超大遥感图像怎么做目标检测（动态元数据与动态映射必将成为主流方案）

超大遥感图像怎么做目标检测（动态元数据与动态映射必将成为主流方案）Perceptual quantization (PQ)曲线的性能图示，建议在色深在12bit或以上相对复杂的HDR技术格式分类，先从向下兼容性的角度出发经过这几年市场的不断发酵，以及大家日常使用经验的积累，关于HDR高动态范围与SDR标准动态范围的技术差异性，相信绝大部分的影音爱好者和发烧友都已经有所了解，而不再停留在一知半解的状态。我们在这里就不再啰嗦两者之间的技术细节，主要是谈谈HDR出现的主要原因。从本质上来讲，HDR高动态范围实际上就是大幅度提升了画面所有色彩的亮度范围，从最暗到最亮的变化，以尽量接近人眼实际的观看亮度动态范围又或者说是宽容度。需要留意的一点，HDR增强的不只是只有画面亮度，更包括了画面中色彩，HDR往往还会跟WCG广色域同时出现。在UHD超高清系统出现之前，我们有相当长的一段时间还在沿用显像管电视系统的标准，从拍摄、制作、传输到最终的显示，比如说0.1-100n

前情回顾

硬件性能渐趋成熟，我们再谈一下HDR技术诞生的来由

HDR的出现充分释放了现代高性能拍摄性能的动态范围，带来更加接近真实环境的色彩

从SDR到HDR的技术衍变，让我们可以在画面上许多以往会忽略的、隐藏在高光与黑位中的精彩细节

经过这几年市场的不断发酵，以及大家日常使用经验的积累，关于HDR高动态范围与SDR标准动态范围的技术差异性，相信绝大部分的影音爱好者和发烧友都已经有所了解，而不再停留在一知半解的状态。我们在这里就不再啰嗦两者之间的技术细节，主要是谈谈HDR出现的主要原因。从本质上来讲，HDR高动态范围实际上就是大幅度提升了画面所有色彩的亮度范围，从最暗到最亮的变化，以尽量接近人眼实际的观看亮度动态范围又或者说是宽容度。需要留意的一点，HDR增强的不只是只有画面亮度，更包括了画面中色彩，HDR往往还会跟WCG广色域同时出现。

在UHD超高清系统出现之前，我们有相当长的一段时间还在沿用显像管电视系统的标准，从拍摄、制作、传输到最终的显示，比如说0.1-100nit的亮度范围，也就是1000:1的对比度，BT.709色域，2.2-2.4 Gamma，8bit色深。这些陈旧的技术标准在面临整个电视系统硬件性能的大幅度提升的时代，已经显得不够用了。以往，业界关注的焦点基本上都只是放在最为基础的画面显示分辨率上，确实从480p标清到1080p全高清的分辨率提升就已经给画面的清晰度带来了巨大的提升，只是到了UHD的发展阶段，我们会发现在普通客厅3-5米左右的观看距离，50-65英寸的主流平板电视从1080p到UHD 4K在画面清晰度方面的提升并没有想象中大。这也使得不少用户对于第一代的4K电视的升级欲望并不太强烈。于是，我们就看到了HDR高动态范围技术的出现。当然后续的技术不止于此，更是对4K电视的综合性能进行不断优化，包括在WCG广色域与HFR高刷新率方面，4K电视到了现阶段就已经不只是一台分辨率达到4K的电视而已，整体性能得到了全方位的增强。

HDR是目前个人或家用显示设备中的一个极其重要的基本功能，不管是平板电视、家庭影院投影机还是电脑显示设备。HDR所要实现的目标是要让电影与电视系统的动态范围提升至人眼的视觉宽容度上限，而人眼视觉最大宽容度大概在1012:1，大致上相当于40档光圈，而SDR则是10档光圈左右。不过，即使是来到了如今HDR的技术阶段，受到拍摄、制作和显示技术的限制，从影视制作的角度来看，现阶段还是很难完全再现人眼视觉的最大动态范围的状态。这里需要说明的一点，人的瞳孔控制着进光量，瞳孔变大，进的光就多，瞳孔变小，进的光就少。当人在明亮和黑暗的环境里切换时，瞳孔也会跟着变大或缩小。而最舒服的观看状态是在无需调节瞳孔状态，因此现阶段HDR的目标是为了实现在人眼无瞳孔调节状态下的宽度度上限，大概为16档光圈左右，约为105:1。以目前好莱坞HDR拍摄常用的Arri's Alexa 65这款摄像机为例，它的镜头动态范围大概是16档光圈，那么也就意味着采用这款HDR摄像机拍摄与制作的HDR电影的原生动态范围也是16档光圈。而亮度峰值在1000nit左右的平板电视，大概动态范围在14档光圈左右。另外，对于那些可以把黑色压得足够黑的自发光显示技术，例如OLED、MicroLED来说，相同亮度的情况下，动态范围更是可以突破14档光圈。因此，我们可以看到HDR技术的出现是和整个电视电影硬件性能的提升有着密不可分的关系，沿用SDR动态范围的最高和最低亮度标准来制作节目已经不能够全面释放硬件性能设备，HDR技术的升级换代是势在必行的。

