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HDR10+

將動態詮釋資料新增至HDR10原始檔案的視訊技術

HDR10+，也称为HDR10 Plus[1]是一项开放且免版税的高动态范围(HDR)视频技术标准，在HDR10（仅支持静态元数据(Static Metadata)）的基础上将动态元数据(Dynamic Metadata)[2]添加到HDR10源文件。动态元数据用于根据内容创作者的想法调整和优化HDR视频的每一帧，以适应消费者显示器的功能。

HDR10+ 是杜比视界(Dolby Vision)的竞争标准，它也使用动态元数据[3]。HDR10+ 是动态元数据HDR的默认方案，成为HDMI 2.1标准的一部分[4]。

HDR10+ Adaptive 是一项更新，旨在根据环境光源优化 HDR10+ 内容。[5]

HDR10+ Gaming 是一项针对游戏优化的HDR标准，以低延迟（Low Latency）、可变更新率（VRR）及高画面更新率，提供精准的HDR游戏画面。

简介

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HDR10+ 由三星和Amazon Video于2017年4月20日发布。HDR10+ 通过在HDR10添加了动态元数据更新，这些元数据可用于在逐个场景或逐帧的基础上更准确地将亮度级别调整到PQ代码值的全范围（10,000 尼特最大亮度）[6][7][8][9]。该技术在SMPTE ST 2094 -40中标准化和定义[10][11][12]。HDR10+ 是一个开放标准并且免版税；它得到越来越多的后期制作软件和工具的支持。针对 HDR10+ 设备制造商的认证和徽标计划可对某些采用者类别收取年度管理费，并且无需按单位使用费。[13]授权测试中心对HDR10+设备进行认证测试。

2017年8月28日，三星、松下和20世纪福克斯创建了HDR10+ Technologies LLC[14]，以推广 HDR10+ 标准[15]。 Amazon Video于2017年12月13日开始提供HDR10+视频[16]。 2018年1月5日，华纳兄弟宣布支持HDR10+标准[17]。 2018年1月6日，松下宣布推出支持HDR10+的超高清蓝光播放器[18]。 2019年4月4日，环球影业家庭娱乐公司宣布与三星电子进行技术合作，推出采用 HDR10+ 技术的新游戏，认为拥有杜比视界相对于 HDR10 的大部分优势，并且免版税[19]。

HDR10+ 逐个场景甚至逐帧地表示动态范围和场景特征。然后，显示设备使用动态元数据通过动态色调映射过程来应用适当的色调图[20]。动态色调映射与静态色调映射的不同之处在于，动态色调映射在不同场景中应用不同的色调曲线，而不是对整个视频使用单一色调曲线[21]。

HDR10+ 和杜比视界使用不相同的动态元数据。

技术细节

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HDR10+ 内容配置文件

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  • EOTF：SMPTE ST 2084（PQ）
  • 色度子采样：4:2:0（对于压缩视频源）、4:2:2或4:4:4
  • 分辨率：无限制（2K/4K/8K等[22]）
  • 位深度：每个颜色通道 10bit或更多（最多16bit）
  • 原色：ITU-R BT.2020
  • 最大线性化像素值：每种颜色 R/G/B（内容） 10,000 cd/m2
  • 元数据（必填）：掌握显示颜色体积元数据[23]
  • 元数据（可选）：MaxCLL、MaxFALL [24]

HDR10+技术可支持全系列HDR标准至10,000 cd/m2、8K和BT.2020色域。由于与分辨率无关，元数据只需创建一次，并且可以应用于任何目标分辨率。

HDR10+通过 WebM[25]兼容视频编码技术 HEVC、AV1、VP9以及任何支持 ITU-T T.35 元数据的编解码器。

工作流程和生态系统

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HDR10+分发生态系统

HDR10+ 在现有后期制作和分发工作流程[失效链接]中利用 HDR10 主文件。

HDR10+ 生态系统在当前系统中的使用如下：

在JSON文件中存储 HDR10+ 元数据 将 HDR10+ 元数据嵌入到 HDR10 编码内容中 通过数字流分发（例如使用 HDR10+ SEI[26]进行流式传输） 在支持的显示器（例如带有 HDR10+ VSIF 的HDMI接口）和移动设备上显示 HDR10+ 内容[27]。

