广播电视台4K 频道HDR 标准研究

2019-02-14任翔

数字通信世界 2019年9期

任翔

（洛阳广播电视台，洛阳 471000）

最近几年，在4K 技术不断改进和优化的背景下，影像基础参数逐渐朝着多方面趋势迈进，分别表现为分辨率、帧率、色域以及动态区域。从实际情况来看，前三个方面已经趋于成熟性，最近几年主要是对HDR 技术展开有关的研究。当前，伴随着硬件设备系统的有效完善，高动态范围功能在系统设备中受到了广泛的应用，HDR 技术逐渐发挥出了极高的优势。在本篇文章中，重点探究了4KHDR 技术。

1 HDR 前期制作情况

当前，拍摄和制作环境逐渐完成，各样新的产品逐渐出现，其对于HDR 功能给予了一定的支持。对HDR 拍摄系统来讲，主要包含了4k 摄像机、高清便携监视器以及HDR 示波器等，高清便捷监视器的功能是为外景拍摄提供良好的便利。监视器统合了HDR 多项标准特点的曲线，能够对RAW 进行还原，然后调整高动态范围图像的色彩亮度。其次，选取合理的颜色显示方式，直观性的将摄像机信号在HDR 中的分布范围表现出来，显示图像中任意一点的亮度数值和最低平均值等，以此达到准确性监督拍摄图像的目的。

从前期拍摄设备选型情况可以看出，分别对4K 摄像机进行了测试，采取RAW、LOG 的方式采集HDR 源图像。在前期拍摄阶段中，按照实际情况选择有关的拍摄格式，在选择格式之前，具体概念如下所示：

（1）RAW；其主要是指在感光器运行生成图片之前的各项数据信息，RAW 并不是视频的一种，其是需要再转换为视频，该种现象就是平时电影制作后期的de-baycr 基本流程，与此同时，也从一定程度上决定了图像的颜色。不过，在使用RAW 转换期间，消耗的时间是非常多的，拍摄RAW 的作用是在拍摄期间，不会有任何的视频处理，并且也没有其他颜色的调整，所以后期的处理空间是非常大的。（2）LOG；目前摄像机均具备录制LOG 的功能，在录制LOG 模式的时候，图像自身对比度会呈现出下降的趋势，颜色饱和程度也会降低，不过，需要知道的一点是，从监视器内是能够看到图像的。对于LOG 录制格式来讲，也是属于视频模式的一种，其属于一项相对特殊的录制方式，可以有效延伸传感器的能力范围。

从上述分析可以看出，为了将前期拍摄的动态性细节体现出来，可以使用LOG 曲线拍摄的方式来达到这一目的，而对高端制作来讲，则是应用RAW 格式，在后期的时候进行颜色调整，这是目前经常应用的一种方式。LOG 不同，其属于中间片，在后期的时候必须调色，从中看出，LOG 的出片效率较低一些，比较适合在精细调色并且后期时间较长的制作中加以应用。

2 后期制作调色

目前，大多数生产厂家均对4KHDR 工作流程进行了优化和改进，并且针对于各项系统研究了不同的格式以及码流。在最初测试阶段中，受厂家标准以及兼容性等不同之处的影响，经常发生稳定性不高等现象，不过，经过不断的对比研究来看，制定了4K 非编网。600M 码流既可以确保画面的清晰性，同时还不会影响到后期处理的效果。

首先，按照不同的格式来建立工程、设置时间线，设定显示器最高亮度值，选取彩色管理系统，选择输出图像的量化区域，将素材放置于时间线中进行剪辑，在具体调色期间，从数据格式入手，选取最佳的标尺。再者，PQ 格式，和波形相互对应的亮度标尺为尼特值，而在HLG 格式中，编码值是波形对应的亮度标尺，进行操作的时候，应当使用专业性的监视器对画面进行调整，亮度不能够超出显示器的最高亮度设定值。调整期间需要明确注意的一点是，防止噪波提升，根据不同的场景来调整彩色以及亮度。

在4KHDR 制作输出过程中，使用HLG 格式为主要的亮度，当输出文件的情况下，一般会输出一版4K 文件，与此同时还需要输出高清文件。进行交换的时候，因为不同拍摄机型色域空间转换成了709色域，并且不同的非编系统色域转换算法不一样，因此色彩都有着明显的偏差，基于此，就需要对相关场景进行规范性的调整，提升色彩还原的准确性。亮度从HDR 转换为SDR之后，需要根据SDR 监视器对亮度进行有效的调整，确保正常性。

3 兼容性传输

对于4KHDR 技术来讲，一般是在高清、4k 以及SDR 并行的环境中实施的，在对质量、资源以及效率平衡的过程中，稳定性的传输节目信号以及文件，通过后期处理，将不同终端的HDR、SDR、HD 显示出来，基于此，兼容性逐渐演变成了传输HDR 的主要条件。在现阶段中，制定的传输方案如下所示：

（1）双层数据传输方案；使用PQ 曲线传输带有增强层以及元数据的基本层，基本层和当前的视频编码算法相互兼容，SDR使用基本层数据，而HDR 设备则是对元数据进行检测，以此合理的使用增强层中的HDR 数据。（2）不带元数据的单层方案；该项方式是使用HLG 曲线，借助曲线本身的特征实现HDR 和SDR 相互兼容转换。