2017年3⽉3⽇ ソニービジュアルプロダクツ 技術戦略室
⼩倉 敏之
HDRの現状と今後の⾒通し
時代は4K/HDRへ
2005-2005- 2012-2005- 2012-2016-HDRとは何︖
2005- 2012-
2016-HDR: ハイ・ダイナミック・レンジ (High Dynamic Range)
近年、様々な
⾼画質化技術
が実⽤化されてきています。
⾼フレームレート、広⾊域、4K、そして
HDR
が出現し始めました。
でも、
HDRとは何
で、どの様に
⼈に作⽤
するのか?
規格内容や具体的なTVの事例は既に報告済みの様なので、ここでは規
格応⽤における
考え⽅
や実使⽤における
concept
等を説明します。
この資料を通じて、
HDRの実際
を理解していただきたいと思います。
1. HDRの効能
2. HDRの⼆つの⽅式と四つの提案
3. HDR制作の現状
4. HDRの広がり
5. おわりに
⽬次
実世界の明るさ
BT.2020 & HDR
BT.709
Imagica
社 UHD/HDR標準画像 “LUCORE” より
2 [
cd/m2]39 [
cd/m2]184 [
cd/m2]1741 [
cd/m2]5314 [
cd/m2]9,890 [
cd/m2]明るさの範囲
実世界 [c d/ m 2] 1,000,000,000 1,000,000 100 1 0.01 0.000001 晴れた空 直射⽇光 屋内光 ⽉明かり 星空 ⼈間の⽬の特性 夜光視 昼光視 平均的範囲 (瞳の調整なし ) 10 万対 1⼈間の⽬の特性
⼈間の⽬の特性 ⽬への⼊⼒範囲
カメラの絞りを通した特性
カメラの絞りこれが10万対1あれば、
⼈の⽬は満⾜する
明るさの範囲
実世界 [c d/ m 2] 1,000,000,000 1,000,000 100 1 0.01 0.000001 晴れた空 直射⽇光 屋内光 ⽉明かり 星空伝送における情報の
⽋落により、
映像のリアリティが
損なわれる
現⾏標準映像伝送⽅式
1,000対1 信号 (8bit) 10万対1 カメラ 制作 制作 伝送 表⽰ 10万対1 LCD (LD), OLED明るさの範囲
実世界 [c d/ m 2] 1,000,000,000 1,000,000 100 1 0.01 0.000001 晴れた 空 直射 ⽇光 屋内光 ⽉明かり 星空 ⼈間の⽬の 特性 夜光視 昼光視 平均的範囲 (瞳の調整なし ) 10 万対 11,000:1 信号 (8bit) 10万対1 信号 (10~12 bit)
HDR映像伝送⽅式
Production 10万対1 カメラ Production 制作 伝送 表⽰ 10万対1 HDR TVHDR
により、撮影さ
れたリアリティの
ある映像をそのまま
表⽰できる
明るさの範囲
実世界 [c d/ m 2] 1,000,000,000 1,000,000 100 1 0.01 0.000001 晴れた 空 直射 ⽇光 屋内光 ⽉明かり 星空 ⼈間の⽬の 特性 夜光視 昼光視 平均的範囲 (瞳の調整なし ) 10 万対 1HDRとは︖その効能
Panel brightness Signal level 100 Original Source cd/㎡ 旧来 窓の外のような明るい部分 から家の中の暗い部分まで 表現できる 窓の外のような明るい部 分はつぶれてしまう パネルの輝度を上げても 暗部が明るくなり 明るい部分はつ ぶれたまま 100 300 cd/㎡ Tone Curve Original Source cd/㎡ 現状の信号と最新の⾼輝度TV Panel brightness Signal level 100 100 1000 cd/㎡ 8b it 8b it Panel brightness Signal level Original Source cd/㎡ HDRと最新の⾼輝度TV 1000 cd/㎡ Nb it8K 4K SD 120p BT.2020 DCI P3 12bit 60p 10bit
"リアル"を描ききる画質五要素
24p HDRフレームレート
(時間軸解像度)階調
解像度
⾊域
輝度範囲
Depth Depth FineFine CourseCourse Depth Fine Course 4K 4K Horizontal Horizontal Ve rt ic al Ve rt ic al HD HD SD SD 4K Horizontal Ve rt ic al HD SD 2K sRGB 8bit 60i SDR 6bit
現在︓HDRが五⾓形をバランスよく拡張し、映像が"リアル"を伝える
フレームレート
(時間軸解像度)階調
解像度
⾊域
輝度範囲
Depth Depth FineFine CourseCourse Depth Fine Course 4K 4K Horizontal Horizontal Ve rt ic al Ve rt ic al HD HD SD SD 4K Horizontal Ve rt ic al HD SD 8K 4K SD 120p BT.2020 DCI P3 12bit 60p 10bit 24p HDR 2K sRGB 8bit 60i SDR 6bit
⾊⾒本 (Color Solid)
HDRと広⾊域が作る「カラー・ボリューム」
広⾊域 BT.709 & SDR Color Volume BT.2020 & HDR BT.709 & SDR Color Volume BT BT1. HDRの効能