元数据生成

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HDR10+ 元数据工作流程

对于离线和随选视频 ( VOD )（例如超高清蓝光、OTT、多频道视频节目分发器 ( MVPD )），可以在发布期间创建 HDR10+ 元数据-通过 HDR10+ 内容生成工具分两步进行 分发后端转码/编码期间，

识别场景切换，以及对每个场景或帧执行图像分析以获取统计数据HDR10+元数据通过低复杂度的JSON结构文本文件进行交换[28]，然后被解析并注入到视频文件中。

实时编码

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HDR10+ 实时编码器工作流程

通过在每一帧中提供 HDR10+ 元数据，可以实现实时用例。HEVC编码器在实时内容中生成并注入元数据，手机录制视频并在录制过程中实时创建 HDR10+ 元数据[29]。实时编码器工作流程图中详细介绍了实时编码，并且在传输点支持实时广播操作，从而实现无元数据广播操作。

兼容性

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HDR10+ 向后兼容性

HDR10+ 元数据遵循 ITU-T T.35，并且可以与其他 HDR 元数据共存，例如 HDR10 静态元数据，使 HDR10+ 内容向后兼容非 HDR10+ 电视[30]。不支持该格式的设备会忽略 HDR10+ 元数据，并且视频会以 HDR10 播放。

认证管理

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HDR10+ Technologies, LLC[31] 负责管理采用 HDR10+ 的产品的许可和认证计划。HDR10+ Technologies, LLC 提供技术规格、测试规格和认证徽标。

创始会员

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授权认证中心

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产品认证是通过授权测试中心完成的，以下为HDR10+授权测试中心列表：

HDR10+认证产品

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认证产品[32]类别包括：

  • 超高清显示屏
  • 超高清电视
  • 超高清蓝光光盘播放器
  • 系统单片机 (SoC)
  • 机顶盒
  • 视频音频接收器
  • 流媒体应用程序
  • 移动设备
  • 机上娱乐系统

