播解決方案 73附錄9：菁彩HDR終端測試認證方法 76PAGEPAGE1背景

菁彩HDR（HDRVivid）技術白皮書隨著G高清音視頻體驗時代已來。高動態范圍（High-DynamicRangeHDR）作為超高清音視頻產業的關鍵技術之一，比傳統的標準動態范圍（StandardDynamicRange，簡SDR）擁有更廣的色彩容積和更高的動態范圍，為圖像保留更多細節。超高清HDR上寬色域能讓視頻亮度層次和色彩的呈現更真實、更自然。HDRSDR1000.0005cd/㎡，通過豐富的圖像亮部、暗部細節以及更廣的顏色空間，在對比度、灰度、色彩等維度上提升影像質量，使畫面中所有色彩最大程度保留明暗變化的細節，讓用戶眼中的影像更加細膩真實，更富有感染力。現階段傳統的靜態元數據無法保證相同內容在不同終端設備上一致化、最佳的顯示效果，故而逐漸向動態元數據（DynamicMetadata）演進。通過使用動態元數據，視頻中每一幀或每一個場景中的關鍵特性都將被提取并傳輸，顯示終端基于動態元數據并結合自eppngHDR/SDR（1）部分技術方案的專利費用高導致產業鏈成本居高不下，支持的設備未形成規（DR終端的適配、認證及測試過程，導致終端呈現效果差異明顯，用戶難以獲得一致的視覺體（3）HDRHDR在世界超高清視頻產業聯盟（UWA）的組織下，基于開放、先進、友好的原則，制定了提供動態元數據和DRSR顯示適配功能的菁彩DR（DRVvd（簡稱菁彩DRHDRVivid）技術標準及解決方案。20202022《高動態范圍電視系統顯示適配元數據技術要求》GY/T358—2022發布。未來將進入規模化發展階段。菁彩HDR菁彩HDR（HDRVivid）技術白皮書PAGEPAGE74HDR菁彩HDR系列標準包括技術規范、應用指南和終端設備技術要求和測試方法，覆蓋了產業鏈的所有相關環節。現有標準體系如下圖所示：圖1HDR標準技術體系截止到2022年10月，已發布標準如下：T/UWA005.1-2022_高動態范圍（HDR）1T/UWA005.2-1-2022高動態范圍（HDR）2-1部分：應用指南、系統集成T/UWA005.2-2-2022高動態范圍（HDR）2-2部分：應用指南、后期制作T/UWA005.3-1-2022高動態范圍（HDR）3-1部分：技術要求和測試方法、顯示設備T/UWA005.3-2-2022高動態范圍（HDR）3-2部分：技術要求和測試方法、便攜顯示設備T/UWA005.3-3-2022高動態范圍（HDR）3-3部分：技術要求和測試方法、播放設備T/UWA005.3-4-2022高動態范圍（HDR）3-4部分：技術要求和測試方法、播放軟件T/UWA005.3-5-2022高動態范圍（HDR）3-5部分：技術要求和測試方法、實時編碼設備未來標準規劃包括以下類別，詳情參考聯盟技術標準網站。表1HDR未來標準規劃菁彩HDR標準類別規劃1、基礎標準2、通用規范3、技術標準和測試方法4、評價標準5、應用指南6、其它術語、定義元數據及適配指標定義技術要求測試驗證方法主觀評價標準客觀評價標準系統集成技術白皮書HDR技術原理圖2菁彩HDR技術原理分解HDR技術原理可簡要分解如下：首先需要針對輸入視頻源進行分析，生成動態元數據；再基于動態元數據、終端設備的顯示能力進行色調映射和飽和度調節；最終在不同設備上達到一致的顯示效果。因此，對于菁彩HDR來說，主要有三大核心的技術點：一是動態元數據（namceadta，二是色調映射（neppng，三是飽和度調節tuaindusment。動態元數據（DynamicMetadata）相比于對整個視頻源都應用同一元數據的靜態元數據策略，動態元數據可以體現出每一幀或者每一個場景的特征信息，魯棒性更強，效果更優。同時，從內容制作的角度來說，動態元數據也為調色師創造了更大的空間，調色師可以根據個人喜好，有針對性地對某些場景進行元數據手動調節，實現二次創作，形成屬于自己的專屬風格。色調映射Mapping）圖3元數據映射色調映射以動態元數據為基礎，根據對不同特征場景的分析以及對終端設備最大顯示能力的兼顧，按照菁彩HDR標準規定的適配流程產生出不同的映射曲線，這種方式較好地保證了在不同設備上效果的一致性，最大化地還原了創作者的意圖。具體而言，菁彩HDRMapping曲線可以包括基礎曲線和樣條優化曲線兩個部分。其中，基礎曲MappingMapping飽和度調節（SaturationAdjustment）圖4飽和度調整亮度改變帶來的最大問題就是會同時造成飽和度的改變。因此，菁彩HDR技術在進行色調映射后，還會進行顏色校正即飽和度調節，保證其色彩與映射前的源主觀效果一致。