TUWA 005.3-3-2022 高動態(tài)范圍（HDR）視頻技術 第3-3部分：技術要求和測試方法 播放設備

ICS：33.160.99CCS：M38世界超高清視頻產業(yè)聯盟標準T/UWA005.3-3-2022高動態(tài)范圍（HDR）視頻技術3-3HighDynamicRangeVideoTechnologyPart3-3: TechnicalRequirementandTestMethod-PlayerDevice（V1.0）2022-02-10發(fā)布 2022-02-10實施世界超高清視頻產業(yè)聯盟T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 1縮略語 2技術要求 2接口 2支持信號格式 2功能與性能分級要求 2測試條件 4環(huán)境條件 4測試信號 5測試儀器 5測試信號輸入接口 5測試工作狀態(tài)的調整 5測試儀器位置 5兼容檔次測試方法 6HDRVivid格式解碼測試 6多格式HDR內容切換效果測試 6基本檔次測試方法 7SDR適配模式測試 7HDR10優(yōu)化模式測試 7處理精度測試 8標準檔次測試方法 10HDRVivid接收端模式測試 10HDRVivid監(jiān)視器模式測試 10處理精度測試 11附錄A（規(guī)范性）動態(tài)元數據配置參數 14配置1–統(tǒng)計信息模式 14配置2–曲線參數模式 14配置3–用于同步性測試的曲線參數 14附錄B（規(guī)范性）測試碼流 17測試碼流 17測試信號說明 19IIIII1313前 言本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是T/UWA3-3T/UWA005已經發(fā)布了以下部分：——第1部分：元數據及適配——第2-1部分：應用指南 系統(tǒng)集成——第2-2部分：應用指南 后期制作——第3-1部分：技術要求和測試方法 顯示設備——第3-2部分：技術要求和測試方法 便攜式顯示設備請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本文件由世界超高清視頻產業(yè)聯盟提出并歸口。本文件主要起草單位：中國電信集團有限公司、天翼數字生活科技有限公司、中國電子技術標準化研究院、UWA聯盟秘書處、中國移動通信集團有限公司、咪咕文化科技有限公司、中國聯合網絡通信有（深圳（上海（中國-RGB電子有限公司、夏普超高清產業(yè)研究院、夏普電子研發(fā)（南京）有限公司、京東方科技集團股份有限公司、OPPO（北京（北京T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022T/UWA005.3-3-2022高動態(tài)范圍（HDR）視頻技術第3-3部分：技術要求和測試方法播放設備范圍本文件規(guī)定了支持HDRVivid（以下簡稱“播放設備”）HDR本文件適用于通過輸出接口外接顯示設備的場景，支持HDRVivid的各類適配處理技術的播放設備。規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文（包括所有的修改單適用于本文件。SJ/T11324數字電視顯示設備術語GY/T307-2017超高清晰度電視系統(tǒng)節(jié)目制作和交換參數值GY/T315-2018高動態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數值T/UWA005.1-2022高動態(tài)范圍（HDR）視頻技術第1部分：元數據及適配ISO/CIE11664-6:2014Colorimetry—Part6:CIEDE2000Colour-differenceformula術語和定義SJ/T11324界定的和下列術語和定義適用于本文件。3.1HDRVivid系指T/UWA005.1-2022規(guī)定的HDR技術規(guī)范，及配套衍生技術的代稱。3.2HDRVivid播放設備T/UWA005.1-20223.3HDRVivid顯示設備系指能夠依據T/UWA005.1-2022完成元數據和相應圖像處理，并進行圖像顯示的設備。3.4統(tǒng)計信息模式動態(tài)元數據中僅包含了統(tǒng)計信息的模式。3.5PAGEPAGE20PAGEPAGE21曲線參數模式3.6PQ（感知量化）曲線SMPTEST2084ITU-RBT.2100?？s略語下列縮略語適用于本文件。