知覚量子化器

SMPTEがSMPTE ST 2084として公開した知覚量子化器（PQ ） [ ^1]は、 SDRで使用されるガンマ曲線を置き換えることでHDR表示を可能にする伝達関数です。^[2]^[3]^[4]^[5] 0〜1の値の範囲は、0〜10,000 cd/m ²（nits）の輝度レベルを表します。^[2]これはドルビー^[6]によって開発され、2014年にSMPTE ^[1]によって標準化され、2016年にはITUによって Rec. 2100 ^[7]で標準化されました。^{[8] ITUは、HDR-TVの伝達関数としてPQまたは}HLGの使用を指定しています。^[7] PQはHDRビデオフォーマット（ドルビービジョン^[2]、^[9]HDR10 ^[10]、HDR10+ ^[11]など）の基礎であり、HDR静止画フォーマットにも使用されます。^[12]^[13] PQはBT.1886 EOTF（つまりSDRのガンマ曲線）と下位互換性がありませんが、HLGは互換性があります。

PQは人間の視覚的なバンディングの知覚に基づいた非線形伝達関数であり、12ビットでは目に見えるバンディングを生成しません。^{[14]標準ダイナミックレンジアプリケーションでEOTFとして使用される電力関数を10000}cd/m ²に拡張するには15ビットが必要です。^[14]

技術的な詳細

PQ EOTF（電気光学伝達関数）は次の通りである。^[7]^[15]

$F_{D}=EOTF[E']=10000\left({\frac {\max[(E'^{1/m_{2}}-c_{1}),0]}{c_{2}-c_{3}\cdot E'^{1/m_{2}}}}\right)^{1/m_{1}}$

PQ逆 EOTF は次のとおりです。

$E'=EOTF^{-1}[F_{D}]=\left({\frac {c_{1}+c_{2}\cdot Y^{m_{1}}}{1+c_{3}\cdot Y^{m_{1}}}}\right)^{m_{2}}$

どこ

$E'$ は、範囲の非線形信号値です。 $\left[0,1\right]$
$F_{D}$ 表示される輝度はcd/m ^2です
$Y=F_{D}/10000$ は正規化された線形表示値であり、[0:1]の範囲にある（ピーク輝度10000 cd/m ²を表す） $Y=1$
$m_{1}={\frac {2610}{16384}}={\frac {1305}{8192}}=0.1593017578125$
$m_{2}=128{\frac {2523}{4096}}={\frac {2523}{32}}=78.84375$

$c_{1}={\frac {3424}{4096}}={\frac {107}{128}}=0.8359375=c_{3}-c_{2}+1$
$c_{2}=32{\frac {2413}{4096}}={\frac {2413}{128}}=18.8515625$
$c_{3}=32{\frac {2392}{4096}}={\frac {2392}{128}}=18.6875$

参照

参考文献

^ ab "ST 2084:2014". IEEE エクスプロア。土井：10.5594/SMPTE.ST2084.2014。ISBN 978-1-61482-829-7. 2020年7月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年7月24日閲覧。
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