2. HDRの⼆つの⽅式と四つの提案
3. HDR制作の現状
4. HDRの広がり
5. おわりに
⽬次
カーブ名称
(Perceptual Quantization)PQカーブ
(Hybrid Log Gamma)HLGカーブ
ガンマ・カーブ
(参考)標準化
SMPTE/ITU-R
ITU-R
ITU-R
規格名
ST2084/BT.2100(PQ)BT.2100(HLG)
BT.709
提案社
Dolby
NHK, BBC
-伝達関数
EOTF
OETF
OETF
システム
絶対値⽅式
相対値⽅式
相対値⽅式
最⼤値
10,000cd/m
2(運⽤依存)
100%
TV輝度への合せ込み⽅法 display mapping gain, gamma調整 gain, gamma調整
伝達関数⽐較 (Spec)
EOTFの⽐較 (正規化)
1E‐08 0.0000001 0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 0 200 400 600 800 1000 明る さ レ ベ ル 入力 デジタル ・コード値 (Limided Range 10bit)EOTFs
ST 2084 Hybrid Log Gamma BT.1886HDR⽅式⽐較
⽅式名称
ドルビービジョン
メディア・プロファイルHDR10 ハイブリッド・ログ・ガンマ メタ⽅式提案社/団体
Dolby
CTA
(BT.2100)ITU-R
-適⽤範囲
エコシステム全体
プロファイルメディア・伝達関数
(OETF)伝送⽅式
使⽤料
有償
無償
無償
有償
伝達関数
絶対値 EOTFST2084
絶対値 EOTFST2084
BT.2100(HLG)
相対値 OETF任意
HDR最⼤値 10,000cd/m2 10,000cd/m2 (運⽤依存) (オリジナルのHDR性能を伝達関数に依存保つ事は困難)
コンテナ最⼤性能 4K/12bit 4K/10bit 4K/10bit 4K/10bit
codecに依存
SDR-TVでの後⽅互換 完全
低
低
⼗分
完全
scope of HDR technologies
ドルビービジョン
HDR10
メディアプロファイル
ハイブリッド・ ログ・ガンマ 撮影/編集 マスタリング 圧縮伝送 信号処理 表⽰制作
伝送
再⽣
メタ⽅式
1. HDRの効能
2. HDRの⼆つの⽅式と四つの提案
3. HDR制作の現状
4. HDRの広がり
5. おわりに
⽬次
HLGエコシステムにおける
Reference Condition
<OETF> ST2084-1 x OOTF(PQ) <メディア> PQ <EOTF> ST2084 Scene Light <OETF> BT.2100(HLG) <メディア>HLG <EOTF> BT.2100(HLG)-1 x OOTF(HLG) OOTF(H)=1.2 1000 cd/m2Reference Condition
<制作とTVの間> OOTF(R)=1.2@1000cd/m2を“Reference Condition” とすれば、メタ・データなどがなくても再現性を担保可能. ディスプレイ・ライト ディスプレイ・ライト⼆つのHDRエコシステム
Bridge Condition
<OETF> ST2084-1 x OOTF(PQ) <メディア> PQ <EOTF> ST2084 ディスプレイ・ライト ディスプレイ・ライト シーン・ライト <OETF> BT.2100(HLG) <メディア>HLG <EOTF> BT.2100(HLG)-1 x OOTF(HLG)Bridge Condition
<PQカーブ からHLGカーブ > HLG= PQx ST2084x {BT.2100(HLG)-1x OOTF(HLG)}-1 =PQx ST2084x BT.2100(HLG) x OOTF(HLG)-1統合HDRエコシステム
<OETF> ST2084-1 x OOTF(PQ) <メディア> PQ <EOTF> ST2084 ディスプレイ・ライト ディスプレイ・ライト シーン・ライト <OETF> BT.2100(HLG) <メディア>HLG <EOTF> BT.2100(HLG)-1 x OOTF(HLG) OOTF(HLG)=1.2 1000 cd/m2 1000 cd/m2Reference Condition
γ = 1.2 ＠1,000cd/㎡Bridge Condition
1,000cd/㎡BVM-X300 <HDR master monitor>
BVM‐X300
Master Monitor
F65/F55 <HDR対応 4K/8K カメラ>
http://pro.sony.com/bbsc/ssr/cat‐camerascineproduction/cat‐camerasproductioncinealta/product‐F65RSPAC1/High Dynamic Range
4K, 8K cameras
1. 正しくつなげる
•
正しいデコード
•
正しいHDMI接続
2. 正しく再⽣する
•
⾊度・⾊相
•
階調
3. ⾼い性能
•
全体,局所コントラスト
•
カラー・ボリューム
HDRを活かすTVの条件
Backlight Master Drive™
制作者と視聴者を
繋げる為に
制作者の意図を
正しく伝える為に
コンテンツパワーを
視聴者に届ける為に
100”
65”
75”
ソニー ブラビア Z9Dシリーズ
⾼い再現性と⾼い性能を実現< 制作者の意図を最⾼の状態で届けられるTV >