EOTF電光轉換函數（Electro-OpticalTransferFunction）HDR高動態(tài)范圍（HighDynamicRange）HLG基于混合對數伽馬量化方法（HybridLog-Gamma）OETF光電轉換函數（Opto-ElectricalTransferFunction）PQ基于人眼特性的感知量化方法（PerceptualQuantizer）技術要求接口播放設備應具備視頻流輸入接口或視頻文件輸入接口或視頻介質接口中一種。支持信號格式播放設備應至少支持表1規(guī)定的信號格式。表1支持信號格式要求序號信號格式單位技術要求1分辨率像素3840×2160/7680×43202幀率Hz50和603掃描模式—逐行4量化精度bit105色域—支持GY/T307-2017的3.36轉換函數—支持GY/T315-2018的4.47元數據—支持T/UWA005.1-2022功能與性能分級要求根據播放設備所提供的功能與性能不同，將HDRVivid播放設備從低到高依次分為以下三個檔次級兼容檔次的技術要求兼容檔次具體技術要求參見如下表格：表2兼容檔次的技術要求檔次功能要求技術要求兼容檔次(CompatibleProfile)輸入格式兼容要求播放設備應兼容支持HEVC或AVS2或AVS3等格式的HDRVivid動態(tài)元數據流解碼播放：當播放HDRVivid動態(tài)元數據的視頻碼流時，顯示設備應保持畫面正常。當播放HDRVivid動態(tài)元數據的視頻碼流與非HDRVivid格式的HDR穩(wěn)定，不出現可察覺的閃爍、黑屏或者其他異常效果?；緳n次的技術要求基本具體技術要求參見如下表格：表3基本檔次的技術要求檔次功能要求技術要求支持SDR適配模式并滿足以下要求：1）正確解碼和處理視頻圖像及動態(tài)元數據，圖像內容與動態(tài)元數據確保逐幀匹配?；据敵龈袷揭?）輸出信號符合SDR顯示模式。支持HDR10優(yōu)化模式并滿足以下要求：1）正確解碼和處理視頻圖像及動態(tài)元數據，圖像內容與動態(tài)元數據確保逐幀匹配。2）輸出信號符合HDR10顯示模式。當播放設備輸入信號為HDRVivid視頻信號時，播放設備除了自動設置輸出格式以外，還應提供用戶界面菜單選項，允許人工設定輸出信號的格式與參數。1）允許選擇以下3種輸出格式：HDR10優(yōu)化模式、SDR適配模式、自動模式（自動模式輸出指根據和顯示設備基本檔次(BasicProfile)的協商,自動匹配最佳的輸出模式）?；据敵隹刂埔罅炼葹?00200300400尼0.1SDR適配模式輸出色域為BT.709，傳輸曲線為Gamma2.2。3）HDR10優(yōu)化模式時，允許設置適配顯示的最大顯示亮度。最大顯示亮度設置提供一組數值供選擇。默認最大顯示亮度為1000尼特，可選擇支持500尼特、800尼特、1200尼特。最小顯示亮度為0.05尼特。HDR10優(yōu)化模式輸出色域為BT.2020，傳輸曲線為PQ曲線。4）待測播放設備由人工設置輸出模式后不會導致顯示畫面的嚴重失真或異常。在基本檔次下，播放設備在HDR10優(yōu)化模式、SDR適配模處理精度要求式等2種輸出模式的信號與HDRVivid標準處理參考值誤差范圍以CIEDE2000計算，該誤差均應≤5。標準檔次的技術要求標準檔次具體技術要求參見如下表格：表4標準檔次的技術要求檔次功能要求技術要求支持HDRVivid接收端模式并滿足以下要求：1）正確解碼和傳輸視頻圖像及動態(tài)元數據。2）輸出圖像內容與動態(tài)元數據確保逐幀匹配。標準輸出格式要求3）輸出信號包含正確的動態(tài)元數據。支持HDRVivid監(jiān)視器模式并滿足以下要求：1）正確解碼和處理視頻圖像及動態(tài)元數據。2）處理圖像內容與動態(tài)元數據確保逐幀匹配。3）輸出信號包含正確的靜態(tài)元數據。在用戶界面菜單選項中，允許人工設定輸出信號的格式標準檔次與參數。(Standard1）在基本輸出控制要求的基礎上，增加允許選擇以下2Profile)種輸出格式：HDRVivid接收端模式、HDRVivid監(jiān)視標準輸出控制要求器模式。2）HDRVivid監(jiān)視器模式時，允許設置適配顯示的最大顯示亮度。最大顯示亮度設置提供一組數值供選擇。默認最大顯示亮度為1000尼特，可選擇支持500尼特、800尼特、1200尼特。最小顯示亮度為0.05尼特。在標準檔次下，播放設備在HDRVivid接收端模式、HDR處理精度要求VividSDR適配模式和HDR10優(yōu)化模式等4種輸出模式的信號與HDRVivid標準處理參考值誤差范圍以CIEDE2000計算，該誤差均應≤5。CIEL*當待測設備輸出信號為SDR100例如：100/200/300/400尼特。當待測設備輸出信號為HDRVivid接收端適配模式且輸出信號傳輸特性曲線為HLG曲線時，輸出信號的100%亮度即為1000尼特。