相对复杂的HDR技术格式分类，先从向下兼容性的角度出发

Perceptual quantization (PQ)曲线的性能图示，建议在色深在12bit或以上

Hybrid Log-Gamma(HLG)曲线可以兼容SDR

HDR电视节目拍摄、信号传输与最终显示流程，如何兼容SDR信号是最主要的问题

前面，我们曾经提到目前HDR技术格式不少，包括了HDR10、HDR10 、Dolby Vision、HLG、EclairColor、SL HDR1、SL HDR2、SL HDR3等，而事实上我们平常接触到的HDR类型并不多，主要是HDR10、HDR10 、Dolby Vision、HLG这四大类型。而这几种HDR技术格式其中一个重要区别点在于向下兼容性能的差异，也就是能否兼容SDR的显示设备。

在ITU国际电信联盟所颁布的关于HDR相关技术参数的BT.2100技术推荐规范中，我们除了可以找到关于环境和参考显示设备峰值亮度的要求之外，比如说如果屏幕后方与四周需要配置环境光，这种环境光需要是D65的中性灰色，屏幕后方的亮度仅为5cd/m2，四周环境光亮度小于5cd/m2，避免环境光直接照射在屏幕之上，1920×1080 HDR节目的观看距离为3.2倍屏幕高度，3840×2160 HDR节目的观看距离是1.6-3.2倍屏幕高度，7680×4320 HDR节目的观看距离是0.8-3.2倍屏幕高度，建议的参考级显示器的峰值亮度≥1000cd/m2，最小亮度≤0.005cd/m2。更重要的是BT.2100明确指出了Perceptual quantization (PQ)以及Hybrid Log-Gamma是目前HDR光电信号处理所采用的两种不同的方式。其中HDR10、HDR10 与Dolby Vision都是采用PQ曲线或者说是ST.2084曲线，而HLG则是采用Hybrid Log-Gamma混合对数曲线。

在技术的层面上，采用PQ曲线的HDR技术是无法向下兼容过往的SDR设备的，例如说HDR10和HDR10 的HDR画面就无法在1080p SDR的设备上正确显示，整体画面会出现色彩正常的灰暗的情况。(不过要留意的一点，部分蓝光碟机或播放设备会内置HDR转SDR的功能，并会让用户设定高光滚落或高切亮度的参数，使得SDR的显示设备上可以显示HDR10画面。)

但也有例外，Dolby Vision就特别采用了单码流双层数据来实现SDR与HDR的兼容，SDR的设备只能读取基本层的数据，从而显示正常的画面色彩与亮度表现，而HDR的设备在检测到元数据之后可利用HDR增强层的数据来实现HDR画面的显示。相对与有点过于“简单粗暴”的PQ曲线，HLG所使用的混合对数曲线则是采取“怀柔政策”，在同一条曲线上兼顾了SDR与HDR显示，其100%动态范围时，HLG的电平刚好是SDR的50%，虽然说动态范围比PQ曲线要小，HDR的效果并没有采用PQ曲线的其他HDR技术来得出色，但按照目前HDR显示设备的性能来看，还是相当够用的。而且HLG在结构上不需要进行双层数据，也不含元数据，非常适合用于没有时间进行HDR后期处理的电视直播节目，可以说实现了无痛升级，相当方便。

因此，目前国内外电视直播节目基本上都是采用HLG技术格式，而UHD HDR蓝光以及各类网络流媒体平台则都是采用PQ曲线的HDR技术格式。至于在显示设备端，目前新推出的平板电视、激光电视与家庭影院投影机基本上都能同时支持HLG与PQ这两大阵营的HDR技术格式，主要的区别是在是否支持动态HDR技术。

未完待续