Rec. 709 , también conocido como Rec.709 , BT.709 e ITU 709 , es un estándar desarrollado por ITU-R para codificación de imágenes y características de señales de televisión de alta definición .
La versión más reciente es BT.709-6 lanzada en 2015. BT.709-6 define las características de la imagen como una relación de aspecto ( pantalla ancha ) de 16:9, 1080 líneas activas por imagen, 1920 muestras por línea y un cuadrado. relación de aspecto de píxeles.
La primera versión de la norma fue aprobada por el CCIR como Rec.709 en 1990 (también existió la Rec. XA/11 MOD F [4] del CCIR en 1989), con el objetivo declarado de crear una norma HDTV a nivel mundial. La UIT reemplazó al CCIR en 1992 y posteriormente publicó BT.709-1 en noviembre de 1993. [2] Estas primeras versiones todavía dejaban muchas preguntas sin respuesta y la falta de consenso hacia un estándar mundial de HDTV era evidente. Hasta tal punto que algunos de los primeros sistemas HDTV, como 1035i30 y 1152i25, todavía formaban parte del estándar en 2002 en BT.709-5. [5]
La norma está disponible gratuitamente en el sitio web de la UIT y ese documento debe utilizarse como referencia autorizada. Los elementos esenciales se resumen a continuación.
La Recomendación UIT-R BT.709-6 define un formato de imagen común (CIF) en el que las características de la imagen son independientes de la velocidad de fotogramas. La imagen tiene 1920x1080 píxeles, para un recuento total de píxeles de 2.073.600. [6]
Las versiones anteriores de BT.709 incluían sistemas heredados como los sistemas HDTV 1035i30 y 1152i25. Estos ahora están obsoletos y reemplazados por el sistema definido en ITU BT.709-6 de 2015.
BT.709 ofrece una variedad de velocidades de cuadros y esquemas de escaneo, lo que, además de separar el tamaño de la imagen de la velocidad de cuadros, ha brindado la flexibilidad para que BT.709 se convierta en el estándar mundial para HDTV. Esto permite a los fabricantes crear un único televisor o pantalla para todos los mercados del mundo.
BT.709-6 especifica las siguientes velocidades de fotogramas, donde P indica un fotograma escaneado progresivamente , PsF indica fotogramas segmentados progresivos e I indica entrelazado :
Según BT.709, las cámaras pueden capturar en forma progresiva o entrelazada. El vídeo capturado como progresivo se puede grabar, transmitir o transmitir como progresivo o como cuadro progresivo segmentado (PsF). El video capturado usando un modo entrelazado debe distribuirse como entrelazado a menos que se aplique un proceso de desentrelazado en la posproducción.
En los casos en los que una imagen capturada progresiva se distribuye en modo de fotograma segmentado, la frecuencia del segmento/campo debe ser el doble de la velocidad de fotogramas. Por lo tanto, 30/PsF tiene la misma tasa de campo que 60/I.
Tenga en cuenta que el rojo, el azul y y G son los mismos que los primarios de EBU Tech 3213 (PAL), mientras que x G está a medio camino entre x G de EBU Tech 3213 y x G de SMPTE C (PAL y NTSC son dos tipos de BT.601- 6 ). En la cobertura del espacio de color CIE 1931, la Rec. 709 (y el espacio de color derivado sRGB ) es casi idéntico al Rec. 601 y cubre el 35,9%. [8] También cubre el 33,24% de CIE 1976 u'v' [9] [10] y el 33,5% de CIE 1931 xy. [10] El punto blanco es D 65 como se especifica en el observador estándar 2° .
Rec. 709 especifica una OETF ( función de transferencia optoeléctrica ) no lineal que se conoce como " gamma de cámara " y que describe cómo la cámara HDTV codifica la luz lineal de la escena en un valor de señal eléctrica no lineal. Rec. 709 no especifica la pantalla EOTF ( función de transferencia electroóptica ) que describe cómo las pantallas HDTV deben convertir la señal eléctrica no lineal en luz mostrada lineal, eso se hizo en ITU-R BT.1886 . Consulte ITU-R BT.2087 para obtener una descripción detallada de las opciones de conversión de color de la Rec. 709 a la Rec. 2020 .