當待測設備輸出信號為HDRVivid監(jiān)視器適配模式或HDR10優(yōu)化模式時，輸出信號的傳輸特性曲線均為PQ曲線，亮度根據BT.2100中PQ曲線對應的絕對亮度所確定。在計算CIEDE2000時，使用以下參數設定：kL=1，kC=1，kH=1。測試條件環(huán)境條件大氣環(huán)境條件在下列測試用標準大氣條件下進行測試?！獪囟龋?5℃~35℃，優(yōu)選20℃；——相對濕度：25%~75%；——氣壓：86kPa~106kPa。電源穩(wěn)定時間測試信號測試碼流應符合5.2和5.3規(guī)定的參數和標準要求。測試儀器數字視頻接口分析儀數字視頻接口分析儀，應具備以下功能：1）可依據測試要求編輯EDID信息；具備圖像實時顯示功能；可接收并記錄數字視頻接口數據。顯示設備顯示設備包括SDR、HDR和具備接收端適配模式功能的HDRVivid顯示設備。測試信號輸入接口測試碼流以視頻文件或視頻流方式提供給被測播放設備。測試工作狀態(tài)的調整初始化狀態(tài)測試工作狀態(tài)調整在HDRVivid處理模式下進行測試。輸出信號基本格式——分辨率：3840x2160，——幀率：50，——量化精度：10bit，——色度下采樣：YCbCr420。測試儀器位置待測播放設備接收并處理HDRVivid測試視頻后通過數字視頻接口輸出給HDRVivid顯示設備或數字視頻接口分析儀。HDRVivid顯示設備用于部分功能性檢測。數字視頻接口分析儀用于捕捉播放設備輸出圖像和相關元數據信息進行測試。圖1 測試儀器組網圖兼容檔次測試方法HDRVivid概述HDRVivid測試條件測試信號：附錄B表B.1中1號測試信號。輸出信號：設置為6.5.4節(jié)規(guī)定的格式。由播放設備自動選擇模式。測試步驟測試步驟如下：6.5SDRHDR顯示設備；5.1播放設備輸出信號在顯示設備上畫面正常,沒有明顯的黑屏、閃爍等異常表現,則判定為通過本項測試；否則就判定為不通過本項測試。結果表示測試結果用是否兼容HDRVivid信號格式來表示。HDR概述PQ-HDRHLG-HDRHDRVivid測試信號輸入接口：視頻流輸入接口或文件輸入接口。測試條件測試信號：附錄B表B.1序號為2的測試信號。輸出信號：設置為6.5.4節(jié)規(guī)定的格式。由播放設備自動選擇模式。測試步驟測試步驟如下：6.5HDR5.1播放設備需要能夠播放測試信號，整個測試過程中通過HDR結果表示測試結果用是否通過本項測試來表示?；緳n次測試方法SDR概述T/UWA005.1-2022HDRVividSDRHDRVivid使用動態(tài)元數據，動態(tài)元數據可以每幀變化。在待測播放設備中，需確保每幀圖像準確使用該幀的動態(tài)元數據。（B.11測試條件BB.11346.5.4測試步驟測試步驟如下：6.5SDRSDR4005.1300200100cSDR1005.134SDRSDR結果表示測試結果用是否通過本項測試來表示。HDR10概述T/UWA005.1-2022HDRVividHDR10HDRVivid采用一條自然畫面視頻和同步性測試碼流，根據設定的最大顯示亮度觀看對應的顯示設備的畫面效果。測試條件BB.11346.5.4測試步驟測試步驟如下：6.5HDR待測播放設備設置為HDR1012005.111000800500cHDR105005.134HDR10HDR10結果表示測試結果用是否通過本項測試來表示。處理精度測試概述HDR10SDRHDRVivid測試條件BB.1517136.5.4SDR測試步驟如下:6.5SDR1005YCbCrPCV1PCV12。分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.35SDR567bc11YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.311SDR111214fgSDRSDRHDR10測試步驟如下:6.5HDR5006HDRYCbCrPCV1PCV12。HDRPQ檢查圖像數據準確HDR分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.36HDR613YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.313HDR13HDRHDR結果表示當本節(jié)中HDR10SDRHDRVividHDRVivid測試結果用是否待測設備處理精度是否滿足基本檔次要求來表示。標準檔次測試方法HDRVivid概述本條是測試播放設備按接收端適配模式傳輸視頻圖像與動態(tài)元數據的能力。