ハイダイナミックレンジテレビ

ハイダイナミックレンジテレビ（HDR-TV ）は、ハイダイナミックレンジ（HDR）を用いて表示信号の品質を向上させる技術です。これは、後に標準ダイナミックレンジ（SDR）と名付けられた技術と対比されます。HDRは、動画や画像の輝度と色を信号で表現する方法を変え、より明るく詳細なハイライト表現、より暗く詳細なシャドウ表現、そしてより鮮やかな色彩表現を可能にします。[ 1 ] [ 2 ]

HDRは、対応ディスプレイでより高品質な画像ソースを受信できるようにします。ディスプレイ本来の特性（明るさ、コントラスト、色再現性）を向上させるものではありません。すべてのHDRディスプレイが同じ機能を備えているわけではなく、HDRコンテンツの見え方はディスプレイによって異なります。規格では、ディスプレイの性能に応じて必要な変換が規定されています。[ 3 ]

HDR-TVはHDRイメージングの一部であり、画像や動画の撮影・作成から保存、配信、表示に至るまで、エンドツーエンドでダイナミックレンジを拡大するプロセスです。HDRは多くの場合、広色域（WCG）技術と組み合わせて使用​​されます。WCGは利用可能な色域と色数を拡大します。HDRは、各色で利用可能な輝度の範囲を拡大します。HDRとWCGは分離可能ですが、互いに補完し合う技術です。標準規格に準拠したHDRディスプレイは、 Rec. 2100やその他の一般的なHDR仕様で義務付けられているWCG機能も備えています。

テレビにおけるHDRの採用は2010年代後半に始まりました。2020年までに、ハイエンドおよびミッドレンジのテレビのほとんどがHDRに対応し、一部の低価格モデルもHDRに対応しました。現在、HDR対応テレビはほとんどの新型テレビの標準となっています。

HDRには、 HDR10、HDR10+、Dolby Vision、HLGなど、さまざまなフォーマットがあります。HDR10は最も一般的なフォーマットで、すべてのHDR対応テレビでサポートされています。Dolby Visionは、シーンごとのマスタリングなどの追加機能を備えた、より高度なフォーマットです。HDR10+は、Dolby Visionに似ていますがロイヤリティフリーの新しいフォーマットです。HLGは、一部のテレビ放送局で使用されている放送用HDRフォーマットです。

説明

HDR以前は、表示忠実度の向上は、通常、ピクセル数（解像度）、ピクセル密度、およびディスプレイのフレームレートの向上によって達成されていました。対照的に、HDRは既存の個々のピクセルの知覚される忠実度を向上させます。[ 4 ]標準ダイナミックレンジ（SDR）は、CRTの廃止以来、スクリーンとディスプレイ技術が大きく進歩したにもかかわらず、依然として古いブラウン管（CRT）の特性に基づいており、その制限を受けています。[ 1 ]

SDRフォーマットは、最大約100ニットの輝度レベルを表現できます。HDRでは、この数値は約1,000～10,000ニットに増加します。[ 1 ] [ 5 ] HDRはより暗い黒レベル[ 2 ]とより彩度の高い色を表現できます。 [ 1 ]最も一般的なSDRフォーマットはRec. 709 / sRGB色域に限定されていますが、一般的なHDRフォーマットは広色域（WCG）であるRec. 2100を使用します。[ 1 ] [ 6 ]

実際には、HDRは常にその限界まで利用されるわけではありません。HDRコンテンツは、たとえそれ以上の輝度に対応できるフォーマットで保存されていたとしても、ピーク輝度が1,000または4,000ニット、 P3-D65カラーに制限されることがよくあります。 [ 7 ] [ 8 ]コンテンツ制作者は、HDR機能をどの程度活用するかを選択できます。コンテンツがHDRフォーマットで配信される場合でも、SDRの限界に自らを制限することも可能です。[ 9 ]

HDRのメリットはディスプレイの性能によって異なり、その性能は様々です。現在、HDRフォーマットで表現できる最大の輝度と色域を再現できるディスプレイはありません。

利点

ハイライト（画像の最も明るい部分）は、より明るく、よりカラフルに、より詳細に表現できます。[ 2 ]明るさの容量が大きいため、画像全体の明るさを上げずに小さな領域の明るさを上げることができます。その結果、例えば、光沢のある物体からの明るい反射、暗い夜景の明るい星、明るくカラフルな発光物体（火や夕焼けなど）などを表現できます。[ 2 ] [ 1 ] [ 9 ]

影やローライト（画像の最も暗い部分）をより暗く、より詳細に表現することができます。[ 2 ]

WCGを使用すると、画像の色鮮やかな部分をさらに鮮やかにすることができます。[ 1 ]

