基于感知的量化器

基于感知的量化器（英語：Perceptual Quantizer）或感知量化（英語：Perceptual Quantization）是一种用于高動態範圍（HDR）图像的传递函数。它可用于亮度水平在0.0001尼特到10000尼特间的图像的复现。 PQ是一种基于人类视觉对条带的感知的非线性传递函数，它在编码HDR内容时较BT.1886（英语：ITU-R_BT.1886）更为高效。仅使用12位色深，PQ便可以将条带控制在人类可感知的范围外。而同等峰值亮度下，BT.1886需要15位色深才能达到类似效果。 PQ由杜比开发，2014年由电影电视工程师协会（SMPTE）标准化为SMPTE ST 2084。2016年，ITU在Rec.2100（英语：Rec.2100）中推荐HDR TV使用HLG（英语：Hybrid_log–gamma）和PQ两种传递函数。 PQ是多种HDR视频格式的基础（如杜比视界、HDR10和HDR10+），也被用于HDR静态图像格式。PQ与BT.1886 EOTF（即SDR使用的伽马曲线）不兼容，而HLG与后者相兼容。 PQ EOTF（电光传递函数（英语：Transfer_functions_in_imaging））如下： F D = E O T F [ E ′ ] = 10000 ( max [ ( E ′ 1 / m 2 − c 1 ) , 0 ] c 2 − c 3 ⋅ E ′ 1 / m 2 ) 1 / m 1 {\displaystyle F_{D}=EOTF[E']=10000\left({\frac {\max[(E'^{1/m_{2}}-c_{1}),0]}{c_{2}-c_{3}\cdot E'^{1/m_{2}}}}\right)^{1/m_{1}}} PQ逆EOTF如下： E ′ = E O T F − 1 [ F D ] = ( c 1 + c 2 ⋅ Y m 1 1 + c 3 ⋅ Y m 1 ) m 2 {\displaystyle E'=EOTF^{-1}[F_{D}]=\left({\frac {c_{1}+c_{2}\cdot Y^{m_{1}}}{1+c_{3}\cdot Y^{m_{1}}}}\right)^{m_{2}}} 其中： E ′ {\displaystyle E'} 代表非线性信号值，范围为 [ 0 , 1 ] {\displaystyle \left[0,1\right]} 。 F D {\displaystyle F_{D}} 代表显示亮度，单位为cd/m2（坎德拉/平方米） Y = F D / 10000 {\displaystyle Y=F_{D}/10000} 是标准化的线性显示值，范围为[0:1]（其中 Y = 1 {\displaystyle Y=1} 代表峰值亮度10000cd/m2 m 1 = 2610 16384 = 1305 8192 = 0.1593017578125 {\displaystyle m_{1}={\frac {2610}{16384}}={\frac {1305}{8192}}=0.1593017578125} m 2 = 128 2523 4096 = 2523 32 = 78.84375 {\displaystyle m_{2}=128{\frac {2523}{4096}}={\frac {2523}{32}}=78.84375} c 1 = 3424 4096 = 107 128 = 0.8359375 = c 3 − c 2 + 1 {\displaystyle c_{1}={\frac {3424}{4096}}={\frac {107}{128}}=0.8359375=c_{3}-c_{2}+1} c 2 = 32 2413 4096 = 2413 128 = 18.8515625 {\displaystyle c_{2}=32{\frac {2413}{4096}}={\frac {2413}{128}}=18.8515625} c 3 = 32 2392 4096 = 2392 128 = 18.6875 {\displaystyle c_{3}=32{\frac {2392}{4096}}={\frac {2392}{128}}=18.6875} 应用在图像中的传递函数（英语：Transfer functions in imaging） HDR电视（英语：High-dynamic-range_television） Dolby Laboratories. Dolby Vision Whitepaper (PDF). [2016-08-24]. （原始内容存档 (PDF)于2016-06-04）.  Adam Wilt. HPA Tech Retreat 2014 – Day 4. DV Info Net. 2014-02-20 [2014-11-05]. （原始内容存档于2014-11-01）.  Dolby. Dolby Vision Whitepaper - An introduction to Dolby Vision (PDF). [2021-02-14].  ST 2084:2014. IEEE Xplore. [2020-07-24]. ISBN 978-1-61482-829-7. doi:10.5594/SMPTE.ST2084.2014. （原始内容存档于2020-07-24）.  BT.2100 : Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange. International Telecommunication Union. 2016-07-04 [2021-01-25]. （原始内容存档于2019-04-27）.  ITU announces BT.2100 HDR TV standard. Rasmus Larsen. 2016-07-05 [2016-07-26]. （原始内容存档于2016-07-10）.  Dolby. Dolby Vision Profiles and Levels Version 1.3.2 - Specification (PDF). [2021-02-12]. （原始内容 (PDF)存档于2020-09-29）.  Consumer Technology Association. CEA Defines 'HDR Compatible' Displays. 2015-08-27 [2021-02-12]. （原始内容存档于2019-06-11）.  HDR10+ Technologies, LLC. HDR10+ System Whitepaper (PDF). 2019-09-04 [2021-02-12].  AV1 Image File Format (AVIF). aomediacodec.github.io. [2021-01-31].  Canon EOS-1D X Mark III Review. The-Digital-Picture.com. [2021-02-15].  BT.2124 : Objective metric for the assessment of the potential visibility of colour differences in television. www.itu.int. [2021-04-29].