測試條件BB.12346.5.4測試步驟測試步驟如下：6.5HDRVivid5.1B.122HDRVivid3436VS-EMDSVS-EMDSA.3結果表示測試結果用是否通過本項測試來表示。HDRVivid概述本條是測試播放設備是否具備按照監(jiān)視器適配模式處理視頻圖像與動態(tài)元數據的功能。測試條件BB.1346.5.4測試步驟測試步驟如下：6.5接口分析儀器，并設置最大顯示亮度為500尼特；34VS-IFVS-IF結果表示測試結果用是否通過本項測試來表示。處理精度測試概述（HDRSDR）HDRVivid測試條件BB.1517136.5.4接收端適配模式處理精度測試步驟測試步驟如下:6.56YCbCrPCV1PCV12。分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.366號測試碼流處理精度測試不通過。13YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.313當上述所有測試碼流的處理精度測試均為通過時，則待測播放設備在接收端適配模式下處理精度測試通過；否則待測播放設備在接收端適配模式下處理精度測試不通過。監(jiān)視器適配模式處理精度測試步驟測試步驟如下:6.55005YCbCrPCV1分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.355號測試碼流處理精度測試不通過。610bd)各步驟，并記錄對應場景的測試結果是否通過。12YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.3121317fg當上述所有測試碼流的處理精度測試均為通過時，則待測播放設備在監(jiān)視器適配模式下處理精度測試通過；否則待測播放設備在監(jiān)視器適配模式下處理精度測試不通過。HDR10測試步驟如下:6.5HDR5006HDRYCbCrPCV1PCV12。HDRPQ檢查圖像數據準確HDR分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.36HDR613YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.313HDR13HDRHDRSDR測試步驟如下:i)待測將播放設備調整到6.5規(guī)定的測試工作狀態(tài)，待測播放設備設置為SDR模式，連接數字接口分析儀器，并設置最大顯示亮度為100尼特。5YCbCrPCV1PCV12。分別計算PCV1PCV12PR1PR12DE2000PDE1PDE12。PDE1PDE125.3.35SDR567bc11YCbCrHCV1HCV11。分別計算HCV1HCV11HR1HR11DE2000HDE1HDE11。HDE1HDE115.3.311SDR111214fgSDRSDR結果表示當本節(jié)中所有四種適配模式（HDR兼容SDRHDRVividHDRVivid測試結果用是否待測設備處理精度是否滿足標準檔次要求來表示。附錄A（規(guī)范性）動態(tài)元數據配置參數A.1配置1–統(tǒng)計信息模式動態(tài)元數據中只包含統(tǒng)計數據信息，用于待測播放設備的HDRVivid處理精度測試，具體參數見T/UWA005.3-1-2022《高動態(tài)范圍（HDR）視頻技術第3-1部分：技術要求和測試方法 顯示設備附錄A.1。A.2配置2–曲線參數模式動態(tài)元數據中包含曲線參數信息（基礎曲線參數+參考亮度+修正曲線參數+表達三次樣條的調整信息HDRVividT/UWA005.3-1-2022《高動態(tài)范圍（HDR）3-1A.233–用于同步性測試的曲線參數A1101圖A.1同步性測試信號示意圖Q曲線的元數據同步性測試視頻內容為10%窗口信號，其中背景為0cd/（對應的全范圍PQ非RGB0/0/0），窗口信號各分量輸入值（10BT.2020）A1所示12反復切換。表A.1全范圍PQ曲線同步性測試信號PQ全范圍RGB碼值HLG限制范圍YUV碼值序號[k]R信號G信號B信號Y信號Cb信號Cr信號測試圖像1683683683649512512測試圖像2765765765719512512HLG10%HLG非線RGB0/0/0），窗口信號各分量輸入值（10BT.2020）A2所示的12信號反復切換。表A.2全范圍HLG曲線同步性測試信號PQ全范圍RGB碼值HLG限制范圍YUV碼值序號[k]R信號G信號B信號Y信號Cb信號Cr信號測試圖像1901901901836512512測試圖像2101710171017935512512碼流動態(tài)元數據中包含曲線參數信息（基礎曲線參數+參考亮度+修正曲線參數+表達三次樣條的調整信息），用于待測播放設備的HDRVivid圖像處理中元數據與圖像內容的時間同步性檢查。