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ICtCp

IC T C P , ICtCp o ITP es un formato de representación de color especificado en el estándar Rec. ITU-R BT.2100 que se utiliza como parte del pipeline de imagen en color en siste...

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IC T C P , ICtCp o ITP es un formato de representación de color especificado en el estándar Rec. ITU-R BT.2100 que se utiliza como parte del pipeline de imagen en color en sistemas de video y fotografía digital para imágenes de alto rango dinámico (HDR) y amplia gama de colores (WCG). [ 1 ] Fue desarrollado por Dolby Laboratories [ 2 ] a partir delespacio de color IPT de Ebner y Fairchild. [ 3 ] [ 4 ] El formato se deriva de un espacio de color RGB asociado mediante una transformación de coordenadas que incluye dos transformaciones de matriz y una función de transferencia no lineal intermedia que se conoce informalmente como precorrección gamma . La transformación produce tres señales llamadas I , C T y C P . La transformación IC T C P se puede utilizar con señales RGB derivadas de las funciones de no linealidad del cuantificador perceptual (PQ) o log-gamma híbrido (HLG), pero se asocia más comúnmente con la función PQ (que también fue desarrollada por Dolby).

El componente I ("intensidad") es un componente de luminancia que representa el brillo del vídeo, y CT y CP son componentes de croma azul-amarillo (derivado de tritanopia ) y rojo-verde (derivado de protanopia ) . [ 2 ] Ebner también utilizó IPT como abreviatura de "Transformación de Procesamiento de Imagen". [ 3 ]

El esquema de representación de color IC T C P está conceptualmente relacionado con el espacio de color LMS , ya que la transformación de color de RGB a IC T C P se define convirtiendo primero RGB a LMS con una transformación de matriz de 3×3, luego aplicando la función de no linealidad y luego convirtiendo las señales no lineales a IC T C P usando otra transformación de matriz de 3×3. [ 5 ] IC T C P se definió como un formato digital YCC con soporte para submuestreo de croma 4:4:4, 4:2:2 y 4:2:0 en CTA-861 -H (es decir, que en el modo de rango limitado de 10 bits se reservan los valores 0, 1, 2, 3, 1020, 1021, 1022, 1023). [ 6 ]

Derivación

IC T C P se define en Rec. 2100 como derivado de RGB lineal de la siguiente manera: [ 1 ]

  1. Calcular LMS a partir de RGB BT.2100:[LMETROS]=14096[168821462626832951462993093688][RGRAMOB]{\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. Normalice el LMS mediante una no linealidad:
    • Si se utiliza la función de transferencia PQ :[L′METRO′S′]=miOTFPAGQ−1([LMETROS]){\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=EOTF_{PQ}^{-1}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}
    • Si se utiliza la función de transferencia HLG :[L′METRO′S′]=OmiTFHLGRAMO([LMETROS]){\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=OETF_{HLG}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}
  3. Calcular IC T C P :
    • para PQ:[IdoTdoPAG]=14096[2048204806610−13613700317933−17390−543][L′METRO′S′]{\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}}}
    • para HLG :[IdoTdoPAG]=14096[2048204803625−746538409500−9212−288][L′METRO′S′]{\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}}}

Las tres matrices mencionadas anteriormente se derivaron (solo las dos primeras son derivaciones documentadas [ 2 ] ) de las matrices en IPT. La matriz HLG se puede derivar de la misma manera que la matriz PQ, con la única diferencia del escalado de las filas de croma. Las matrices de decodificación invertida IC T C P se especifican en el Suplemento 18 de la Serie H de la UIT-T. [ 7 ]

IC T C P se define de tal manera que todo el espacio BT.2020 se ajusta al rango [0, 1] para I y [-0.5, +0.5] para los dos componentes de croma. El espacio de color uniforme relacionado ITP utilizado en ΔE ITP (Rec. 2124) escala C T por 0.5 para restaurar la uniformidad. [ 8 ] Existe soporte para ICtCp en zimg (incluido zimg como parte de FFmpeg) y color-science, tanto para HLG como para PQ.