HDRビデオの特徴としてよく挙げられる色のダイナミズムと幅広い色域は、実はWCGによるものです。これが消費者の間で大きな混乱を招いており、HDRとWCGは互いに混同されたり、互換性があるかのように扱われたりしています。HDRディスプレイには通常WCGが搭載されており、WCG搭載ディスプレイは通常HDRに対応していますが、どちらか一方が他方を意味するわけではなく、SDRディスプレイにもWCGが搭載されています。一部のHDR規格では、WCGを準拠の前提条件として規定しています。いずれにせよ、HDRディスプレイでWCGが利用できる場合、より幅広い色域により、画像全体がより鮮やかになります。[ 1 ]

HDRビデオのより主観的で実用的な利点としては、シーン間の輝度変化（太陽光下、屋内、夜間のシーンなど）がよりリアルになり、表面材質の識別が向上し、2D画像でも奥行き感が増すことなどが挙げられます。[ 2 ]

コンテンツ作成者の意図の保存

HDRコンテンツで表現される明るさ、コントラスト、色彩をすべてディスプレイの能力で再現できない場合、ディスプレイの能力に合わせて画像を調整する必要があります。一部のHDRフォーマット（ドルビービジョンやHDR10+など）では、コンテンツ制作者が調整方法を選択できます。[ 6 ] HDR10やハイブリッドログガンマ（HLG）などの他のHDRフォーマットでは、この選択肢が提供されていないため、コンテンツ制作者の意図が、能力の低いディスプレイでは確実に再現されるとは限りません。[ 10 ]

最適な品質を得るためには、規格上、比較的暗い環境でビデオを作成し、視聴する必要があります。[ 11 ] [ 12 ]ドルビービジョンIQとHDR10+アダプティブは、周囲の光に応じてコンテンツを調整します。[ 13 ] [ 14 ]

フォーマット

2014年以降、 HDR10、HDR10+、ドルビービジョン、HLGなど、複数のHDRフォーマットが登場しました。 [ 6 ] [ 15 ]一部のフォーマットはロイヤリティフリーですが、ライセンスが必要なフォーマットもあります。これらのフォーマットはそれぞれ機能が異なります。

ドルビービジョンとHDR10+にはダイナミックメタデータが含まれていますが、HDR10とHLGには含まれていません。[ 6 ]ダイナミックメタデータは、HDR映像を本来の性能で再生できない限られたディスプレイでの画質を向上させるために使用されます。ダイナミックメタデータにより、コンテンツ制作者は画像の調整方法を制御・選択することができます。[ 16 ]

HDR10

HDR10メディアプロファイル（通称HDR10）は、2015年8月27日にコンシューマーテクノロジー協会（ CTA）によって発表されたオープンHDR規格です。[ 17 ] HDRフォーマットの中で最も普及していますが、[ 18 ] SDRディスプレイとの下位互換性はありません。技術的には最大ピーク輝度が10,000ニットに制限されていますが、HDR10コンテンツは一般的に1000～4000ニットのピーク輝度で制作されています。[ 7 ]

HDR10には動的なメタデータが欠けている。[ 19 ] HDR10コンテンツよりも色数が少ないディスプレイ（例えばピーク輝度が低いディスプレイ）では、HDR10メタデータはディスプレイが映像に合わせて調整するための情報を提供する。[ 6 ]メタデータは個々の映像に対して静的かつ一定であり、ディスプレイにコンテンツをどのように調整すべきかを正確に伝えるものではない。ディスプレイの性能、映像メタデータ、そして最終的な出力（映像の表示）の間の相互作用はディスプレイによって媒介されるため、元の制作者の意図が維持されない可能性がある。[ 10 ]

ドルビービジョン

ドルビービジョンはHDRビデオのためのエンドツーエンドのエコシステムであり、コンテンツの作成、配信、再生をカバーしています。[ 20 ]動的メタデータを使用し、最大10,000ニットの輝度レベルを表現することができます。[ 6 ]ドルビービジョン認証では、コンテンツ制作者向けのディスプレイのピーク輝度が少なくとも1,000ニットである必要があります。[ 8 ]

HDR10+

HDR10+（別名HDR10 Plus）は、2017年4月20日に発表されたHDRビデオフォーマットです。[ 21 ] HDR10と同じですが、サムスンが開発した動的メタデータのシステムが追加されています。[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]コンテンツクリエーターは無料で使用でき、一部のメーカーには年間最大10,000ドルのライセンスがあります。[ 25 ]ドルビービジョンと同じ費用をかけずに代替できるものとして位置付けられています。[ 18 ]

HLG

HLG形式は、動画と静止画に使用できるHDR形式です。[ 26 ] [ 27 ] HLG伝達関数、Rec. 2020カラープライマリ、 10ビットのビット深度を使用します。[ 28 ]この形式はSDR UHDTVと下位互換性がありますが、Rec. 2020カラー標準を実装していない古いSDRディスプレイとは互換性がありません。[ 29 ] [ 2 ]メタデータを使用せず、ロイヤリティフリーです。

