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、Freeview Play(英語版)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。
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。
ここで
E は参照白レベルで正規化された信号であり、E' は得られる非線形信号
r は0.5の信号値を持つ基準白レベル
定数a、b、c は a = 0.17883277、b = 1 - 4a = 0.28466892、c = 0.5 - a ln(4a) = 0.55991073 と定義される
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。