關鍵技術參數菁彩HDR技術作為全球領先的超高清視頻技術之一，在位深/色域/亮度曲線/動態元數據/元數據調節等多項技術參數上均有較大優勢，具體對比如下：表2標準參數列表HDRVividHDR10SDR位深10/12bit默認10bit8bit色域BT.2020或DCI-P3BT.2020BT.709亮度曲線支持PQ、HLGPQ/動態元數據是否否HDR/SDR 兼容性高中否開放性好低低核心價值菁彩HDR主要有5大優勢：兼容性強。不具備菁彩HDR支持能力的存量顯示設備（如手機，PAD，電視等接收到菁彩HDRHDR10一致性強。菁彩HDR采用動態元數據方案，根據不同顯示終端的顯示能力，分別生成適配不同亮度的映射曲線，使得同一畫面在不同終端上的顯示效果基本保持靈活性高。除了支持自動化的動態元數據提取方案之外，菁彩HDR技術還支應用場景適應性好。菁彩HDR支持多種場景的應用需求，如網絡視聽、節目PQ和HLG開放性高。菁彩HDR是一個完全開放的標準，從標準代碼到實施規范等全部菁彩HDR堅持技術標準與實際產業應用緊密結合的理念，堅持“高質量HDR呈現定義、完善的端到端標準、高效的制播工具以及產業應用友好”四大價值主張，促進技術標準方便、快捷地應用到產業，帶來實際商業價值。高質量HDR菁彩HDR技術標準公開、完整地闡述了菁彩HDR定義，從源頭上確保高質量。圖5元數據定義菁彩HDR標準體系已經完成端到端技術規范、應用集成規范、認證測試規范等，并持續進行標準演進，以實現快速、可持續、高質量的發展。菁彩HDR技術提供高效的制作工具，在制作端不修改已有的PQ（ST2084）和HLGHDR制作流程，只增加了動態元數據產生環節，提供了自動化動態元數據生成工具和實現個性化創作意圖的手動調節工具，采用符合調色習慣的圖形界面。作為中國主導的HDR標準，菁彩HDR擁有開放、安全、知識產權政策友好等應用優勢。端到端解決方案圖6菁彩HDR端到端解決方案為了保證最優的顯示效果，準確地把握每一個環節的要點與要求，菁彩HDR構筑了端到端解決方案。首先，源端輸入為PQ/HLG格式的HDR視頻；前處理模塊可以基于HDR視頻進行分析，生成靜態元數據與動態元數據；編碼傳輸模塊可以將HDR視頻與元數據進行編碼封裝，輸出菁彩HDR碼流；解碼模塊可以對碼流進行解碼分析，得到HDR解碼視頻與元數據；HDR和SDR顯示模塊會結合元數據與目標顯示終端參數，對HDR視頻進行相應的顯示適配處理，并在顯示終端上正確顯示。下面將分別介紹內容制作端與終端處理方案。內容制作端方案HDRHDR通過調整菁彩HDR動態元數據，傳遞出獨有的菁彩HDR內容風格。目前菁彩HDR已經支持在直播端的內容生成方案，具體形式為直播編碼器對原始HDR碼流（PQ/HLG格式）進行實時分析與動態元數據提取，再將元數據按照菁彩HDR封裝標準要求進行封裝，形成菁彩HDR碼流后進行后續分發與傳輸。云端智能處理場景是利用云端算力，對菁彩HDR視頻進行轉碼處理，以及自動化生成菁彩HDR的重要手段。目前云端已具備帶有將菁彩HDR元數據進行解析和透傳的能力。云端轉碼的處理流程包括對輸入文件格式的解析、解碼、處理、編碼、輸出文件格式生成等步驟。端到端的自動化云端HDR媒資生產過程主要有：HDR元數據修改后直接透傳。先將元數據解析成文本格式（XMLSON格式，進一步修改后，再根據標準嵌入到媒體流中。通過元數據的直接透傳，可將原視頻的元數據信息直接寫入轉碼后的視頻，保證原始作者的創作意圖。HDR視頻轉換后修改再透傳。如果輸入的原始視頻是不帶有菁彩HDRSDRSDRHDR方式可采用傳統逆色調映射（InverseMapping）AI技術進行轉換，轉換后對原始畫質進行提升重建，然后進行元數據的自動化生成和寫入。終端處理方案接收端播放設備在接收到菁彩HDR碼流后，需要先進行視頻解碼，分析出其中的動態元數據并基于此進行HDR渲染，最終呈現出高質量的畫面內容。這里的菁彩HDR碼流可以是經過后期制作的精品內容，也可以是直播場景中的實時碼流等。一般可以將解碼方式分為兩種：硬件解碼和軟件解碼，具體實現方式下面分別說明，解碼播放的基本流程如下圖所示：元數據解碼元數據解碼HDRVivid碼流HDR渲染顯示設備視頻解碼圖7終端處理流程硬件解碼播放是指終端顯示設備利用自身具備的硬件解碼能力，從菁彩HDR目前，支持硬件解碼播放菁彩HDR的設備日趨多元化，包括且不限于相應品牌電視、手機、平板電腦等。即使是尚不具備硬件解碼能力的顯示設備，也可能通過支持軟件解碼播APP、播放器等，觀看到菁彩HDR內容。若以上解碼能力皆不具備，終端顯示設備會將元數據丟棄，按原始碼流格式正常播放（HR1HG，這也體現了菁彩DR良好的后向兼容性。軟件解碼播放是指依靠軟件解碼能力將動態元數據從菁彩HDR碼流中解析出來，并基于此在終端設備上進行動態映射及色彩校正并正確顯示的過程。目前，應用的具體形式包括且不限于智能手機、平板電腦、智能電視上的APP以及PC上的視頻播放器等。