自动化的 UHD 和 HD 生产分发工作流

2021-09-17 16:54:49 浏览数 (2)

来源:Mile High Video 2020 Workshop 主讲人:Yasser Syed (Comcast), Chris Seeger (NBCUniversal) 内容整理:冯冬辉 讲者花了两年的时间来记录通用的视频工作流,涵盖了从内容提供商、广播公司到服务分销商等工作链条的方方面面。其成果是一份 ITU-ISO 联合文件,目前已进入第二版,为当下涌现的新工作流提供了很好的资源。

目录

  • 愈加复杂的工作流
  • 保持质量的转换流程
  • ISO文档介绍

1愈加复杂的工作流

Yasser 先介绍了 TV 时代的视频工作流,涉及到 SD-HD 转换(包括分辨率,动态范围,色彩空间601/709),4:3-16:9 的转换,所处理的视频都是 YUV 4:2:0 8-bit 格式。

如今的工作流在变化,视频变得具有更高分辨率、更高帧率、更广的动态范围以及色彩空间,显示设备的能力也在提升。在转换时保持 外层色调(skin tones)就在视频质量上变得极为关键,因为这通常是非线性的转换过程。

如果要做这些转换,并且只有很少数量的工作流,那么我们将很容易手动搞定。但是近年来,脚本工作流程的数量大幅增加。2011 年以前是条分界线,2011 年有 266 种,逐渐增长到 2018 年的 495 种。这还只是广播,线缆以及在线服务的统计,而直播活动、本地化活动和用户生成内容 UGC 则不算在内。

除了更高质量的内容和多样的工作流,我们还面临更多种类的显示设备。包括 TV、平板、手机、笔记本等不同显示设备,SD/HD/HDR 等显示格式,广播/IPTV/WiFi 等分发途径,以及他们在接收端的不同组合。越来越多的工作流程是由各种视频类型组成的,本质上这扩展了所需工作流的维度,增加了转换时需要考虑的因素。

2保持质量的转换流程

Chris 接着谈到如何在转换中保持高质量。组合、评分以及编辑等工作流都需要对各种源信号做标准化,即接收多种格式的源,并转为同一格式。所有的内容都被转移到单个色彩空间,例如从 BT.601,BT.709 和 BT.2020,以及 Gamma 2.4,PQ,HLG 等传输函数转换到目标色彩空间。正确的信号才能使得这一转换过程变得自动化。

即使是单流 UHD HDR 生产和分发的链条,也需要经历非常必要的转换,包括色度采样格式,位宽、颜色空间,转移函数等,而如果没有合适的信号,这些步骤就得手动完成。

生产到分发环境

所提出的 ISO 文档整合了将近 47 个不同标准,提供了一个很好的快速参考。下面展示了一个简化版的单流 HDR 的生产和分发流程。SDR 或是 HDR 信号源到达后,首先经过交换/路由,之后 SDR 和 HDR 内容打包成节目分开传输;在分发时,HDR 内容由 HLG 转为 4K PQ10 格式,并由 HEVC 编码,而 SDR 内容由 AVC 编码。

一个简化的单流 HDR 工作流

当下需要适配更多的显示格式,但是我们没法存储所有的变体,只能在需要的时候生成,而不同格式转换时的舍入会累计误差。如果没有正确的信号,那么很容易发生内容的错配,例如高动态范围和广颜色空间的视频在标准设备上播放,看起来就很不正常。此外查找表 LUT 必须显式地与内容匹配。

3ISO文档介绍

Yasser 最后做了总结,即转换需要用到格式信号和元数据,这才能使得自动转换得以实现。这个 ISO 文档提供了一套更为严格的业界常用的视频属性组合(缩减到 10-12 个),还提供了一套业界通用的分级环境。下面一组幻灯片描述了文档中的一些表格。

下面的表格描述了行业中使用的视频组合,主要分为 PQ 和 HLG 两类,其视频属性有颜色特性,转移特性,颜色表示,色度采样位置等,这些属性组合被 描述在一个编码的比特流中,使用 CICP 参数。

视频属性/常用组合

下面的表格描述了基带的工作流,以及显示设备的颜色空间。如果读者需要更详细的材料,请下载原文档进行查看。

基带工作流

显示色彩空间

附上演讲视频:

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