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ICtCp

IC T C P , ICtCp o ITP es un formato de representación de color especificado en la Rec. Estándar ITU-R BT.2100 que se utiliza como parte del proceso de imágenes en color en sistemas de vídeo 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 del espacio 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 matriciales 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 CP . La transformación IC T C P se puede utilizar con señales RGB derivadas del cuantificador perceptivo (PQ) o de funciones de no linealidad híbrida log-gamma (HLG), pero se asocia más comúnmente con la función PQ (que también fue desarrollada por Dolby).

El componente I ("intensidad") es un componente de luma que representa el brillo del vídeo, y C T y CP son componentes cromáticos azul-amarillo (llamado así de tritanopia ) y rojo-verde (llamado así de protanopia ) . [2] Ebner también utilizó IPT como abreviatura de "Image Processing Transform". [3]

El esquema de representación de color IC T C P está relacionado conceptualmente 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 matricial de 3 × 3 y luego aplicando la función de no linealidad. y luego convertir las señales no lineales a IC T C P utilizando otra transformación matricial de 3 × 3. [5] IC T C P se definió como formato digital YCC con soporte para submuestreo de croma 4:4:4, 4:2:2 y 4:2:0 en CTA-861 -H (eso significa que en un rango limitado de 10 bits modo 0, 1, 2, 3, 1020, 1021, 1022, 1023 los valores están reservados). [6]

Derivación

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

  1. Calcule LMS desde BT.2100 RGB:
  2. Normalizar el LMS mediante una no linealidad:
    • Si se utiliza la función de transferencia PQ :
    • Si se utiliza la función de transferencia HLG :
  3. Calcular IC T C P :
    • para PQ:
    • para HLG :

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 de la escala de las filas cromáticas. Las matrices IC T C P de decodificación invertida se especifican en el Suplemento 18 de la Serie H del UIT-T. [7]

IC T C P se define de manera que todo el espacio BT.2020 encaje en el rango [0, 1] para I y [-0,5, +0,5] para los dos componentes cromáticos. El espacio de color uniforme relacionado ITP utilizado en ΔE ITP (Rec. 2124) escala C T en 0,5 para restaurar la uniformidad. [8] Hay soporte para ICtCp en zimg (incluido zimg como parte de FFmpeg) y ciencia del color, tanto para HLG como para PQ.

En IPT

El precedente de IC T C P , el modelo de apariencia de color IPT de Ebner y Fairchild (1998), tiene un proceso de transformación en su mayoría similar de entrada → LMS → no linealidad → IPT. [3] [9] Las diferencias son que define su entrada al espacio de color triestímulo CIEXYZ más general y, como resultado, tiene una matriz Hunt-Pointer-Estevez (para D65) más convencional para LMS. La no linealidad es una gamma fija de 0,43 , bastante cercana a la utilizada por RLAB. La segunda matriz aquí es ligeramente diferente de la matriz IC T C P , principalmente porque 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 a se ajusta a la gama BT.2020 completa dentro de la región de -0,5 a 0,5) multiplicado por esta matriz: [2] [10]

  1. Calcule LMS (consulte el espacio de color LMS § Hunt, RLAB para D65, ligeramente diferente [3] ):
  2. No linealidad (L'M'S'): para cada uno de los componentes L, M, S se aplica una función de potencia :

IPTPQc2

IPTPQc2 es otro espacio de color relacionado utilizado por Dolby Vision perfil 5 BL+RPU (sin EL). [11] El "c2" en el nombre significa que se utiliza una matriz de diafonía con c = 2%. Utiliza cuantificación de rango completo (0-1023 para vídeo de 10 bits, sin valores reservados). También se suele denominar IPTPQc2/IPT , ya que la matriz es, de hecho, la misma que en el artículo del IPT de 1998, sólo que en representación inversa. [12] La documentación sobre este formato es escasa debido a su naturaleza patentada, pero una patente [13] sobre el espacio de color "IPT-PQ" (IPT perceptualmente cuantificado) parece describir cómo Dolby cambió el dominio a PQ cambiando la potencia tradicional. función desde el documento IPT de 1998 a la función PQ para cada uno de los componentes del LMS. [¿ especulación? ] La matriz es la siguiente:

Tenga en cuenta la inversión de matriz utilizada y se cometió un error en la patente en el número 1091 [ aclaración necesaria ] de la matriz (la matriz después de la inversión es correcta en la patente). Además, este formato no tiene no linealidad y se supone que está basado en BT.2020. [14]

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

Es utilizado por Disney+ , Apple TV+ y Netflix . [ cita necesaria ]