由于該方案不受硬件設備支持的限制，一定程度上對大范圍地推廣優質菁彩HDR內容有著積極的影響，有利于促進菁彩HDR產業鏈的形成與發展，也可以看作對硬件解碼播放場景一個較好的補充。實際效果樣例菁彩HDR采用動態元數據映射方案，可以根據不同場景的特點，結合終端的最大顯示能力，生成不同的映射曲線，更好地還原創作者的原始意圖。以下示例高山場景和鮮花場景均對應了不同的映射曲線。 1）高山 2）鮮花1a）500nit 2a）500nit1b）1000nit 2b）1000nit圖8亮度對比在一般的映射方案中，往往比較容易出現高光區域細節丟失的情況，也稱為過曝現象。HDR采用動態元數據，基于對場景的分析，構建映射曲線，高亮部分得以有層次地保留；同時將終端顯示設備的能力納入考量，原始場景會得到最大程度的視覺還原。圖9亮區細節保護（右圖為菁彩HDR效果）若僅僅考慮源中的高亮區域，為了使其正常顯示而將整條映射曲線壓得過低（SDR通過phnx（圖10暗區細節保護（右圖為菁彩HDR效果）當亮度發生變化時，顏色色相往往會發生偏移失真，菁彩HDR方案在利用映射曲線進行亮度映射后，還會針對色相進行校正與補償，使其更加接近片源的原始風格。圖11顏色校正（右圖為菁彩HDR效果）HDR當前進展菁彩HDR標準發布兩年以來，在內容供給、制作工具、服務平臺、編碼傳輸、芯片、終端設備等產業鏈各環節均取得了一系列突破。2022130求》（GY/T358-2022）行業標準，該標準的核心技術已實現在超高清視頻內容制作、編碼、接收、解碼、顯示等端到端的全產業鏈布局，率先應用于北京冬奧會、冬殘奧會的相關轉播活動。20218K8KCCTV-8K2022124CCTV-8K8KHDR愛奇藝、騰訊視頻、優酷等互聯網視頻內容服務公司在各自產品中都應用了HDR技術。愛奇藝于2021年9月實現全量HDR內容支持菁彩HDR，2022年8月進行了“云上北影節——HDRVivid展映”，大量高品質內容以菁彩HDR標準播出。中國移動咪咕公司在全產業鏈伙伴的支持和協同下，率先在歐洲杯相關活動中進行了示范應用，并在2022年初的北京冬奧會、冬殘奧會全程應用菁彩HDR直播。2022年8月上線了《一葉茶，千夜話》菁彩HDR格式內容，引導消費者踏上一場縱貫中西的超高清世界茶文化之旅。202210IPTV3.74K/8K智能機頂盒支持菁HDRIPTV4KHDR。在百城千屏等大屏應用方面，眾多屏幕廠家積極參與UWA聯盟相關標準制定工作。通過菁彩HDR技術加持為戶外大屏能夠帶來超高清晰度、超高亮度、超高對比度、高刷新率和廣視角、廣電級超高清畫面顯示。在2022年11月卡塔爾足球世界杯,中國移動攜手世界超高清視頻產業聯盟共同推動菁彩HDR、AudioVivid商用落地，打造纖毫畢現、聲臨其境的視聽盛宴。這也是我國自主超高清音視頻標準首次用于世界杯直播，國產超高清音視頻標準進入“移動端規模化商用”時代。另外，在短視頻、網絡直播、VR/XR、游戲、微信視頻以及在工業、農業、醫療健康行業應用領域，產業伙伴都在積極應用創新技術，菁彩HDR也在各種業務場景得到探索和實踐。發展建議菁彩HDR技術標準在內容制播、認證、運營、編解碼、終端呈現、用戶體驗、效果評測等領域均開始進行下一步規劃。同時也呼吁產業屆齊心協力，共同推動產業的規模發展。構建開放產業生態吸引世界范圍優質產業資源加入到標準體系的產業生態構建中，加快技術標準在廣播電視、新媒體、影視娛樂等方面的應用推廣。構建端到端產業鏈，推動上下游深入合作，促進標準的規模應用。以應用示范推動標準普及以重大賽事、活動推動標準應用與普及。推動在文娛、工業制造等領域的應用，打造標桿案例。以體育、娛樂等重大活動賽事為抓手，推動標準先行先試，以具體落地案例促進產業鏈上下游的深度合作，提升觀眾認知。鼓勵企業加快應用與研發面向未來2-3年，通過加快部署面向個人、家庭、車載、影院、行業的應用，鼓勵內容制作行業，分發平臺加快內容制作和分發，加速產業鏈構筑，推進行業演進，構筑未來超高清視音頻產業的技術和人才基礎。附錄附錄1：縮略語說明元數據metadata：描述視頻或者圖像處理過程中需要的關鍵信息或者特征。靜態元數據staticmetadata：視頻中保持不變的元數據。動態元數據dynamicmetadata：PQHDR：采用符合GY/T315-2018PQ格式傳輸的視頻。HLGHDR：采用GY/T315-2018HLG格式傳輸的視頻。附錄2：索貝后期制作解決方案在視頻內容制作流程上，需要對拍攝完的視頻內容做后期的處理，使其形成完整的影HDREditmaxHDR后期制作方案，包括業務流處理、編解碼、素材編輯等各個環節。本節重點描述索貝端到端后期制作案例。EditmaxPQHDRHDRHDR能夠對畫面暗部、中間調以及亮部的對比度、飽和度等畫面細節進行調節，并將調節結果寫進元數據，可用以適配不同顯示能力的設備亮度。