Rec. 2020

ITU-R建议书BT.2020更为人们熟知的缩写建议。 2020或BT.2020定义了具有标准动态范围(SDR)和宽色域(WCG)的超高清电视(UHDTV)的各个方面,包括图像分辨率,逐行扫描帧率,位深度,色彩原色, RGB和亮度 – 色度颜色表示,色度子采样和光电转换功能。 Rec。的第一个版本。 2020年8月23日在国际电信联盟(ITU)的网站上发布,此后又发布了两个版本。 建议书在几个方面有所扩展。 2100。

技术细节
解析度
建议 2020定义了3840×2160(“4K”)和7680×4320(“8K”)两种分辨率。 这些分辨率的宽高比为16:9,并使用方形像素。

帧率
建议 2020指定以下帧频:120p,119.88p,100p,60p,59.94p,50p,30p,29.97p,25p,24p,23.976p。 只允许逐行扫描帧速率。

数字表示
建议 2020定义了每个样本10位或每个样本12位的位深度。

每个采样10位。 2020使用视频电平,黑色电平定义为代码64,标称峰值定义为代码940.代码0-3和1,020-1,023用于定时参考。 代码4到63提供低于黑色电平的视频数据,而代码941到1,019提供高于标称峰值的视频数据。

每个采样12位。 2020使用视频电平,黑色电平定义为代码256,标称峰值定义为代码3760.代码0-15和4,080-4,095用于定时参考。 代码16至255提供低于黑色电平的视频数据,而代码3,761至4,079则提供高于标称峰值的视频数据。

系统比色法

RGB颜色空间参数
色彩空间 白点 原色
W W R R G G B B
ITU-R BT.2020 0.3127 0.3290 0.708 0.292 0.170 0.797 0.131 0.046

建议 2020(UHDTV / UHD-1 / UHD-2)色彩空间可以再现无法用Rec录制的色彩。 709(HDTV)色彩空间。 Rec。使用的RGB原色 2020相当于CIE 1931光谱轨迹上的单色光源。 Rec。的波长 2020原色为红色原色为630纳米,绿色原色为532纳米,蓝色原色为467纳米。 在CIE 1931色彩空间的覆盖范围内, 2020色彩空间占75.8%,DCI-P3数字影院色彩空间占53.6%,Adobe RGB色彩空间占52.1%。 709色空间占35.9%。

在制定建议时, 2020色彩空间,因此决定使用真实色彩,而不是虚构色彩,以便能够显示Rec。 2020色彩空间,无需转换电路。 由于较大的色彩空间会增加色彩之间的差异,因此Rec需要每个样本增加1位。 2020等于或超过Rec的色彩精度。 709。

NHK测量了Rec。的对比灵敏度。 2020色彩空间使用以前用于确定数字电影的位深度的Barten方程。 Rec。的每个采样11位。 2020色彩空间低于视觉调制阈值,即在整个亮度范围内辨别亮度差值的能力。 NHK计划为他们的UHDTV系统Super Hi-Vision使用12位RGB样本。

传输特性
建议 2020为伽马校正定义了一个非线性传递函数,该函数与Rec使用的是相同的非线性传递函数。 709,除了其参数具有更高的精度:

其中E是与摄像机输入光强度成比例的信号,E’是相应的非线性信号
其中α≈1.09929682680944和β≈0.018053968510807(选择的值用连续斜率实现连续函数)
该标准指出,出于实际目的,可以使用以下α和β值:

对于10位/采样系统,α= 1.099和β= 0.018(建议709中给出的值)
对于每个采样系统12位,α= 1.0993和β= 0.0181
虽然建议。 2020传递函数可用于编码,预计大多数产品将使用参考监视器,其具有使用Gamma 2.4传递函数的外观,如Rec。 ITU-R BT.1886建议书以及参考监视器将按照ITU-R BT.1886建议书的规定进行评估。 ITU-R BT.2035。

RGB和亮度色度格式
建议 2020允许4:4:4全分辨率采样和4:2:2和4:2:0色度二次采样的亮度 – 色度信号格式的RGB和亮度 – 色度信号格式。 它支持两种类型的亮度 – 色度信号,称为YCbCr和YcCbcCrc。

当最重要的是与现有的SDTV和HDTV操作实践兼容时,可以使用YCbCr。 YCbCr的亮度(Y’)信号被计算为加权平均值Y’= K R·R ‘+(1-K R -K B )·G’+ K B·B ‘,使用伽玛校正的RGB值表示为R’G’B’),加权系数K R = 0.2627,K G = 0.678,K B = 0.0593。 如在类似的方案中,YCbCr中的色度分量被计算为C’B =2⋅(B’-Y’)/(1-K B )并且C’R =2⋅(R’-Y’)/ -K R ),并且对于数字表示,Y’,C’B和C’R信号被缩放,被常数抵消并舍入为整数。

YcCbcCrc方案是一个“恒定亮度”亮度 – 色度表示。 当最高优先级是最准确的亮度信息保留时,可以使用YcCbcCrc。 YcCbcCrc中的亮度分量使用与YCbCr相同的系数值进行计算,但是它是从线性RGB计算出来的,然后进行伽马校正,而不是从伽马校正的R’G’B’计算出来。 YcCbcCrc中的色度分量由Y’,B’和R’信号计算,方程取决于B’-Y’和R’-Y’值的范围。