Rec. 709 OETF es el siguiente, cercano a 1/1,9 – 1/2,0 gamma pura: [11]
dónde
Rec. 709 OETF es lineal en la parte inferior y luego una función de potencia con una gamma de 0,45 (aproximadamente 1/2,222..., que es diferente de la aproximación sRGB de 2,2) para el resto del rango. El OETF general se aproxima a una función de potencia pura con una gamma de 0,50 – 0,53 (aproximadamente 1/1,9 – 1/2,0). Usar cualquier gamma pura como OETF es imposible, porque la compresión en valores no lineales eliminará muchas sombras inmediatamente cercanas al negro. Así se inventó el segmento lineal y se utilizó una gamma de 0,45 para el segmento de potencia. Los CRT antiguos tenían un EOTF de 2,35 gamma puro [14] y, por lo tanto, la corrección correspondiente de 709 OETF para obtener una imagen lineal EOTF (si se supone 1,2 gamma de extremo a extremo) era una gamma pura de 1,2 / 2,35 = 0,51 = 1/ 1.9608. Apple lo utilizó de esa manera hasta que aparecieron los dispositivos Display P3.
En una práctica de producción típica, la función de codificación de fuentes de imagen (OETF) se ajusta para que la imagen final tenga el aspecto estético deseado, tal como se ve en un monitor de referencia con una gamma de 2,4 (según ITU-R BT.1886 ) en una referencia tenue. entorno de visualización (según la Rec. ITU-R BT.2035 es 10 lux de D 65 o D 93 en Japón). [15] [16] [17]
Rec. 709 OETF inverso describe la conversión del valor de la señal eléctrica no lineal en la luminancia de la escena lineal. Es el siguiente:
La pantalla EOTF de HDTV (a veces denominada "gamma de pantalla") no es la inversa de la cámara OETF. [18] El EOTF no se especifica en la Rec. 709. Se analiza en EBU Tech 3320 y se especifica en ITU-R BT.1886 como una gamma equivalente de 2,4, que se desvía de ella en la región negra dependiendo de qué tan profundo sea el negro. [19] [20] Esta es una gamma más alta que la gamma aproximadamente 2.0 de Rec. 709 OETF. La gamma del sistema de extremo a extremo ( OOTF ) resultante del sistema de televisión HD es de aproximadamente 1,2 y se ha diseñado deliberadamente para compensar el efecto envolvente tenue . [18]
Rec. 709 y sRGB comparten las mismas cromaticidades primarias y la cromaticidad del punto blanco; sin embargo, sRGB se emite (visualiza) explícitamente con una gamma equivalente de 2,2 (la función real también es por partes para evitar problemas casi negros). [21] La pantalla P3 usa sRGB EOTF con su segmento lineal, se necesita un cambio de ese segmento de 709 ya sea usando la codificación de curva paramétrica de ICC v4 o usando el límite de pendiente.
Rec. 709 define una codificación R'G'B' y una codificación Y'C B C R , cada una con 8 bits o 10 bits por muestra en cada canal de color. En la codificación de 8 bits, los canales R' , B' , G' e Y' tienen un rango nominal de [16..235], y los canales C B y C R tienen un rango nominal de [16..240 ] con 128 como valor neutral. Entonces, en el rango limitado, el negro de referencia R'G'B' es (16, 16, 16) y el blanco de referencia es (235, 235, 235), y en Y'C B C R el negro de referencia es (16, 128, 128) y el blanco de referencia es (235, 128, 128). Se permiten valores fuera de los rangos nominales, pero normalmente se limitarán para transmisión o visualización (excepto Superwhite y xvYCC ). Los valores 0 y 255 están reservados como referencias de temporización (SAV y EAV), y no pueden contener datos de color (para 8 bits, para 10 bits se reservan más valores y para 12 bits aún más, no se reservan valores en archivos ni en modo RGB o Modos digitales YCbCr de rango completo como sYCC u opYCC ). Rec. La codificación de 10 bits de 709 utiliza valores nominales cuatro veces mayores que los de la codificación de 8 bits; para facilitar la conversión, utiliza un relleno simple para los valores de referencia; por ejemplo, 240 simplemente se rellena con dos ceros finales y proporciona 960 para una croma máxima de 10 bits. [22] Rec. Los rangos nominales del 709 son los mismos que los definidos en ITU Rec. 601 . [23]
La conversión entre diferentes estándares de velocidades de cuadros de video y codificación de color siempre ha sido un desafío para los productores de contenido que distribuyen en regiones con diferentes estándares y requisitos. Si bien BT.709 ha aliviado el problema de compatibilidad en términos del consumidor y el fabricante de televisores, las instalaciones de transmisión todavía usan una velocidad de fotogramas particular según la región, como 29,97 en América del Norte o 25 en Europa, lo que significa que el contenido de transmisión aún requiere al menos conversión de velocidad de fotogramas.