制作環境搭建圖12制作環境示例制作環境的搭建主要包括工作站、調色系統、調色臺、監視器及其他顯示設備，參考案例具體推薦型號及說明見下表：表3配置參數軟硬件類型推薦型號補充說明工作站索貝Editmax11.5非編工作站或蘋果Mac/pro?作站或HP/Z8G4取決于實際選用的軟件系統索貝工作站詳細的系統配置與安裝步驟見附錄6.2.5及6.2.6章節調色系統索?Editmax實現了菁彩HDR元數據及?版制作Davinci/Resolve/18調?系統，已支持菁彩HDR制作Baselight5.3支持菁彩HDR制作流程（新增）調?系統需滿??持PQ/HLG/HDR?作709/P3/Rec2020間切換組合，并對ACES完善?持調色臺Tangent/Element調?臺或更?配置——HDR監視器監視器型號?持ST2084/HLG/OETF具備?少1000nit峰值亮度200000：1對?度監視器HDR模式經過嚴格校準GrayScale/DeltaE2000<2?域范圍需完全覆蓋P3，Rec2020模式下?少覆蓋90%/Rec/2020?彩空間?作環境需滿?18%灰度暗室，并提供顯?性90%以上的P3光源監視器需定期校準Apple/XDR/Canon/DPV-2420、DPV-3020、DPV-2410/Sony/BVM-X300、BVM-HX310/康維訊KUM-3120QD/Ezio/CG3146/Postium/OBM-N310-NB/TVlogic/LUM-310X/Dolby-4220/pulsarSDR基準目標監視器——滿?標準Rec709?彩空間覆蓋平均DeltaE-2000<1?少1000：1對?度亮度100nit±5?持Legal信號參考顯示設備（通過菁彩HDR認證的型號請參見官網通過菁彩HDR認證等）業務流處理圖13業務流程在素材輸入部分，SDR/HDREditmax11.5HDRHDR度、對比度和飽和度等細節微調，并將調節結果實時回寫進素材文件的元數據中，實時反HDR編解碼支持XAVCMXF和H265MP4格式，菁彩HDR元數據保存于視頻文件內部。操作步驟PQ圖14PQ操作示例時間線上素材進行剪輯和調色。詳情請參考<Sobey_Editmax11_v11.5.0_超高清非線性編輯系統用戶手冊>生成帶元數據的視頻素材。4K素材生成參數配置：圖15素材參數配置高清素材生成參數配置:圖16輸出參數配置動態元數據調節。面暗部、中間調以及亮部的對比度、飽和度等細節進行調整，并通過“回寫文件”將調節結果實時回寫進素材文件的元數據中。圖17調節配置系統配置表4系統配置表Editmax11.5CPUIntel/Xeon/6226R/2.9GHz（16核）×2內存8GB/DDR4-2933/ECC內存×24（共192GB）系統盤480/GB/SATA/Enterprise/SSD固態硬盤×1數據盤內置數據盤：2TB/7200/rpm/SATA硬盤*1可選：4TB/7200/rpm/SATA硬盤可選：6TB/7200/rpm/SATA硬盤可選：8TB/7200/rpm/SATA硬盤可選盤個數1～3塊顯卡NVIDIA/Geforce/RTX/2080Ti/11GB顯存高端圖形顯卡顯示器支持2560*144027寸寬屏液晶顯示器×2（雙屏）監聽立體聲耳機或音箱若需要5.1/7.1監聽，需要選配以下兩種設備的其中一種：1、攜帶外置音頻USB音效引擎的5.1/7.1聲道耳機2、支持5.1/7.1聲道輸出的聲卡與對應數量的揚聲器單元1）7.1聲道輸出聲卡可選配：RME/Fireface-8022）立體聲輸出聲卡可選配：Focusrite/18i8（自帶話放）操作系統Windows/10/Pro/for/Workstations/64bitI/O卡1）索貝MG6000E/4K超高清/高清/標清兼容廣播級數字I/O卡（3G-SDI×4）2）Blackmagic/DeckLink/4K/Extreme/12G（12G-SDI）3）Blackmagic/DeckLink/8K/Pro（12G-SDI*4）電源1125瓦軟件Editmax11.5.0安裝步驟運行安裝包【Sobey_軟件運行環境_3.2.2017.0925.exe重啟計算機。圖18安裝環境安裝Editmax11.5運行安裝包【Sobey_Editmax11_v11.5_Setup（64bit）.exe】歡迎界面，直接點擊下一步；在許可證協議窗口，選擇“我接受許可證協議中的條款”，點擊下一步；選擇安裝路徑，使用默認路徑：C：\Sobey\Editmax；圖19安裝設置勾選上三項媒體類型，點擊“前進”：圖20參數設置依次點擊下一步，直至安裝完成。