リファレンス
TV
制作現場や映像品質確認から⼀般家庭まで、全世界で⼊⼿可能
1. HDRの効能
2. HDRの⼆つの⽅式と四つの提案
3. HDR制作の現状
4. HDRの広がり
5. おわりに
⽬次
HDR10⽅式
Y'14
SMPTE
にて
ST2084
EOTFカーブ規格化
Y'15/2⽉
MPEG
により
HEVC
規格メタデータ策定
Y'15/4⽉
HDMI-Forum
によりHDR対応規格(
ver.2.0a
)公開
Y'15/6⽉
BDA
により
UHD-BD
規格策定
Y'15/8⽉
CTA
で
HDR10
media profile
策定
Y'16/7⽉
ITU-R
がPerceptual Quantization HDRスペック
BT.2100発⾏
Hybrid Log-Gamma⽅式
Y'16/7⽉
ITU-R
がHybrid Log-Gamma HDRスペック
BT.2100発⾏
放送⽅式
Y'15/12⽉
ARIB
B67スペック発⾏ (NHK⽅式HyLG)
Y'16/末
DVB
,
ATSC
,
SARFT
がHDRスペック決定の⾒込み
HDR規格History
Media
Y'15/6⽉
⽶国
で
OTT
による4K/HDRサービス開始 (HDR10⽅式)
同10⽉
サービス対象地域を
欧州
に拡⼤
同11⽉
⽇本
でOTT(NTTぷらら)によるサービス開始 (HDR10⽅式)
Y'16/3⽉
⽶国で
UHD-BD
映画タイトル、⽇本でヒーリング系タイトル発売
Y'17~ 衛星を⽪切りに放送がHDRに対応開始予定 (HyLG⽅式が主流か?)
TV
CES2015
Sony含むTVメーカー
数社
が4K/HDRをデモ (HDR10⽅式)
Y'15/6⽉以降
各社
アップデートでOTTサービスに対応
IBC2015
TVメーカーでは
Sonyのみ
が
HyLG⽅式
をデモ
CES2016
ほぼ全て
のTVメーカーが4K/HDRをデモ (HDR10⽅式)
Y'16
各社の
新モデルのほとんど
は4K/HDR対応 (HDR10⽅式)
Y'17~ ⼤⼿TV SoC提供会社はHyLG⽅式の4K/HDRに対応予定
16年3⽉に発売開始になったUHD-BD
何タイトル出ているか知ってますか?
HDRサービスの拡⼤ (2/2)
<Ultra HD Blu-ray>
地域
の拡⼤
• ⽶国発、⽇本・欧州への展開、中国から、中南⽶、アジアに展開の⾒込み グローバルスタンダード化 カテゴリー
の拡⼤
• 映画、ドラマに始まり、今後はスポーツ、ネイチャー、ヒーリング、ドキュメント等にも広がる⾒込み • プレミアムコンテンツから、game/CG、UGC(user generate content)や写真(JPEG)などにも広がる⾒込み
あらゆる映像ソースが対応
ビデオフォーマット
の拡張
• 4K/HDR/広⾊域から、HD/FHDや従来⾊域、HFR(High Frame Rate)等との組合わせ に展開の動き
• 新規サービスでの導⼊から、現⾏サービスでの拡張も考察され始めている
当たり前のフォーマットになっていく
HDRとは明るくなるだけなんでしょ?
いいえ、HDRとは再現できる情報の範囲が広がり、映像がリアルになる事
です!
HDRは複雑なシステム導⼊が必要なんでしょ?
いいえ、最もシンプルなHDRはカーブを変えるだけなので、現状のシステム
を修正すれば導⼊できます。
しかし、映像を制作・再⽣する際の
「⾒る⽬」を新しくする必要
があります!
市場で良く聞かれる誤解
1. HDRの効能
2. HDRの⼆つの⽅式と四つの提案
3. HDR制作の現状
4. HDRの広がり
5. おわりに
⽬次
映像進化が⽬指すのは"リアル"
フレームレート
(時間軸解像度)階調
解像度
⾊域
輝度範囲
Depth Depth FineFine CourseCourse Depth Fine Course 4K 4K Horizontal Horizontal Ve rt ic al Ve rt ic al HD HD SD SD 4K Horizontal Ve rt ic al HD SD 4K SD 240p BT.2020 DCI P3 12bit 60p 10bit 24p HDR 2K sRGB 8bit 60i SDR 6bit 8K
今後の進化は?
HDRにおいて重要なのは、コンテンツ/配信/TVにおける
'映像品質'
であり、
品質は
⽇本が得意
とする競争領域です。
従って、
"正しいHDR"の普及
により、映像要素の五⾓形をバランスさせ、映
像品質を軸とした市場競争を起こすことで、⽇本の映像産業が
再び世界をリー
ド
できるはずです。
その為には、
'正しい知識と情報'
が必要です。
本⽇の説明が、これらに少しでも役に⽴つ事が出来ればと願っています。
⼩倉の期待
SONY is a registered trademark of Sony Corporation.
Names of Sony products and serv ices are the registered trademarks and/or trademarks of Sony Corporation or its Group companies. Other company names and product names are registered trademarks and/or trademarks of the respectiv e companies.
