ICtCp - ICtCp

IC_ТC_п, ICtCp, или же ИТП это формат представления цвета, указанный в Рек. МСЭ-R BT.2100 стандарт, который используется как часть конвейер цветного изображения в видео и цифровая фотография системы для расширенный динамический диапазон (HDR) и широкая цветовая гамма (WCG) изображения.^[1] Он был разработан Dolby Laboratories^[2] от IPT цветовое пространство Эбнера и Фэйрчайлда.^[3][4] Формат получен из связанного RGB цветовое пространство по преобразование координат который включает в себя два матричных преобразования и промежуточную нелинейную передаточную функцию, которая неофициально известна как предварительная коррекция гаммы. Преобразование производит три сигнала, называемых я, C_Т, и C_п. В IC_ТC_п преобразование можно использовать с RGB сигналы, полученные от перцепционный квантователь (PQ) или гибридная логарифмическая гамма (HLG) функции нелинейности, но чаще всего ассоциируется с функцией PQ (которая также была разработана Dolby).

В я («интенсивность») составляющая - это яркость компонент, представляющий яркость видео, и C_Т и C_п сине-желтые (названы от тританопия ) и красно-зеленый (назван от протанопия ) цветность составные части.^[2] Эбнер также использовал IPT как сокращение от «преобразования обработки изображений».^[3]

В IC_ТC_п схема цветового представления концептуально связана с LMS цветовое пространство, как преобразование цвета из RGB к IC_ТC_п определяется первым преобразованием RGB к LMS с матричным преобразованием 3 × 3, затем применяя функцию нелинейности, а затем преобразовывая нелинейные сигналы в IC_ТC_п используя другое матричное преобразование 3 × 3.^[5]

Вывод

IC_ТC_п определяется Рек. 2100 как производный от RGB следующее:^[1]

1. Рассчитать LMS из BT.2100 RGB:${\displaystyle {\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}1688&2146&262\\683&2951&462\\99&309&3688\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}}$
2. Нормализовать LMS по нелинейности:
   • Если Передаточная функция PQ используется:${\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=EOTF_{PQ}^{-1}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}$
   • Если Передаточная функция HLG используется:${\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=OETF_{HLG}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}$
3. Рассчитать IC_ТC_п:
   • для PQ:${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\C_{T}\\C_{P}\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}2048&2048&0\\6610&-13613&7003\\17933&-17390&-543\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$
   • За HLG: ${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\C_{T}\\C_{P}\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}2048&2048&0\\3625&-7465&3840\\9500&-9212&-288\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

Были выведены все три вышеупомянутые матрицы (известны только первые 2).^[2]) из матриц в IPT. Вывод матрицы ГВУ неизвестен. Инвертированное декодирование IC_ТC_п матрицы указаны в Приложении 18 к серии H ITU-T.^[6]

В IPT

Предшествующий IC_ТC_п, Эбнер и Фэйрчайлд IPT цветная модель внешнего вида (1998), имеет в основном похожий конвейер преобразования входных данных → LMS → нелинейность → IPT.^[3][4] Различия в том, что он определяет свой вклад в более общие CIEXYZ трехцветное цветовое пространство и, как следствие, имеет более обычную матрицу Ханта-Пойнтера-Эстевеса (для D65) для LMS. Нелинейность - это фиксированная гамма 0,43, довольно близкий к тому, который используется RLAB. Вторая матрица здесь немного отличается от IC_ТC_п матрица, в основном в том, что она также рассматривает S (синий конус) для интенсивности, но IC_ТC_п также есть матрица вращения (для выравнивания тонов кожи) и скалярная матрица (масштабированная, чтобы соответствовать полной гамме BT.2020 внутри области от -0,5 до 0,5), умноженные на эту матрицу:^[2][7]

1. Рассчитать LMS (см. Цветовое пространство LMS § Hunt, RLAB для D65 немного отличается^[3] зеленым цветом): ${\displaystyle {\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.4002&0.7075&-0.0807\\-0.2280&1.1500&0.0612\\0&0&0.9184\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}X\\Y\\Z\end{bmatrix}}}$
2. Нелинейность (L'M'S '): для каждого из компонентов L, M, S применить степенную функцию: ${\displaystyle X'={\begin{cases}X^{0.43}&{\text{for }}X\geq 0\\-(-X)^{0.43}&{\text{for }}X<0\end{cases}}}$
3. ${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\P\\T\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.4000&0.4000&0.2000\\4.4550&-4.8510&0.3960\\0.8056&0.3572&-1.1628\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