安裝安裝服務端運行安裝包【_Server_v1.1_Setup.exe選擇安裝路徑，點擊安裝按鈕，等待數據庫安裝；安裝完成后，找到C：\Sobey\Vernox\Bin\VernoxConfiguration.exe，雙擊啟動，點擊“啟動數據庫”，啟動后2122保證操作系統有可讀寫的X對于單機使用，安裝服務端即可；網絡化使用，除安裝客戶端外，需首先進入服務端機器的C：\Sobey\EX\MaterialList\bin\ETLocalDBSettingU.exe圖23登錄設置修改配置文件，開啟HDR。圖24腳本設置更新非編工作站Nvidia圖25腳本顯卡設置附錄3：Baselight菁彩HDR制作方案BaselightFilmLight4K/8KHDR/HFR完成創意制作。Baselight攝到后期剪輯、視效制作、調光調色等全流程的色彩管理技術。Baselight界各地的知名影視制作公司及電視制作機構中。20224FilmLight公司宣布在其新版的Baselight5.3中將支持菁彩HDR流程，開啟了FilmLightUWAHDR的BaselightHDR用戶可以根據以下指南使用Baselight完成菁彩HDR視頻制作：視頻輸出和連接BaselightONESonyBVM-HX310HDRSonyPVM-A250SDR標準高清監視器。為了同時獲得HDRSDRBaselight的視頻輸出設置為立體模式，以實現兩路視頻能輸出各自不同的色彩空間。HDR用戶首先要使用標準的Rec.2100：PQ/Rec.2020/1000nits作為監看色彩空間，然后進行各項調色操作，完成最基本的HDR節目調光調色。如圖所示：圖26選擇正確的ViewingColourSpaceHDRHDRHDRViewsScenesettings，即場景設置對話框，然后打Format&ColourAdvancedHDR區，將“EnableHDR”點亮，然后根據當前調色母版監視器的亮度，選擇正確的母（srngspyBghtnssR1000nits，如圖所示：圖27開啟菁彩HDR當開啟了菁彩HDR功能之后，Baselight的ViewingColourSpace將自動切換為帶有菁彩HDR標志的對應色彩空間，代表Baselight已經進入到菁彩HDR的算法制作控制中。圖28切換到帶有菁彩HDR標志的色彩空間HDR開啟菁彩HDR功能并設置正確的母版顯示亮度之后，就需要通過Select菜單選取所有調色堆棧的最下層，即最終的調色結果層，并通過點選Insert菜單中的菁彩HDR添加菁彩HDR效果，添加完畢后每個調色堆棧將有一個獨立的菁彩HDR效果層，如圖所示：圖29選擇調色堆棧最下層圖30添加菁彩HDR效果層圖31菁彩HDR效果層添加完畢自動分析和曲線映射在每一個調色堆棧下添加了菁彩HDR效果層之后，就可以利用菁彩HDR的算法對單個鏡頭、所選的多個鏡頭或者整個時間線進行自動分析。分析完成之后，系統將顯示出計算分析得出的曲線圖，如圖所示：圖32進行自動分析圖33分析進行中圖34自動分析完畢監看與人工微調完成自動分析之后，用戶可以根據連接的監視器選擇不同的監看色彩空間（帶有菁彩DR標志，即菁彩DRgtspys，由于連接了標準高清監視器，本例中選取了Rec18862.4Gamma/Rec.709/100nitsSDR圖，用戶可開啟EnableManualCurveAdjustment根據標準高清監視器上映射的SDRHDR提供的多個選項對畫面進行中間調、暗部細節、高光、整體飽和度等細節進行調整，調整的結合將實時顯示在標準高清監視器上，如圖所示：圖35選擇不同的映射色彩空間圖36選擇帶有菁彩HDR標志的Rec.1886：2.4Gamma/Rec.709/100nits3738輸出包含元數據的媒體文件當完成全部鏡頭的菁彩HDR人工微調之后，用戶可以選擇輸出包含元數據的特定媒體文件。此時需要打開渲染界面，在本例中將文件類型指定為QuicktimeMovie，選擇編碼為帶有菁彩HDR標志的HEVC10bithardwareencoder，如下圖所示。然后將RenderColourSpace設置為帶有菁彩HDR標志的Rec.2100PQ/Rec.2020/1000nitsEmbedHDRMetadata，將元數據記錄在渲染媒體文件中，如圖所示。HDR圖39選擇編碼格式圖40可選渲染色彩空間圖41選擇母版色彩空間并內嵌元數據圖42提交渲染以上內容為簡要的菁彩HDR操作指南，隨著版本的不斷更新，更新的版本也將在隨后發布。附錄4：當虹Arcvideo在線多屏編轉碼方案支持菁彩HDR的直播系統采用X86服務器架構，在出廠時預裝操作系統及相應軟件版本；在接入系統時，通過千兆或萬兆以太接口與連接交換機，配置相應IP地址后，可通過瀏覽器訪問系統操作界面進行使用。輸入信源配置用戶可以通過直播系統進行不同格式輸入源的HDR直播任務的創建，直播任務主要分為三部分：基礎設定->輸入信源->編碼參數設置->輸出配置，其中輸入源可分別支持SDI、IP、2110信源支持，具體操作如下圖所示。