En IPT

El predecesor de IC T C P , el modelo de apariencia de color IPT de Ebner y Fairchild (1998), tiene una tubería de transformación mayormente similar de entrada → LMS → no linealidad → IPT. [ 3 ] [ 9 ] Las diferencias son que define su entrada al espacio de color tristímulo CIEXYZ más general y como resultado tiene una matriz Hunt-Pointer-Estevez (para D65) más convencional para LMS. La no linealidad es un gamma fijo de 0,43 , bastante cercano al utilizado por RLAB. La segunda matriz aquí es ligeramente diferente de la matriz IC T C P , principalmente en que también considera S (cono azul) para la intensidad, pero IC T C P también tiene una matriz de rotación (para alinear los tonos de piel) y una matriz escalar (escalada para ajustarse a la gama completa BT.2020 dentro de la región de -0,5 a 0,5) multiplicada con esta matriz: [ 2 ] [ 10 ]

  1. Calcular LMS (ver espacio de color LMS §  Hunt, RLAB para D65, ligeramente diferente [ 3 ] ):[LMETROS]=[0,40020,7075−0,0807−0,22801.15000,0612000,9184][incógnitaYZ]{\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. No linealidad (L'M'S'): Para cada uno de los componentes L, M, S, aplique una función potencial :incógnita′={incógnita0,43para incógnita≥0−(−incógnita)0,43para incógnita<0{\displaystyle X'={\begin{cases}X^{0.43}&{\text{para }}X\geq 0\\-(-X)^{0.43}&{\text{para }}X<0\end{cases}}}
  3. [IPAGT]=[0,40000,40000,20004.4550−4.85100,39600,80560,3572−1.1628][L′METRO′S′]{\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 es otro espacio de color relacionado utilizado por el perfil Dolby Vision 5 BL+RPU (sin EL). [ 11 ] El "c2" en el nombre significa que se utiliza una matriz de diafonía con c = 2%. Utiliza cuantización de rango completo (0-1023 para vídeo de 10 bits, sin valores reservados). También se le suele denominar IPTPQc2/IPT , ya que la matriz es, de hecho, la misma que en el documento IPT de 1998, solo que en representación inversa. [ 12 ] La documentación sobre este formato es escasa debido a su naturaleza propietaria, pero una patente [ 13 ] sobre el espacio de color "IPT-PQ" (IPT perceptualmente cuantizado) parece describir cómo Dolby cambió el dominio a PQ al cambiar la función de potencia tradicional del documento IPT de 1998 a la función PQ para cada uno de los componentes LMS. La matriz es la siguiente:

[IPAGT]PAGQdo2=(18192[819279916818192−93310918192267−5545])−1[L′METRO′S′]{\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}}}

Nótese la inversión de matriz utilizada y el error cometido en la patente en el número 1091 de la matriz (la matriz después de la inversión es correcta en la patente). Además, este formato no presenta no linealidad y se supone que está basado en BT.2020. [ 14 ]

El segundo paso, el modelado de ajuste de rango dinámico (remodelación [ 15 ] ), también se define en la patente.

Lo utilizan Disney+ , Apple TV+ y Netflix .

El decodificador de IPTPQc2 con remodelación y MMR (pero sin NLQ ni metadatos dinámicos) está disponible en libplacebo. [ 16 ]

Se agregó soporte para decodificar todas las etapas en mpv .

Características

IC T C P tiene una luminancia casi constante. [ 17 ] El coeficiente de correlación entre la I codificada y la luminancia real es 0,998, mucho mayor que el 0,819 para YC B C R . Una luminancia constante mejorada en comparación con YC B C R es una ventaja para operaciones de procesamiento de color como el submuestreo de croma y el mapeo de gama donde solo se cambia la información de diferencia de color. [ 2 ]

IC T C P también mejora la linealidad del tono en comparación con YC B C R , lo que ayuda con el rendimiento de la compresión y el mapeo del volumen de color. [ 18 ] [ 19 ] El remodelado adaptativo puede proporcionar una mejora adicional del 10 % en el rendimiento de la compresión. [ 20 ]

La mejora en la uniformidad de luminancia y tono hace que el espacio de color IC T C P escalado sea práctico para calcular las diferencias de color ( ΔE ITP ), como lo introdujo la recomendación ITU-R BT.2124. [ 8 ]

En términos de error de color CIEDE2000 debido a la cuantización, IC T C P de 10 bits (que da un error inferior a 3 en todas partes) sería equivalente a YC B C R de 11,5 bits . [ 2 ]

Usos

IC T C P es compatible con el estándar de codificación de vídeo HEVC . [ 21 ] También es un formato YCC digital y puede señalizarse en el bloque de colorimetría de EDID como parte de CTA-861-H.