IPTPQc2

IPTPQc2 - еще одно связанное цветовое пространство, используемое Dolby Vision BL + RPU (без EL). Хотя его часто называют IPTPQc2 / IPT, он отличается от IPT 1998 года. Документация по этому формату скудна из-за его патентованной природы, но патент^[8] в цветовом пространстве «IPT-PQ» (перцептивно квантованный IPT), кажется, описывает, как Dolby изменил домен на PQ, изменив традиционную степенную функцию с документа IPT 1998 года на функцию PQ для каждого из компонентов LMS. Матрица выглядит следующим образом и такая же, как и в документе IPT 1998 года на странице 146, по крайней мере, в соответствии с проектом "тестовое видео":^[9]

${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\P\\T\end{bmatrix}}_{PQC2}=\left({\frac {1}{8192}}{\begin{bmatrix}8192&799&1681\\8192&-933&1091\\8192&267&-5545\end{bmatrix}}\right)^{-1}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

Обратите внимание на используемую инверсию матрицы, и в патенте была сделана ошибка в номере 1091 матрицы (матрица после инверсии верна в патенте). Кроме того, этот формат не имеет нелинейности и предполагается, что он основан на BT.2020.^[10]

Второй шаг, моделирование регулировки динамического диапазона (изменение формы^[11]), также определено в патенте.

Характеристики

IC_ТC_п имеет почти постоянную яркость, что улучшает субдискретизация цветности против YC_BC_р.^[12] IC_ТC_п также улучшает линейность оттенка по сравнению с YC_BC_р, который помогает с производительностью сжатия и отображением объема цвета.^[13] В сочетании с адаптивным изменением формы IC_ТC_п может повысить производительность сжатия на 10%.^[14] За CIEDE2000 ошибки квантования цвета, 10 бит IC_ТC_п будет эквивалентно 11,5 бит YC_BC_р,^[2] именно поэтому стандарт Delta IPT был представлен как ITU-R Rec. BT.2124^[15] и уже используется в Calman. Постоянство яркости улучшается с IC_ТC_п, имеющий яркость отношение 0,998 между яркость и закодированная яркость, пока YC_BC_р имеет отношение яркости 0,819.^[2] Улучшенная постоянная яркость является преимуществом для таких операций обработки цвета, как субдискретизация цветности и отображение гаммы где изменена только информация о разнице в цвете.^[2]

Использует

IC_ТC_п поддерживается в HEVC стандарт кодирования видео.^[16]

Рекомендации

1. «BT.2100-2: Значения параметров изображения для телевидения с широким динамическим диапазоном для использования в производстве и международном обмене программами». МСЭ-R. Июль 2018 г.
2. "Что такое ICtCp - Введение?" (PDF). Долби. Получено 2016-04-20.
3. Эбнер, Фриц (1998-07-01). «Получение и моделирование однородности оттенков и развитие цветового пространства IPT». Тезисов.
4. Ф. Эбнер, доктор медицины Фэрчайлд, Разработка и тестирование цветового пространства (IPT) с улучшенной однородностью оттенка. В: Proceedings of The Sixth Color Imaging Conference, 8-13, 1998.
5. «СТ 2084: 2014». Общество инженеров кино и телевидения.
6. «База данных рекомендаций ITU-T». ITU. Получено 2020-11-14.
7. Сюэ, Ян (1 ноября 2008 г.). «Равномерные цветовые пространства на основе уравнений разности цветов CIECAM02 и IPT». RITTheses: 7.
8. [1], «Изменение формы сигнала и кодирование в цветовом пространстве ipt-pq», выпущенный 19 апреля 2016 г. 
9. «Dolby Vision с неправильными цветами · Проблема № 7326 · mpv-player / mpv». GitHub.
10. "тестирование-av / тестирование-видео: IPTPQc2.java". GitHub.
11. «Описание процесса вывода параметров преобразователя в эталонном программном обеспечении ETM». phenix.it-sudparis.eu. Получено 2020-11-14.
12. "Субдискретизация в ICtCp против YCbCr" (PDF). Dolby Laboratories, Inc. Архивировано с оригинал (PDF) 20 сентября 2020 г.
13. «Цветовое пространство ITP и его характеристики сжатия для распределения видео с расширенным динамическим диапазоном и широкой цветовой гаммой». ZTE.
14. «Оценка цветового пространства ICtCp и Adaptive Reshaper для HDR и WCG». IEEE. Дои:10.1109 / MCE.2017.2714696.
15. «BT.2124: Объективный показатель для оценки потенциальной заметности цветовых различий на телевидении». www.itu.int. Получено 24 июн 2020.
16. Пэн Инь; Чад Фогг; Гэри Дж. Салливан; Алексис Майкл Турэпис (2016-03-19). «Проект текста для поддержки ICtCp в HEVC (Проект 1)». JCT-VC. Получено 2016-04-20.