参考文献

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  1. ^ What is HDR10+? What you need to know. Trusted Reviews. 2019-05-21 [2019-09-16]. （原始内容存档于2019-06-09） （美国英语）. 
  2. ^ Understanding Dynamic Metadata. Creative Planet Network. 2016-11-30 [2019-09-16]. （原始内容存档于2020-08-08） （美国英语）. 
  3. ^ HDR terminology demystified. FlatpanelsHD. 2019-08-23 [2021-10-09]. （原始内容存档于2020-04-06）. 
  4. ^ Denison, Caleb. HDMI 2.1: What it is, and why your next TV should have it. DigitalTrends. Digital Trends Media Group. [29 October 2021]. （原始内容存档于2023-09-07）. 
  5. ^ Samsung's HDR10+ Adaptive goes head-to-head with Dolby Vision IQ. Trusted Reviews. 2021-01-06 [2021-10-09]. （原始内容存档于2023-05-31） （英语）. 
  6. ^ Archived copy (PDF). [3 January 2020]. （原始内容存档 (PDF)于4 September 2019）. 
  7. ^ Samsung and Amazon Video Deliver Next Generation HDR Video Experience with Updated Open Standard HDR10+. Samsung. 20 April 2017 [20 April 2017]. （原始内容存档于13 June 2017）. 
  8. ^ Cho Mu-Hyun. Samsung, Amazon partner for HDR10 Plus. ZDNet. 20 April 2017 [20 April 2017]. （原始内容存档于20 April 2017）. 
  9. ^ John Archer. Samsung And Amazon Just Made The TV World Even More Confusing. Forbes. 20 April 2017 [20 April 2017]. （原始内容存档于20 April 2017）. 
  10. ^ Dynamic Metadata for Color Volume Transform — Application #4. September 2016: 1–26. ISBN 978-1-68303-048-5. doi:10.5594/SMPTE.ST2094-40.2016. 
  11. ^ SMPTE ST 2094 and Dynamic Metadata (PDF). Society of Motion Picture and Television Engineers. [25 January 2017]. （原始内容存档 (PDF)于2 February 2017）. 
  12. ^ John Laposky. Samsung, Amazon Video Team To Deliver Updated Open Standard HDR10+. Twice. 20 April 2017 [29 April 2017]. （原始内容存档于23 April 2017）. 
  13. ^ 20th Century Fox, Panasonic and Samsung Gain Momentum for Best Possible TV-Viewing Experience with HDR10+ Technology. hdr10plus.org. 4 January 2018 [7 January 2018]. （原始内容存档于8 January 2018）. 
  14. ^ HDR10+LLC. hdr10+llc. 24 May 2019 [24 May 2019]. （原始内容存档于18 May 2019）. 
  15. ^ Ramus Larsen. Samsung, Panasonic & 20th Century Fox form HDR10+ alliance. flatpanelshd. 28 August 2017 [7 January 2018]. （原始内容存档于8 January 2018）. 
  16. ^ John Archer. Amazon Video Has Made All Of Its HDR Shows Available In HDR10+. Forbes. 13 December 2017 [7 January 2018]. （原始内容存档于7 January 2018）. 
  17. ^ John Archer. Warner Bros Boards The HDR10+ Bandwagon. Forbes. 5 January 2018 [7 January 2018]. （原始内容存档于5 January 2018）. 
  18. ^ John Archer. Panasonic Unveils New 4K Blu-ray Players - Including World First Dolby Vision And HDR10+ Support. Forbes. 6 January 2018 [10 January 2018]. （原始内容存档于9 January 2018）. 
  19. ^ Samsung Electronics. Samsung Electronics and Universal Pictures Home Entertainment Announce HDR10+ Content Collaboration. Samsung Newsroom. 24 May 2019 [24 May 2019]. （原始内容存档于4 April 2019）. 
  20. ^ Werner, Ken. Two Keys to Optimal HDR TVs: Dynamic HDR Metadata and Tone Mapping. DisplayDaily. 2017-02-16 [2019-09-16]. （原始内容存档于2021-01-25） （英国英语）. 
  21. ^ What is 4K HDR Dynamic Metadata?. AVForums. [2019-11-19] （美国英语）. 
  22. ^ Samsung brings its HDR10+ tech to 8K TVs. Engadget. [2019-09-16]. （原始内容存档于2019-09-15） （英语）. 
  23. ^ Mastering Display Color Volume Metadata Supporting High Luminance and Wide Color Gamut Images. ISBN 978-1-68303-139-0. doi:10.5594/SMPTE.ST2086.2018. 
  24. ^ Turner, Paul. HDR: Standards, Standards, Everywhere. TvTechnology. 30 May 2018 [2019-11-19]. （原始内容存档于2020-09-27） （美国英语）. 
  25. ^ The WebM Project | VP9 Video Codec Summary. www.webmproject.org. [2019-09-05]. （原始内容存档于2019-10-18）. 
  26. ^ SEI messages | MPEG. mpeg.chiariglione.org. [2019-09-05]. （原始内容存档于2019-09-05）. 
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  28. ^ Transkoder 2018: User Guide. www.colorfront.com. [2019-11-19]. （原始内容存档于2021-02-28）. 
  29. ^ HDR10+ Video Recording on Your Galaxy S10, [2019-09-16], （原始内容存档于2020-09-01） （英语） 
  30. ^ Are You Ready for Your HDR Delivery?. Studio Daily. 2018-12-19 [2019-11-19]. （原始内容存档于2019-10-29） （英语）. 
  31. ^ HDR10+. [2019-08-27]. （原始内容存档于2019-08-27）. 
  32. ^ HDR10+ Certification Begins This Month, Brings the Tech to More TVS. www.digitaltrends.com. 2018-06-21 [2019-09-16]. （原始内容存档于2019-10-19）. 

外部链接

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