Referencias

  1. 1 2 "BT.2100-2: Valores de parámetros de imagen para televisión de alto rango dinámico para su uso en producción e intercambio internacional de programas" . UIT-R . Julio de 2018.
  2. 1 2 3 4 5 6 "¿Qué es ICtCp – Introducción?" (PDF) . Dolby . Consultado el 20 de abril de 2016 .
  3. 1 2 3 4 Ebner, Fritz (1998-07-01). "Derivación y modelado de la uniformidad del tono y desarrollo del espacio de color IPT" . Tesis .
  4. ↑ F. Ebner, MD Airchild, Desarrollo y prueba de un espacio de color (IPT) con uniformidad de tono mejorada. En: Actas de la Sexta Conferencia de Imagen en Color, 8-13, 1998
  5. ↑ "ST 2084:2014" . Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión .
  6. ↑ "Perfil DTV para interfaces digitales de alta velocidad sin comprimir (ANSI/CTA-861-H)" . Consumer Technology Association® . Archivado del original el 20 de abril de 2021. Consultado el 11 de marzo de 2021 .
  7. ↑ «Base de datos de Recomendaciones UIT-T» . UIT . hdl : 11.1002/1000/13441 . Consultado el 14 de noviembre de 2020 .
  8. 1 2 "BT.2124: Métrica objetiva para la evaluación de la visibilidad potencial de las diferencias de color en la televisión" . www.itu.int . Consultado el 24 de junio de 2020 .
  9. ↑ Ebner, Fritz; Fairchild, Mark D. (1998-01-01). "Desarrollo y prueba de un espacio de color (IPT) con uniformidad de tono mejorada" . Color and Imaging Conference . 1998 (1): 8– 13. doi : 10.2352/CIC.1998.6.1.art00003 . S2CID 46137693 . Icono de acceso cerrado
  10. ↑ Xue, Yang (1 de noviembre de 2008). "Espacios de color uniformes basados ​​en las ecuaciones de diferencia de color CIECAM02 e IPT" . RITTheses : 7.
  11. ↑ Dolby. "Perfiles y niveles de Dolby Vision versión 1.3.2 - Especificación" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 29 de septiembre de 2020. Consultado el 27 de abril de 2021 .
  12. ↑ "Dolby Vision con colores incorrectos · Problema n.° 7326 · mpv-player/mpv" . GitHub .
  13. ↑ Patente estadounidense 20180131938A1 , Lu, Taoran; Pu, Fangjun y Yin, Peng et al., "Remodelación y codificación de señales en el espacio de color ipt-pq", publicada el 10 de mayo de 2018, emitida el 19 de noviembre de 2019, asignada a Dolby Laboratories Licensing Corp. 
  14. ^ "prueba-av/prueba-vídeo: IPTPQc2.java" . GitHub .
  15. ↑ "Descripción del proceso de derivación de parámetros del remodelador en el software de referencia ETM" . phenix.it-sudparis.eu . Archivado del original el 12 de marzo de 2022. Consultado el 14 de noviembre de 2020 .
  16. ↑ "colorspace: agregar soporte para Dolby Vision (!207) · Solicitudes de fusión · VideoLAN / libplacebo" . GitLab . 29 de noviembre de 2021 . Recuperado el 11 de diciembre de 2021 .
  17. ↑ "Submuestreo en ICtCp vs YCbCr" (PDF) . Dolby Laboratories, Inc. Archivado del original (PDF) el 13 de octubre de 2018.
  18. ↑ "Espacio de color ITP y su rendimiento de compresión para la distribución de vídeo de alto rango dinámico y amplia gama de colores" . ZTE.
  19. ↑ Cotton, Andrew; Thompson, Simon (2018). «Conversiones de luz de escena: la clave para habilitar la producción HDR en directo». SMPTE 2018. págs. 10–11 . doi : 10.5594/M001822 . ISBN  978-1-61482-960-7. S2CID 188363770 . 
  20. ↑ Perrin, Anne-Flore; Rerabek, Martin; Husak, Walt; Ebrahimi, Touradj (mayo de 2018). "ICtCp frente a Y'CbCr: evaluación del espacio de color ICtCp y un remodelador adaptativo para HDR y WCG" . IEEE Consumer Electronics Magazine . 7 (3): 38– 47. Bibcode : 2018ICEM....7c..38P . doi : 10.1109/MCE.2017.2714696 . S2CID 4800923 . 
  21. ↑ Peng Yin; Chad Fogg; Gary J. Sullivan; Alexis Michael Tourapis (19 de marzo de 2016). "Texto preliminar para la compatibilidad con ICtCp en HEVC (Borrador 1)" . JCT-VC . Consultado el 20 de abril de 2016 .