圖43SDI輸入圖44IP輸入圖452110輸入HDR配置當輸入源設置完成后，進行編碼參數和菁彩HDR相應配置，直播系統可以支持多種編碼參數類型配置設定。1當編碼格式選擇H265，位深選擇10bit后進行菁彩HDR設置如下：1圖46H265及菁彩HDR配置2當編碼格式選擇AVS2，位深選擇10bit后進行菁彩HDR設置如下：2圖47AVS2及菁彩HDR配置3當編碼格式選擇AVS3，位深10bit進行菁彩HDR設置如下：3圖48AVS3及菁彩HDR配置以上為支持的多種編碼格式下的菁彩HDR的配置設置，此外HDR直播系統也支持SDR上變換菁彩HDR和HLG轉換菁彩HDR。當輸入源為SDR時，支持編碼上變換菁彩HDR，如圖所示。圖49SDR輸入源圖50菁彩HDR編碼配置當輸入源為HLG時，支持編碼變換菁彩HDR，如圖所示。圖51HLG輸入源圖52菁彩HDR編碼配置在進行菁彩HDR編碼配置時，可根據實際應用場景支持傳輸曲線PQ+菁彩HDR或HLG+菁彩HDR的相應配置，配置如下圖所示。圖53PQ+菁彩HDR配置圖54HLG+菁彩HDR配置輸出配置直播任務在配置完成相應的輸入和編碼及菁彩HDR配置后，最后需進行對應協議的輸出配置，輸出配置主要支持UDP、SRT、HLS、RTMP四種協議的輸出，具體配置如下。圖55UDP輸出配置56SRT57HLS圖58RTMP輸出配置在直播任務業務配置均完成并保存后，返回到任務管理界面對創建好的直播任務通過點擊開始按鈕進行任務啟動，直播任務運行成功后可通過支持菁彩HDR的終端播放器進行相應直播內容查看。5960以上內容為簡要的菁彩HDR直播任務操作指南，隨著版本的不斷更新，更新的版本也將在隨后發布。附錄5：數碼視訊Sumavision超高清實時編解碼方案數碼視訊公司產品10K118/10K218系列實時編解碼平臺為數碼視訊公司研發的廣播級編解碼產品，最高可支持8K超高清視頻的編解碼。結合數碼視訊特有的預測算法，在業務穩定性和節目質量上具備雙重的優勢。依托數碼視訊專業研發團隊的自有算法，產品具備持續的升級能力。10K118/10K218系列實時編解碼平臺采用X86架構，軟件系統全面支持菁彩HDR特性視頻的編碼與解碼。配置要求表5配置參數類型推薦型號配置說明實時編碼平臺10K1181）1RU2）數碼視訊超高清編碼軟件系統1RU機架式服務器，硬件配置：CPU：Intel/6258R*2內存：192G硬盤：512/SSD*2實時解碼平臺10K2181）1RU2）數碼視訊超高清解碼軟件系統1RU機架式服務器，硬件配置：CPU：Intel/8163*1內存：96G硬盤：512/SSD*2直播協議10K118/10K218實時編解碼平臺支持TS-UDP、TS-HTTP、SRT、HLS、RTP、RTMP等多種傳輸協議。編解碼格式支持10K118/10K218實時編解碼平臺支持H.265、H.264、AVS2、AVS3等各種視頻格式的編解碼。HDR節目配置功能參數設置功能參數主要對任務的基本類型以及輸入源進行選取。圖61功能參數視頻參數設置視頻參數頁面對任務的視頻編碼及相關視頻預處理參數進行配置。分為兩個部分：基本參數，編碼參數。基本參數是設備日常使用過程中可能經常修改的參數，編碼參數為特定編碼格式的編碼器參數，通常不會修改使用頁面默認值即可，跟隨編碼格式聯動。圖62視頻參數HDR通過HDR參數頁面對視頻色域及HDR類型進行配置，其中菁彩HDR動態元數據為高級功能菁彩HDR動態元數據生成功能開關。圖63菁彩HDR參數音頻參數設置音頻參數頁面對任務的音頻編碼及相關預處理參數進行配置。分為三個部分：基礎參數，專屬參數，立體聲通道配置。基礎參數對音頻編碼的公有參數進行配置；專屬參數為特定編碼格式的專有參數配置，跟隨編碼格式聯動；立體聲通道配置跟隨聲道模式聯動。圖64音頻參數HDRSDR/PQ/HLG菁彩HDR及SDR/PQ/HLG互轉功能為2110-22協議JXS信源輸入專有功能。菁彩HDR功能位于任務通道-參數設置-HDR參數。開關為菁彩HDR動態元數據生成選項。開啟該功能，將生成菁彩HDR動態元數據并隨視頻流傳輸。SDR/PQ/HLG互轉功能是2110-22協議JXS信源輸入默認功能。當“輸入源管理-ST2110-視頻預設參數-HDR類型”與“任務通道-參數設置-HDR參數-HDR類型”不一致時將直接使用此功能進行圖像處理轉換。輸入源-ST2110輸入源-視頻預設參數-HDR類型為PQ時，將激活ST2110輸入源參數PQ最大/最小亮度配置與使用。輸出參數設置輸出參數頁面用于配置輸出TS相關的封裝參數以及發送網絡參數。分為基本參數和TS復用參數，udp參數，ts參數，pid設置，發送間隔設置。