什么是超低 HDR？

高动态规模（High-Dynamic Range，简称HDR）作为超高清音视频工业的亮高关键技能之一，具有更广的精度计色彩容积和更高的动态规模，为图画保存更多细节。色度经过丰厚的超低图画亮部和暗部细节
，在比照度、亮高灰度等维度上进步印象质量，精度计让用户眼中的色度印象愈加细腻实在，更赋有感染力。超低

在HDR技能中，亮高动态规模指的精度计便是图画的最大亮度和最小亮度的比值。比照度有几种不同的色度核算方法 ，其间最重要的超低3种分别是 ：韦伯比照度（CW）、麦克森比照度（CM）以及比率比照度（CR）。亮高。精度计界说为 ：

HDR比较
。SD 。R规范的优势：

规范动态规模（Standard Dynamic Range，简称SDR），是一种  。视频。技能
，它依据阴极射线管(CRT)显现器的亮度 、比照度和色彩特性和约束来表明光强度。SDR视频能够表明视频或图片的色彩，最大亮度约为100 cd/m²
，黑电平约为0.1 cd/m²和Rec.709/sRGB色域 。它运用伽马曲线作为其电光传递函数。

一
。

更高的动态规模。

人眼能够感知到的亮度规模能到达1012cd/m²
，传统的SDR显现设备能够显现的规模能到达10³cd/m²，而HDR能够到达10⁵ cd/m²，是传统SDR的100倍，因而在HDR视频里边咱们能够看到更多的暗部和亮部细节
。

HDR与传统SDR亮度规模比照。

二。

更广的色彩容积
。

SDR视频通常是8bit，也便是1670万色 ，HDR支撑10bit乃至更高的色深
，也便是你常常听到宣扬的10.7亿色，显现的色彩越多，色彩天然也就越细腻，色彩之间的过度愈加天然。

在可显现的色彩规模上 ，HDR的视频的色彩会愈加丰厚 ，SDR支撑的rec.709色彩空间 ，HDR支撑rec.2020色彩空间，如下图：

现在商场干流的HDR规范有哪些？

1、HDR10
。

该规范由美国顾客技能协会（CTA）推出的
，是一个开源免费的规范；HDR的根底规范 ，一切的HDR设备都支撑，也是现在运用支撑最广泛的HDR规范。

可是HDR10选用的“静态元数据”技能，信号。记载的是亮度的肯定值
，就导致了假如你的设备达不到亮度就会进行削峰 ，比如说一台最大亮度为1000cd/m²(nits)的显现器
，它怎么处理高达4000cd/m²(nits)视频中的高光 ，那就只能裁掉1000cd/m²(nits)以上的部分 。

简直兼容一切4K HDR电视、蓝光播映器、游戏主机（如PS5/Xbox）及流媒体渠道（Ne
。tf
。lix、Amazon等）。

2
、DOLBY VISION（杜比视界）。

杜比实验室推出的Dolby Vision ，现在来说显现效果最好的HDR规范。

与HDR10不同Dolby Vision选用了“动态元数据”的技能，使得每一帧都获得了比较准确的最高和最低亮度，对设备硬件的要求也是更为严苛
，而且每台设备厂商都需求向杜比视界付出授权费用，一个杜比设备大约需求付出3美元左右的费用，就导致了支撑杜比视界的设备遍及比较贵一些。

要到达杜比国际规范的播映要有三个必要条件：片源为杜比国际相关格局，硬件设备有杜比国际的 。认证。，包含。处理器。与显现器播映软件都要有杜比认证，假如用没有经过认证的设备来播映
，就可能会出现应收过错 ，无法正常解码等问题。

杜比国际虽然是现在效果最好的HDR格局 ，可是许多厂商都不乐意运用，便是因为其昂扬的授权费用 ，因而。三星。
、。亚马逊。等联合推出了HDR10+的规范 。

3、HDR10+ 。

三星 、 。松下。与亚马逊等联合推出，具有杜比视界优于HDR10的大部分优势  ，而且它是免费的 。

为了对立Dolby Vision，三星与松下、亚马逊和二十世纪福克斯一起创建了HDR10+联盟 ，推出HDR10+规范，能够兼容HDR10。

HDR10+能够看做HDR10的晋级 
，添加了“动态源数据”技能 ，关于内容制作公司这项规范是免费的
，关于硬件制作公司需求付出年费【最高$10,000】 ，不需求每个硬件去付出版税，能够理解为免费的。

