【技术派】浅谈Hybrid Log-Gamma[HLG]技术
【产品新闻】2020-07-24

HLG和非HLG设备画面对比 - 图片来自互联网

什么是HLG

HLG全名Hybrid Log-Gamma[混合对数型伽玛]。是由两大知名广播电视企业BBC和NHK联合研制并免费推广的一种HDR标准。这里的Log指的是高中数学必考内容的对数[logarithms]而非码农职业病的某些口头禅。由于Gamma[伽玛]这词在Soomal的各类屏幕相关的测评和科普文章中经常出现,其意义和重要性不再进行重复介绍。既然HLG是一种HDR保准,它自然也符合HDR的某些共同特点:

1、内容记录的色彩空间扩展至广色域级别[更多的色彩]

2、至少400nits以上的高亮度范围,更符合人眼对光影和色彩的观感[更高的动态范围]

HLG同样支持BT.2020级别的广色域和最高1000nits的记录以及2000nits的显示回放亮度,支持HEVC、VP9、H.264/MPEG-4 AVC等视频编码格式。目前Android和iOS上的BBC iPlayer、谷歌YouTube等支持HLG格式视频的回放。在2017年下半年以后的新品HDR电视机或是高端电视机型也逐渐开始提供HLG的支持。实际上,HLG在未来也能同样成为数码界的重磅话题,因为尼康、佳能、索尼、松下最新的高端全幅单反/单电相机和大量商用录像设备将以HLG记录HDR影像内容。

HLG的特点

HLG的核心是一种非线性的光电信号转换算法,它将图像信号的Gamma分为两部分,在接近SDR标准的0-100低亮度部分,采用常规的Gamma曲线、而偏向高光部分则采用特殊的非线性Gamma曲线进行记录和回放,这也是HLG技术中混合一词的缘由。由于考虑到有线电视的带宽有限,因此HLG对回放标准更加宽容,而且不支持显示元数据功能。


HLG的优点

兼容非HDR显示:由于感知量化器的伽玛曲线更偏重于暗部和高光的大动态范围,而彻底抛弃了持续了近30年的SDR标准,最典型的例子就是在非HDR显示设备上由于不能识别PQ和显示元数据信息,Gamma值会极大幅度低于sRGB的2.2或Rec.709的2.4。最终的输出结果就是一片灰白黯淡,惨不忍睹的画面。另一个例子就是如果一台相机使用HDR10作为色彩和灰阶记录标准,那么最终HDR照片在非HDR显示器上显示时,暗部将严重发白而且充满噪点。

而HLG的好处就是混合Gamma的算法,HDR内容的Gamma曲线即使在非HDR显示设备上被压缩后仍有较好的观感,色彩和灰阶表现和标准动态的影像相同,有更好的兼容性。

HLG的Gamma曲线对比SDR的Gamma曲线 - 图片来自互联网?

显示一致性:由于用户使用电视机时,亮度普遍要远超100nits,SDR内容为了适配扩展的亮度,不同品牌电视内置的转换映射滤镜差异导致了五花八门的颜色效果。而HDR10的视频在非HDR电视上效果太糟,HDR的优势也无从谈起。而HLG的Gamma曲线可以保证在一定的亮度范围内[约320nits以内]的SDR设备上的色彩显示相对接近,对于很多高亮度、高色域的非HDR显示器和电视机也能很好地发挥HDR视频相对于SDR的色彩和动态的碾压优势。而相对于400nit以上符合HDR标准的设备,HLG同样具备一套转换标准保证显示一致性。

数字影像的本质是数据处理和运算,伽玛就是一个典型的数字视频信号的显示运算算术,相对来说,HLG对Gamma的算法更为灵活的巧妙。总的来说,HLG是一个兼容性相对于HDR10[感知量化器]的优势是能更好的兼容非HDR设备,在发挥HDR影像巨大优势的前提下保持对非HDR设备的良好兼容,这对于过渡时期的潜在消费者来说,不需要更换设备就能感受到HDR视频和照片的威力,鼓励用户和制作者在现有设备基础上制作和播放HDR内容。

本篇转载:http://soomal.com/doc/10100007832.htm