ハイブリッド・ログ＝ガンマ

ハイブリッド・ログ＝ガンマ（Hybrid Log-Gamma、HLG）は、英国放送協会（BBC）と日本放送協会（NHK）が共同で開発した下位互換性のあるハイダイナミックレンジ（HDR）の技術標準である。標準ダイナミックレンジ（SDR）領域の既存の伝送規格と互換性を保ちながら、幅広いダイナミックレンジをエンコードする能力を提供する。このことから、HLGはSDRディスプレイと互換性をもち、機器メーカーとコンテンツ配給者の両方の煩雑さとコストを低減する。
HLG規格はロイヤリティフリーであり、電波産業会（ARIB）によってARIB STD-B67として承認されている。HLGはATSC 3.0、デジタルビデオブロードキャスティング（DVB）UHD-1 フェーズ2および国際電気通信連合（ITU）Rec. 2100で定義されている。HLGはHDMI 2.0b、HEVC、VP9およびH.264/MPEG-4 AVCでサポートされており、BBC iPlayer、ディレクTV、およびYouTubeなどのビデオサービスで使用されている。
HLG伝達関数はSDRのガンマ曲線に対して下位互換性を有している。しかしながら、HLGは一般的にはRec. 2020の原色点とともに使用されるので、互換性のないデバイスでは視覚的にも色相がシフトし、彩度の低い画像が生成される。したがって、HDLはSDRのUHDTVに対して下位互換性があり、Rec. 709の原色点をサポートする一般的なSDRディスプレイでは色ずれを呈する。
説明.
BBCとNHKが共同で開発した、ロイヤリティフリーの規格である。HLGは他のHDR形式が必要とするメタデータが非HDRディスプレイとの下位互換性がなかったり、追加の帯域幅を消費することがなく、伝送中のダメージによって同期ズレが発生する可能性があるテレビジョン放送に適するように設計されている。HLGは、信号値の下半分がガンマ曲線を使用し、上半分が対数曲線を使用する、非線形の光電変換関数を定義している。実際には、この信号は標準ダイナミックレンジディスプレイでは正常に解釈されるが（ハイライト側がより詳細に表示されるととも、多少寝ぼけた絵柄になるが）、HLG互換ディスプレイでは信号曲線の対数部分を正しく解釈し、より広いダイナミックレンジで表示される。他のHDR形式とは対照的に、HLGはメタデータを使用していない。
HLGの伝達関数はSDRのガンマ曲線に対して下位互換性がある。しかしながら、HLGは一般的にはRec. 2020の原色点とともに使用されるので、非互換のディスプレイでは視覚的にも色相がシフトした、彩度の低い画像が生成される。したがって、HDLはSDRのUHDTVに対して下位互換性があり、Rec. 709の原色点をサポートする一般的なSDRディスプレイでは色ずれを呈する。
HLGはATSC 3.0、デジタルビデオブロードキャスティング（DVB）のUHD-1 Phase 2および国際電気通信連合（ITU）Rec. 2100で定義されている。HLGはHDMI 2.0b、HEVC、VP9およびH.264/MPEG-4 AVCでサポートされている。HLGはBBC iPlayer、ディレクTV、Freeview Play、YouTubeといった配信サービスでもサポートされている。
技術的詳細.
HLGは信号値の下半分がガンマ曲線を使用し、上半分は対数曲線を使用する非線形の伝達関数を定義している。
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ここで
基準白レベルの信号値は0.5だが、信号値1.0の相対輝度は基準白レベルの12倍になる。ARIB STD-B67の公称範囲は0から12となる。HLGはヴェーバー‐フェヒナーの法則を用いてい、信号値の上半分に対数曲線を適用する。
HLGはメタデータを必要としないため、SDRディスプレイとHDRディスプレイの両方に互換性がある。HLGは幅広い鑑賞環境に応じて異なる明るさのディスプレイを用いることができる。
ヒトの目で単一の画像から知覚することのできるダイナミックレンジは約14ストップである。2.4のガンマ曲線とサンプル当たり8ビットのビット深度を持つSDRディスプレイは、目に見える疑似輪郭なしに約6ストップの範囲を表示できる。サンプル当たり10ビットの業務用SDRディスプレイはこの範囲を10ストップに拡張している。ピーク輝度2,000 cd/m2で、サンプル当たり10ビットのディスプレイにHLGが表示去れると、目に見える疑似輪郭なしに200,000:1ないし17.6ストップの範囲が表示できる。
HLGは信号値の上半分で従来のガンマ曲線ではなく対数曲線を使用することによってダイナミックレンジを拡大する。また、Rec. 601やRec. 709で使われている従来のガンマ曲線の低輝度部の直線部分を排除することによってもダイナミックレンジを拡大している。従来のガンマ曲線の直線部分は低照度画像のカメラノイズを制限するために使用されているが、ではもはや必要がなくなった。
HLGは公称ピーク輝度1,000 cd/m2で、背景輝度に応じてシステムガンマが可変としてRec. 2100でサポートされている。
HLGは、ARIB STD-B67と数学的同等だが公称範囲が0から12ではなく、0から1の数式を用いてHEVCでサポートされている。
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ここで
来歴.
端緒.
2015年5月15日、BBCは、国際電気通信連合（ITU）に提案する共同のHDR提案を開発するためにNHKとの共同作業を開始したと発表した。2015年6月9日、HLGが高効率ビデオ符号化（HEVC）のJCT-VCに提案され、スクリーン・コンテンツ符号化拡張の2015年6月のドラフトに追加された。
同年後半、ソニーはSMPTEの2015年カンファレンスで改造したHDRディスプレイに表示したHLG映像を展示した。Colorfront社は、同社のTranskoder 2016ソフトウェアがHLGを使用したHDR出力をサポートすることを発表した。LGグループは、同社の2015年型4K OLEDテレビがHLGおよび知覚量子化器（PQ）でのHDRをサポートすることを発表した。
ブラックマジックデザインはHLGサポートを追加するDaVinci Resolveのアップデートをリリースした。
スカパー!は、HLGを使用して4K UHDTVのHDR番組を日本の衛星加入者に配信すると発表した。とNASAは、HLGを使用して翌日のNASA TVで放送されたアトラス V打ち上げのHDR撮影を発表した。バチカン・テレビジョン・センターは聖なる扉の儀式を、HLGとRec. 2020色空間を使用して放送した。
2016年.
業界団体：
ハードウェア：
ソフトウェア：
放送業者：
2017年.
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