4 、HLG 。

英国BBC和日本NHK联合建议是的视频电视信号规范，全称是Hybrid Log Gamma。

运用这个规范最杰出的特色便是：能够一起兼容HDR电视，和现在最为遍及的SDR电视，兼容性特别好 。

技能上的特色是：没有元数据、电光传递函数HLG，这是混合对数伽马的一种方式
，假如常常运用sony尼微单拍视频，应该会用到HLG这个PP值，因而职业大佬Sony能够说现已支撑了HLG这种HDR规范
。

5、。Ad
。vanced HDR by 。 Te。chnicolor。

Technicolor开发，专心于内容制作端的HDR优化 。可将SDR内容转化为HDR，或优化现有HDR内容，但终端设备支撑较少 
。

6、HDR Vivid 中文名称
 ：菁彩HDR 。

超高清视频工业联盟联合华为的厂商主导的HDR Vivid，中文名称菁彩HDR；

HDR Vivid是我国超高清视频工业联盟，以华为。海思 。的技能为主导，推出的一个我国首创的HDR新规范，也是一个免费的规范 ，也是支撑动态元数据
，能够对画面信息进行帧级调整，从技能上来讲现已是和杜比视界一个层次了，可是因为起步较晚 ，之前的几大HDR规范都已近形成了比较固定的商场份额，一起各个规范背面的公司与显现设备厂家之间的利益纠葛，以及杂乱的国际环境，HDR Vivid的推行遍及并没有那么简略。

总归，HDR技能的中心意图是在图画中体现更大的亮度规模，从十分亮的区域到十分暗的区域都能明晰出现
。传统规范动态规模（SDR）的亮度规模有限，无法准确体现实在国际中的高亮和低光场景 。而HDR经过添加亮度规模和色彩容积，能够在比照度、灰度等维度上进步印象质量，使图画愈加细腻实在，赋有感染力‌
 。

FF。 Pi 。cturesGmbH的InnoPQ体系凭仗Prometheus色度计改造了HDR显现器计量！

高动态规模(HDR)技能正在改动视觉体会，供给史无前例的深度、比照度和色彩丰厚度。可是，HDR显现器的杂乱性给质量操控和校准带来了共同的应战
。本事例研讨深入探讨了Admesy的Prometheus色度计怎么无缝集成到FF PicturesGmbH的InnoPQ HDR丈量体系中，然后改造了显现范畴的质量操控、研讨和开发
。

应战
 ：驾御HDR的杂乱性。

ICDM HDR小组委员会主席兼FF Pictures GmbH首席履行官Florian Friedrich一向处于HDR技能的前沿。他关于先进HDR丈量的获奖论文强调了HDR显现计量中杂乱的彼此依赖性。

任何现代HDR消费显现器都使用一套杂乱的规矩来依据其本身才能和输入信号之间的差异来调整视觉成果  。除了现有的色彩映射或色彩映射之外，静态和动态HDR元数据正在影响HDR显现器的色彩映射。其间一些每秒钟产生屡次，乃至准确到帧，跟从源的帧速率，其间一些是与能量消耗和热量散布相关的长时刻调整
。

要真实把握现代HDR技能的杂乱性，快速准确地丈量显现器对输入信号的呼应肯定至关重要。为了完结这一方针 ，InnoPQ HDR丈量体系将不同的补丁信号值和补丁巨细与动态电影布景相结合，一起奇妙地同步每次丈量的时刻，以捕捉最时刻短的时刻效果。

该体系需求一个快速准确的色度计，以满意其严厉的要求。FF Pictures的Florian Friedrich说 ：“咱们需求一种处理方案，能够准确丈量HDR信号再现的重要参数，准确到单帧，而且即便在低于0.1 cd/m²的暗影区域也能够准确丈量色彩。商场上只要少量几个色度计能够满意咱们的要求，可是看到Admesy的PrometheusColorimeter，我对将其运用到咱们的丈量东西中十分感兴趣 。”。

Prometheus色度计是工程学的奇观 。尤其是低至0.000025 cd/m²的超低亮度值的高丈量速度，使其成为商场上无可争议的最快色度计。它与InnoPQ体系的整合具有革新性。FF Pictures的Florian Friedrich说 ：“Prometheus色度计的测验速度和精度结合得十分超卓
。这是一款十分先进的色度计，极大地增强了咱们的丈量才能
 。”。

多功用性：色度计中的瑞士军刀
。

Prometheus色度计不只速度快 。它的用处极端广泛。它每秒能够履行高达60万个乃至80万个样本，并支撑多种软件渠道
，包含Visual Studio、 。Labview。、。Matlab 。和。Python。 。这种适应性使其成为InnoPQ体系的抱负挑选 ，InnoPQ体系需求高度的定制化来处理其杂乱的丈量序列。