圖65輸出參數附錄6：騰訊視頻菁彩HDR端到端方案騰訊視頻積極參與菁彩HDR標準制定，并實現了菁彩HDR方案，初步形成了較為完整的內容制作、云端轉碼、終端播放體系。其中，內容制作包括人工后期制作和自動化后期制作兩種方式，兩種方式可根據業務運營需要靈活使用。對于頭部精品內容，使用人工后期制作方式，由人工介入來確保菁彩HDR畫質達到最優，其它內容則采用自動化后期制作方式，充分發揮批量自動化的優點，提高菁彩HDR內容的轉換效率。圖66騰訊視頻菁彩HDR方案流程人工后期制作騰訊視頻菁彩HDR人工后期制作包含原生HDR重制為菁彩HDR和SDR重制為菁彩HDR兩種形式。以SDR內容重制為菁彩HDR為例，主要制作流程為：制作環境搭建調色系統采用了軟硬件一體工作站，內置BaselightOneVersion5.3軟件，HDR監視器采用了EzioCG3146，SDR監視器采用了EzioCG319X。物料準備HDR當前的行業狀況下，許多母版文件無法達到《騰訊視頻片源介質規范》的所有技術參數要求，實際收到的介質以YCbCr4：2：2、10bitLimitedRange（64-960）的格式居多。需要注意的是4-64、960-1019也是保存有畫面信息的，這部分被稱作超黑超白，對于HDR內容的制作非常重要，應當盡可能要求提供保留超黑超白數據的LimitedRange物料。另外，畫面應當與字幕分離，先對畫面進行HDR重制后，再合成字幕，這樣既可以使字幕不會因為過亮而造成不舒適的觀感，又能保證元數據分析不受字幕亮度干擾。人工重制綜合各方面考慮，我們使用Rec2020PQ1000nit作為母板制作規格。如果SDR的母板質量不佳，在重制之前需要先對畫面進行修復，減少色帶斷層以及噪點的產生。HDRHDR備上獲得與SDR100nitSDRPQ，自動映射的效果有時不夠準確，需要人工對較亮或者較暗場景進行修復，平衡反差，提升高光；部分場景的背景和膚色，也需要人工進行精調，使其呈現更好的層次。重制過程中需要遵循畫面原有的創作者意圖，也就是重制后的HDR內容再經過菁彩HDR重新映射為SDR內容時應當與原有的SDR內容觀感接近。元數據分析和適配HDR內容調色定版后，便可以進行菁彩HDR元數據分析。如果畫面包含遮幅，分析元數據前應該先去除遮幅，以免對分析元數據產生影響。在Baselight5.3中，元數據的分析是逐幀的，即使不切分鏡頭的狀態下，也可以對整個視頻進行分析，但實際制作過程中，建議按照鏡頭切分，方便分場景對不同的映射目標分別進行元數據調整。由于目前制作流程的限制，對于不同亮度的映射目標無法進行單獨調整，且只能輸出包含一條HDR元數據信息的母板文件，因此我們選擇對其中一個HDR映射效果進行元數據調整。考慮到消費終端的暗部顯示能力不同，針對于暗部的映射調整應該更為慎重。映射效果調整完成后，選擇將其打包于母板文件中輸出。待后續制作流程更新迭代后，元數據適配的方法也會隨之更新。輸出和上傳母版菁彩HDR內容制作全部完成后，按照編碼要求，輸出帶有元數據信息的高質量母版文件，并校驗元數據，校驗無誤后上傳后臺介質系統，并發起轉碼。自動化后期制作騰訊視頻自動化制作系統已支持通過騰訊視頻自研的SDR2HDR算法和元數據生成算法自動化的制作菁彩HDR視頻。自動化制作系統會自動檢測輸入介質的類型，根據輸入類型的不同調整制作流程，最終輸出高質量的菁彩HDR介質。圖67騰訊視頻菁彩HDR自動化后期流程HDR自動化重制對于HDR10或HLG輸入內容，系統會解碼圖像，使用騰訊自研算法分析和生成菁彩HDR元數據，然后根據《高動態范圍（HDR）視頻技術第1部分：元數據及適配》標準定義的語法將元數據編碼成二進制流，最后根據《高動態范圍（HDR）視頻技術第2-1部分：應用指南、系統集成》標準定義的方法將元數據嵌入到HDR視頻流中。該方法可自動化的將HDR10或HLG視頻批量升級為菁彩HDR，在菁彩HDR終端上增強創作意圖保留能力，并向下兼容HDR10或HLG終端。SDR自動化重制對于SDR輸入內容，系統首先調用騰訊視頻自研的SDR2HDR算法，將視頻內容上變換為HDR內容并重建畫質，生成靜態元數據，然后再調用HDR自動化重制的流程，生成菁彩HDR動態元數據，最終輸出菁彩HDR視頻。該方法可將大量的存量SDR內容自動化的批量升級為菁彩HDR，補充菁彩HDR內容庫存，提升用戶的畫質體驗。云端轉碼騰訊視頻云端轉碼系統已具備完善的菁彩HDR端到端轉碼能力。一方面，轉碼系統會對輸入介質進行常規的轉碼；另一方面，根據《高動態范圍（HDR）視頻技術第2-1部分：應用指南、系統集成》標準規定的菁彩HDR元數據嵌入方法，轉碼系統會智能的對輸入介質進行檢測，若成功檢測出標準規定的菁彩HDR元數據標識碼，則將其中包含的菁彩HDR元數據從碼流中截取出來，并原封不動的重新寫入到轉碼后的視頻流中。