La vasta biblioteca heredada de programas y contenido de definición estándar presenta desafíos adicionales. NTSC , PAL y SECAM son formatos entrelazados con una relación de aspecto de 4:3 y una resolución relativamente baja. Escalarlos a una resolución HD con una relación de aspecto de 16:9 presenta una serie de desafíos.
En primer lugar, está la posibilidad de que se produzcan artefactos de movimiento que distraigan debido al contenido de vídeo entrelazado. La solución es realizar una conversión ascendente únicamente a un formato BT.709 entrelazado a la misma velocidad de campo y escalar los campos de forma independiente, o utilizar el procesamiento de movimiento para eliminar el movimiento entre campos y desentrelazarlo , creando fotogramas progresivos. En el último caso, el procesamiento del movimiento puede introducir artefactos y su procesamiento puede ser lento.
En segundo lugar está la cuestión de acomodar la relación de aspecto SD 4:3 en el marco HD 16:9. Recortar la parte superior y/o inferior del marco de definición estándar puede funcionar o no, dependiendo de si la composición lo permite y si hay gráficos o títulos que se cortarían. Como alternativa, el formato pillar-boxing puede mostrar la imagen completa en formato 4:3 dejando bordes negros a la izquierda y a la derecha. A veces, este negro se llena con una forma estirada y borrosa de la imagen.
Además, los primarios SMPTE C RGB utilizados en la definición estándar norteamericana son diferentes a los de BT.709 (SMPTE C se conoce comúnmente como NTSC, sin embargo, es un conjunto diferente de primarios y un punto blanco diferente al NTSC de 1953 [ 24] ). Los primarios rojo y azul para PAL y SECAM son los mismos que BT.709, con un cambio en el primario verde. Convertir la imagen con precisión requiere una LUT (tabla de búsqueda) o un flujo de trabajo administrado por color para convertir los colores al nuevo espacio de color. [25] Sin embargo, en la práctica esto a menudo se ignora, excepto en mpv, porque incluso si el reproductor tiene control de color (la mayoría de ellos no lo son, incluido VLC), solo puede ver los primarios BT.709 o BT.2020.
Al codificar video Y'C B C R , BT.709 crea luma codificada con gamma ( Y' ) usando coeficientes de matriz 0.2126, 0.7152 y 0.0722 (juntos suman 1). BT.709-1 usó 0.2125, 0.7154, 0.0721 ligeramente diferentes (cambiados a los estándar en BT.709-2). Aunque se logró un acuerdo mundial sobre un sistema único R'G'B' con la Rec. 709, la adopción de diferentes coeficientes luma (ya que se derivan de los primarios y del punto blanco [26] ) para Y'C B C R requiere el uso de diferentes decodificaciones luma-croma para la definición estándar y la alta definición. [27]
Estos problemas pueden solucionarse con software de procesamiento de vídeo, que puede ser lento, o soluciones de hardware [28] que permiten la conversión en tiempo real y, a menudo, con mejoras de calidad.
Una solución más ideal es volver a elementos cinematográficos originales para proyectos que se originaron en películas. Debido a los problemas heredados de la distribución internacional, muchos programas de televisión que se filmaban en película utilizaban un proceso de corte de negativos tradicional y luego tenían una única película maestra que podía telecinearse para diferentes formatos. Estos proyectos pueden retelecinear sus masters negativos cortados a un master BT.709 a un coste razonable y obtener el beneficio de la resolución completa de la película.
Por otro lado, para los proyectos que se originaron en una película, pero que completaron su master en línea usando métodos de video en línea, necesitarían volver a telecinear las tomas de película individuales necesarias y luego volver a ensamblarlas, se requiere una cantidad significativamente mayor de mano de obra y tiempo de máquina en esto. caso, frente a un telecine para un negativo conformado. En este caso, disfrutar de los beneficios de la película original implicaría costos mucho más altos para adaptar las películas originales a un nuevo master HD.
sRGB se creó después del desarrollo inicial de Rec.709. Los creadores de sRGB optaron por utilizar los mismos primarios y puntos blancos que Rec.709, pero cambiaron la curva de respuesta de tono (a veces denominada gamma ) para adaptarse mejor al uso previsto en oficinas y condiciones más brillantes que ver televisión en una sala de estar oscura. .
![{\displaystyle \left[0,1\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c57121c2b6c63c0b2f38eb96b1f7a543b5d1c522)
-6es la versión actual; Las versiones anteriores fueron -1hasta -5.