相關設置具體如下：表A.3播放設備同步性測試動態(tài)元數據參數動態(tài)元數據測試圖像1測試圖像2system_start_code11minimum_maxrgb_pq00average_maxrgb_pq30463046variance_maxrgb_pq15351535maximum_maxrgb_pq40954095tone_mapping_enable_mode11tone_mapping_param_enable_num00targeted_system_display_maximum_luminance_pq[0]27702770base_enable_flag[0]11base_param_m_p[0]57345734base_param_m_m[0]2424base_param_m_a[0]563510base_param_m_b[0]00base_param_m_n[0]1010base_param_K1[0]11base_param_K2[0]11base_param_K3[0]11base_param_Delta_enable_mode[0]00base_param_enable_Delta[0]003Spline_enable_flag[0]113Spline_enable_num[0]00表A.3（續(xù)）動態(tài)元數據測試圖像1測試圖像23Spline_TH_enable_mode[0][0]003Spline_TH_enable_MB[0][0]2242243Spline_TH_enable[0][0]003Spline_TH_enable_Delta1[0][0]5115113Spline_TH_enable_Delta2[0][0]5115113Spline_enable_Strength[0][0]127127targeted_system_display_maximum_luminance_pq[1]20802080base_enable_flag[1]11base_param_m_p[1]57345734base_param_m_m[1]2424base_param_m_a[1]563510base_param_m_b[1]00base_param_m_n[1]1010base_param_K1[1]11base_param_K2[1]11base_param_K3[1]11base_param_Delta_enable_mode[1]00base_param_enable_Delta[1]003Spline_enable_flag[1]113Spline_enable_num[1]003Spline_TH_enable_mode[0][1]003Spline_TH_enable_MB[0][1]2242243Spline_TH_enable[0][1]003Spline_TH_enable_Delta1[0][1]5115113Spline_TH_enable_Delta2[0][1]5115113Spline_enable_Strength[0][1]127127color_saturation_mapping_flag11color_saturation_num22color_saturation_gain[0]3838color_saturation_gain[1]2525附錄B（規(guī)范性）測試碼流B.1測試碼流測試所用碼流特性規(guī)定見表B.1。表B.1測試碼流列表序號序列名稱說明序列縮略截圖1-1主觀測試碼流145PQ編碼的自45秒為10%窗口疊加PQnarrow信號。測試碼流使用的動態(tài)元HDR適配映射曲線。1-2主觀測試碼流245PQ編碼的自45秒為10%窗口疊加PQnarrow信號。測試碼流使用的動態(tài)元HDR統(tǒng)計信息。同上1-3主觀測試碼流345HLG編碼的45秒10%窗口疊加HLGnarrow信號。測試碼流使用的動態(tài)元數據包含HDR適配和SDR適配映射曲線。1-4主觀測試碼流445HLG編碼的45秒10%窗口疊加HLGnarrow信號。測試碼流使用的動態(tài)元數據僅包含HDRVivid統(tǒng)計信息。同上表B.1（續(xù)）序號序列名稱說明序列縮略截圖2多格式切換測試碼流HDR 、PQ BT2020、HLGBT2020等多種格式編入同一個碼流文件，實現格式切換效果。3PQ同步測試碼流PQ編碼兩級灰階交替(灰階信號的RGB碼值由表A.1確定)采用A.4中兩組動態(tài)元數據4HLG同步測試碼流HLG編碼兩級灰階交替(灰階信號的RGB