通過這種元數據的直接透傳方式，可有效的保證轉碼過程中元數據不發生失真，從而最大化的保留原始創作意圖。鑒于自動化內容制作與云端轉碼的密切關系，實際生產環境中可將兩者結合實現，從而提高整體的生產效率。終端播放騰訊視頻終端播放器支持硬件渲染和軟件渲染兩種策略，播放器能自動識別菁彩HDR視頻，并根據播放終端的硬件能力等條件決定渲染策略，以達到最佳的視覺顯示效果。騰訊視頻的菁彩HDR軟件渲染方案，在元數據解析，曲線參數計算，ToneMapping算法等過程采用跨平臺技術方案實現，能夠同時適配iOS、Android、PC、電視等多平臺。軟件渲染流程為：圖68騰訊視頻菁彩HDR終端播放流程元數據解析和視頻解碼根據《高動態范圍（HDR）視頻技術第1部分：元數據及適配》的相關技術標準，播放終端會解析碼流中的靜態元數據和動態元數據，同時使用軟件解碼器或硬件解碼器解碼視頻數據。每幀視頻解碼完后，將這一幀解析到的動態元數據和靜態元數據作為sidedata攜帶向播放器下游渲染模塊傳遞。顯示適配首先，渲染模塊根據每一幀視頻的sidedataHDR的RenderHDR最低亮度、色域，確定顯示設備是HDRSDRHDR顯示適配還是SDR然后，根據《高動態范圍（HDR）1部分：元數據及適配》的相關技術標準（.2，.3，.2，.3節，以及是進行DR顯示適配還是DR顯示適配，視頻幀攜帶的動態元數據，屏幕最高最低亮度計算出曲線參數，輸入到Shader中供MappingShader中，將解碼后的視頻幀數據從YUVRGB，并根據根據《高動態范圍（HDR）視頻技術第1（9.4，9.5，9.6，10.4，11.1，11.2）進行顏色轉換和校正。最后，將經過顏色轉換和校正的RGB數據，經過不同設備的顏色管理后，輸出到屏幕顯示。附錄7：百度智能云智感超清菁彩HDR端到端方案為了幫助客戶打造全方位高畫質的菁彩HDR視覺體驗，百度智能云智感超清構建了生產處理、編碼傳輸、解碼顯示全鏈路端到端的菁彩HDR解決方案。圖69百度菁彩HDR處理流程生產處理對于菁彩HDR的內容制作主要是依賴于Baselight工具。百度智能云的快編剪輯工具實現了對菁彩HDR的合成能力。這里的難點在于輸入素材格式多種多樣，如何歸一化格式標準，同時輸出高質量的HDR效果是最大的挑戰。對于云端快編工具，我們重點在預處理環節做歸一化處理，輸出兩種文件：一種低碼用于瀏覽器端做實時預覽，保證流暢性，所見即所得。一種是高清HDR視頻用于最終的合成輸入。這里會通過轉碼處理能力統一將SDR的視頻上變換至菁彩HDR，同時將不同格式（HLG、HDR10、Dolby等）的HDR視頻歸一化成菁彩HDR，這樣能保證合成輸入的統一性，確保輸出效果不會出現偏差。在渲染合成環節，通過OpenGL/Vulkan等渲染引擎確保PQ曲線信息被完整保留輸出，同時支持BT.2020色域和10bit位深。編碼傳輸視頻從產生到發布之間，必須經過各種的轉碼處理，以支撐更好的消費體驗。為了應對各種各樣的復雜應用場景，我們提供了多種處理能力。SDRHDR圖70百度菁彩HDR處理對比在百度智能云智感超清產品里，借助AI模型能力，將SDR內容重制（Remastering）到HDR，拓展亮度和色彩空間，適配HDR顯示能力，保留創作者意圖，包括：將BT.709轉換到BT.2020，將8bit轉換到10bit/12bit，同時將暗部細節增強、過曝細節修復。這里也對噪聲的控制優化了很多算法，防止色階、偽影等badcase的產生。如下圖：左邊是SDR原視頻，右邊通過智感超清處理成HDR視頻，可以看到亮度、細節、色彩均有更好呈現。此外配合智感超清的智能超分、智能插幀、智能修復、智能增強、智能編碼等技術，可將視頻清晰度和主觀體驗大幅提升，再加上全景聲音效，將帶來視覺和聽覺的雙重盛宴。不同格式之間的轉換不同場景使用的HDR，HLGHDR10場景用的比較多。因此要應用到不同播放終端和業務場景里，需要支持不同格式的相互轉換。為了更好的應用推廣菁彩HDR標準，目前百度智能云已支持將DolbyVision、HDR10、HLGHDRHDR。這里需要對元數據進行正確的解析和定義寫入，保證效果能無差異顯示。此外，我們從Codec層面也做了很多優化，使得BD265VUISEI智感超清一體機參數配置界面如下所示。點擊新建轉碼模板，進入“創建轉碼模板”頁面，填寫相應參數，創建完成。部分參數說明如下：H265默認為百度的BD265編碼器，相比X265編碼器可提升2-4倍速，降低30%+的碼率。HDRHDR、HLG、HDR10/PQHDR格式，則編碼標準需為H.265Main10。若輸入視頻為SDR，但開啟了HDR格式，且沒有開啟智感超清-SDRtoHDRHDRAI圖71百度菁彩HDR處理設置智感超清算子：分為三類-老片修復、色彩調整、畫質提升，其中部分算子可以調整強度。智能