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

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 I codificado y la luminancia verdadera es 0,998, mucho más alto que el 0,819 para YC B C R. Una luminancia constante mejorada en comparación con YC B C R es una ventaja para las operaciones de procesamiento de color, como el submuestreo de croma y el mapeo de gama , donde solo se cambia la información de la 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 compresión y el mapeo de volumen de color. [18] [19] La remodelación adaptativa puede proporcionar además una mejora del 10 % en el rendimiento de la compresión. [20]

La mejora de la luminancia y la uniformidad del tono hacen que el IC T C P escalado sea un espacio de color práctico para calcular las diferencias de color ( ΔE ITP ), como lo introduce la Rec. UIT-R. BT.2124. [8]

En términos de error de cuantificación de color CIEDE2000 , IC T C P de 10 bits 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 se puede señalar en el bloque de colorimetría de EDID como parte de CTA-861-H.

Referencias

  1. ^ ab "BT.2100-2: valores de parámetros de imagen para televisión de alto rango dinámico para uso en producción e intercambio internacional de programas". UIT-R . Julio de 2018.
  2. ^ abcdef "¿Qué es ICtCp - Introducción?" (PDF) . Dolby . Consultado el 20 de abril de 2016 .
  3. ^ abcd Ebner, Fritz (1 de julio de 1998). "Derivación y modelado de uniformidad tonal y desarrollo del espacio de color IPT". Tesis .
  4. ^ F.Ebner, MDFairchild, Desarrollo y prueba de un espacio de color (IPT) con uniformidad de tono mejorada. En: Actas de la Sexta Conferencia sobre Imágenes en Color, 8-13, 1998
  5. ^ "ST 2084:2014". Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión .
  6. ^ "Un perfil DTV para interfaces digitales de alta velocidad sin comprimir (ANSI/CTA-861-H)". Asociación de Tecnología del Consumidor® . 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. ^ ab "BT.2124: Métrica objetiva para la evaluación de la posible visibilidad de las diferencias de color en la televisión". www.itu.int . Consultado el 24 de junio de 2020 .
  9. ^ Ebner, Fritz; Fairchild, Mark D. (1 de enero de 1998). "Desarrollo y prueba de un espacio de color (IPT) con uniformidad de tono mejorada". Jornada Color e Imagen . 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 ecuaciones de diferencia de color CIECAM02 e IPT". RITTesis : 7.
  11. ^ Dolby. "Perfiles y niveles de Dolby Vision versión 1.3.2 - Especificación" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2020 . Consultado el 27 de abril de 2021 .
  12. ^ "Dolby Vision con colores incorrectos · Número 7326 · mpv-player/mpv". GitHub .
  13. ^ Patente estadounidense 20180131938A1, Lu, Taoran; Pu, Fangjun & Yin, Peng et al., "Signal reshaping and coding in the ipt-pq color space", publicado el 10 de mayo de 2018, publicado el 19 de noviembre de 2019, asignado a Dolby Laboratories Licensing Corp. 
  14. ^ "prueba-av/prueba-video: IPTPQc2.java". GitHub .
  15. ^ "Descripción del proceso de derivación de parámetros del remodelador en el software de referencia ETM". phenix.it-sudparis.eu . Consultado el 14 de noviembre de 2020 .
  16. ^ "espacio de color: agregue soporte para Dolby Vision (! 207) · Solicitudes de fusión · VideoLAN / libplacebo". GitLab . 29 de noviembre de 2021 . Consultado el 11 de diciembre de 2021 .
  17. ^ "Submuestreo en ICtCp vs YCbCr" (PDF) . Dolby Laboratories, Inc. Archivado desde el original (PDF) el 13 de octubre de 2018.
  18. ^ "Espacio de color ITP y su rendimiento de compresión para una distribución de vídeo de alto rango dinámico y amplia gama de colores". ZTE.
  19. ^ Algodón, Andrés; Thompson, Simón (2018). "Conversiones de luz de escena: la clave para permitir la producción HDR en vivo". SMPTE 2018 . págs. 10-11. doi :10.5594/M001822. ISBN 978-1-61482-960-7. S2CID  188363770.
  20. ^ Perrin, Anne-Flore; Rerabek, Martín; Husak, Walt; Ebrahimi, Touradj (mayo de 2018). "ICtCp versus Y'CbCr: evaluación del espacio de color ICtCp y un remodelador adaptativo para HDR y WCG" . Revista IEEE de electrónica de consumo . 7 (3): 38–47. doi :10.1109/MCE.2017.2714696. S2CID  4800923.
  21. ^ Peng Yin; Chad Fogg; Gary J. Sullivan; Alexis Michael Tourapis (19 de marzo de 2016). "Borrador de texto para el soporte de ICtCp en HEVC (Borrador 1)". JCT-VC . Consultado el 20 de abril de 2016 .