光谱灵敏度：设定新规范。

光谱呼应匹配 ：

Prometheus色度计选用CIE 1931/1976规范色匹配函数（如x̄(λ), ȳ(λ), z̄(λ)） ，保证丈量成果与人眼视觉感知共同。经过。硬件校准+软件。算法。批改。传感器。的光谱呼应误差，进步丈量精度。

色度与亮度核算：

电信号经模数转化（。ADC。）后，核算CIE XYZ三影响值，再转化为色坐标（x, y）、色温（CCT）、色纯度等参数 。

其间E(λ)为光谱功率散布 ，x̄(λ)为CIE规范观察者函数 。

色度计出厂针对传感器非线性、温度漂移等进行补偿
。而且部分类型支撑主动校准（如黑电平校对 
、增益调整），保证长时刻稳定性。

Prometheus色度计规划的光谱灵敏度与CIE 1931“2°规范观察者”十分挨近，十分合适丈量各种显现器，包含宽色域(WCG)显现器 。这一特性关于InnoPQ体系来说是无价的 ，该体系要求各种显现器类型具有。高精度 。，例如带磷光背光的传统LCD或更先进的带。LED。背光和量子点滤色片的LCD显现器，以及 。OLED。 、QD-OLED。

Admesy的Prometheus色度计和FF Pictures的InnoPQ HDR丈量体系的合作为HDR显现计量树立了新的规范。为了战胜丈量HDR电视和HDR后期制作显现器或监视器的应战
，FF Pictures开发了InnoPQ HDR丈量体系，在传统体系面对约束的情况下 ，该体系能够主动完结杂乱的丈量使命。

在这种情况下 ，Prometheus色度计无与伦比的速度
、精度和多功用性已被证明在处理现代HDR技能所带来的杂乱应战方面具有不可估量的价值 ，这些应战包含各种杂乱的彼此依赖联络 。跟着职业的不断进步，像Prometheus这样的东西将在保证视觉体会与技能进步坚持同步方面发挥至关重要的效果 。

特别地，Admesy推出了全新一代Prometheus色度计- PCM2X系列 ：

PCM2X-271超低亮高精度色度计特色 ：

•亮度低至。0.000025 cd/m²。情况下可在1s内完结丈量；

• Flicker亮度（X  
、Y和Z）高速采样功用：内部采样率高达。60万次/秒。，供给多种采样输出速率功用；

•接纳角为±5° ，适用于各种显现技能；

•强壮的。MCU。支撑一切根据FFT的闪耀核算（Fma、Jeita 、用户自界说）；

•可经过FIR。滤波器。进行根据时刻的Fma闪耀核算，例如变刷新率（。VR。R）显现器flicker丈量；

•多功用软件支撑：Visual Studio、Labview 、Matlab
、Python；

•光谱灵敏度：契合CIE 1931 2°规范观察者；

•附加功用：改善的滤光片 、闪耀和波形丈量、准直或聚集透镜、光纤衔接才能、。机械。快门 。

以上这些特色充沛证明了为什么Prometheus色度计是HDR显现计量范畴的游戏规矩改动者
！

Admesy是一家专心于光丈量设备的荷兰公司 ，由前飞利浦 。工程师。创立于2006年，总部坐落荷兰的Ittervoort 。根据在显现制作业的深沉和专业知识布景 ，Admesy公司能成为显现丈量运用范畴的领头羊。该公司致力于为工业、科研和显现范畴供给高精度的光谱辐射度 、色度和亮度丈量处理方案，尤其在LED照明出产、显现丈量（如OLED、Mini-LED
、Q-LED 、Micro-LED）
、显现制作与集成等范畴具有较强的影响力。

上海吴量 。光电。设备有限公司作为荷兰Admesy在我国区域授权的一级代理商，担任其一切产品在国内的出售、服务，以及售后技能支撑等等 ，昊量强壮的技能支撑团队能够为客户供给完好的设备装置，训练，硬件开发，软件开发，体系集成等作业；昊量光电产品进入范畴包括资料加工、光通讯、生物医疗
、科学研讨与国防等。近年来，咱们也专心于前沿的细分商场，为量子 。光学。、生物显微、物联传感、精细加工、先进激光制作等范畴的客户供给体系处理方案 。如有任何问题，欢迎随时联络咱们!
。

参考文献。

"U。ti 。lizing advanced spatio-temporal b。ac 。kgrounds with dynamic test signals for high dynamic range display metrology"by Timo Kunkel and Florian Friedrich。