实现
HDMI 2.0支持Rec。 2020色彩空间。 HDMI 2.0可以以2160p的分辨率和24/25/30 fps的帧速率传输12位/样本RGB,或者可以以每分辨率4:2:2/4:2:0的YCbCr的12位分辨率2160p和50/60 fps的帧速率。

建议 2020色彩空间由H.264 / MPEG-4 AVC和H.265 /高效视频编码(HEVC)支持。 HEVC中的主10配置文件是基于建议JCTVC-K0109添加的,该建议提出将10位配置文件添加到HEVC以用于消费者应用。 该提案指出,这是为了提高视频质量,并支持建议书。 2020年色彩空间将被超高清电视使用。

2013年9月11日,ViXS Systems发布了XCode 6400 SoC,支持60 fps的4K分辨率,HEVC的Main 10配置文件和Rec。 2020色彩空间。

2014
2014年5月22日,Nanosys宣布使用量子点增强膜(QDEF)对当前的液晶电视进行改造,使其可覆盖91%的Rec。 2020色彩空间。 Nanosys的工程师相信,通过改进的LCD彩色滤光片,可以制造出覆盖97%Rec的LCD。 2020色彩空间。

2014年9月4日,佳能公司发布了固件升级,增加了对Rec。 2020色彩空间,EOS C500和EOS C500 PL相机型号及其DP-V3010 4K显示器。

2014年9月5日,蓝光光盘协会透露未来的4K蓝光光盘格式将支持高达每秒60帧的4K UHD(3840×2160分辨率)视频。 该标准将在高效视频编码标准下对视频进行编码。 4K蓝光光盘将支持更高的动态范围,将彩色深度提高到每种颜色10位,并通过使用录制功能提供更大的色域。 2020色彩空间。 4K-Blu-ray规范允许三种光盘尺寸,每种尺寸都有其自己的数据速率:50 GB(82 Mbit / s),66 GB(108 Mbit / s)和100 GB(128 Mbit / s)。 2016年3月1日,第一个超高清蓝光标题从四个工作室正式发布。

2014年11月6日,Google增加了对Rec。 2020色彩空间到VP9。

2014年11月7日,DivX开发者宣布DivX265版本1.4.21增加了对HEVC和Rec。 2020色彩空间。

2014年12月22日,Avid Technology发布了Media Composer更新,增加了对4K分辨率的支持, 2020色彩空间,以及DNxHD编解码器的高达3,730 Mbit / s的比特率。

2015年
2015年1月6日,MHL联盟宣布发布superMHL规范,该规范将支持120 fps,48位视频的8K分辨率, 2020色彩空间,高动态范围支持,32针可逆superMHL连接器以及高达40瓦的功率充电。

2015年1月7日,Ateme增加了对Rec。 2020色彩空间到他们的TITAN File视频平台。

2015年3月18日,Arri宣布SXT系列Arri Alexa相机将支持4K分辨率的Apple ProRes录制和Rec。 2020色彩空间。

2015年4月8日,佳能公司发布了DP-V2410 4K显示器和EOS C300 Mark II相机,并支持Rec。 2020色彩空间。

2015年5月26日,NHK宣布推出一款具有激光二极管背光的4K LCD,覆盖98%的Rec。 2020色彩空间。 NHK表示,在当时宣布这款4K LCD具有世界上任何显示器的最宽色域。

2015年6月17日,Digital Projection International推出了4K LED投影仪,支持Rec。 2020色彩空间。

2016
2016年1月4日,UHD联盟宣布了Ultra HD Premium规范,其中包括对Rec。 2020色彩空间。

2016年1月27日,VESA宣布DisplayPort 1.4版将支持Rec。 2020色彩空间。

2016年4月17日,索尼在Rec的支持下推出了一款55英寸(140厘米)4K OLED显示屏。 2020色彩空间。

2016年4月18日,Ultra HD论坛宣布UHD A阶段的行业指导方针,其中包括对Rec。 2020色彩空间。

建议 2100
建议 2100是2016年7月发布的ITU-R建议书,其中规定了HDTV 1080p和4K / 8K UHDTV分辨率的高动态范围(HDR)格式。 这些格式使用与Rec。相同的色彩原色。 2020年,但具有不同的HDR使用传输功能。 建议 2100包括两个可用于HDR的传输函数定义:

知觉量化器(PQ),此前标准化为SMPTE ST 2084,和
混合对数伽马(HLG),之前标准化为ARIB STD-B67。
具有10位颜色位深度的PQ方案也被称为HDR10。 类似地,具有10位颜色位深度的HLG方案被称为HLG10。 超高清论坛UHD A阶段的指导原则包括支持基于两种制式的10比特彩色比特深度的SDR格式。 709和Rec。 2020色域以及Rec。的HDR10和HLG10格式。 2100。

除了定义与Rec中相同的RGB和YCbCr颜色表示外。 2020除传输功能外,建议书 2100还定义了一种称为ICtCp的恒定亮度方案。 建议 2100不支持Rec。的YcCbcCrc方案。 2020年