PQ10（PQフォーマット）

PQ10はPQ形式とも呼ばれ、動画や静止画に使用できるHDR形式です。[ 30 ] [ 31 ]メタデータがない点を除けばHDR10形式と同じです。[ 30 ]知覚量子化器（PQ）伝達関数、Rec. 2020カラープライマリ、10ビットのビット深度を使用します。 [ 29 ]

HDRビビッド

HDR Vividは、中国超高精細映像連盟（CUVA）によって開発され、2021年3月にリリースされたHDRフォーマットです。[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] CUVA 005-2020で標準化された動的メタデータを使用します。[ 35 ] [ 36 ]

その他の形式

  • Technicolor Advanced HDR: SDRとの下位互換性を目的としたHDRフォーマット。[ 18 ] 2020年12月19日現在、このフォーマットで利用できる商用コンテンツはありません。[ 18 ]これは、SL-HDR1、SL-HDR2、SL-HDR3のいずれかを指す世界共通の用語です。[ 37 ]
  • SL-HDR1（シングルレイヤーHDRシステムパート1）は、STMicroelectronics、Philips International BV、Technicolor R&D Franceが共同で開発したHDR規格である。[ 38 ]これは2016年8月にETSI TS 103 433として標準化された。[ 39 ] SL-HDR1は、静的（SMPTE ST 2086）および動的メタデータ（SMPTE ST 2094-20 Philipsおよび2094-30 Technicolor形式を使用）を使用して、既存のSDR配信ネットワークおよびサービスを使用して配信できるSDRビデオストリームからHDR信号を再構築することにより、直接的な下位互換性を提供する。SL-HDR1は、シングルレイヤービデオストリームを使用して、HDRデバイスでのHDRレンダリングとSDRデバイスでのSDRレンダリングを可能にする。[ 39 ] HDR再構成メタデータは、補足拡張情報（SEI）メッセージを使用してHEVCまたはAVCに追加できます。 [ 39 ]バージョン1.3.1は2020年3月に公開されました。[ 40 ]これはガンマ曲線に基づいています。
  • SL-HDR2は動的メタデータを備えたPQ曲線を使用する。[ 41 ]
  • SL-HDR3はHLG曲線を使用する。[ 42 ]
  • EclairColor HDRは、プロの映画制作環境でのみ使用されるHDRフォーマットです。認証されたスクリーンまたはプロジェクターが必要であり、このフォーマットが使用されることは稀です。ガンマカーブに基づいています。[ 43 ]

HDRフォーマットの比較

HDRフォーマットの比較表
HDR10 HDR10+ ドルビービジョン HLG
開発者 CTAサムスンドルビーNHKとBBC
年 2015 2017 2014 2015
料金 無料 無料（コンテンツ会社向け）

年間ライセンス（製造業者向け）[ 44 ]

独自の 無料
色空間
伝達関数PQ PQ
  • PQ（ほとんどのプロファイル）[ 45 ]
  • SDR（プロファイル4、8.2、9）[ 45 ]
  • HLG（プロファイル8.4）[ 45 ]
HLG
ビット深度10ビット 10ビット（またはそれ以上） 10ビット（FEL使用時は12ビット）[注1 ]10ビット
ピーク輝度技術的限界 10,000ニット 10,000ニット 10,000ニット 変数
コンテンツ ルールなし

1,000 - 4,000ニット（一般的）[ 7 ]

ルールなし

1,000 - 4,000ニット（一般的）[ 7 ]

（少なくとも1,000ニット[ 47 ]）

4,000ニット（普通）[ 7 ]

1,000ニット 普通[ 48 ] [ 5 ]
原色技術的限界 2020年推薦2020年推薦2020年推薦2020年推薦
コンテンツ P3-D65（共通）[ 6 ]P3-D65（共通）[ 6 ]少なくともP3-D65 [ 47 ]P3-D65（共通）[ 6 ]
その他の特徴
メタデータ
  • 静的
  • 静的
  • ダイナミック[注2 ]
    • 自動生成
  • 静的
  • ダイナミック[注2 ]
    • 自動生成
    • 手動で生成されたトリム
なし
下位互換性なし
  • HDR10
プロファイルと互換性レベルによって異なります:
  • 互換性なし
  • SDR
  • HDR10
  • HLG
  • UHD Blu-ray（さらなる制限のあるHDR10を意味します）
注記 PQ10フォーマットはメタデータのないHDR10と同じです。[ 28 ]ドルビービジョンの技術的特性は使用されるプロファイルによって異なりますが、すべてのプロファイルはドルビービジョンダイナミックメタデータを使用したHDRをサポートしています。[ 45 ]HLGの後方互換性は、BT.2020色空間を解釈できるSDR UHDTVディスプレイには許容されます。これは、BT.709の測色法しか解釈できない従来のSDRディスプレイには適用されません。[ 29 ] [ 2 ]
出典 [ 19 ] [ 7 ] [ 6 ][ 49 ] [ 50 ] [ 7 ] [ 6 ][ 45 ] [ 51 ] [ 47 ] [ 6 ] [ 52 ] [ 7 ] [ 53 ][ 5 ] [ 29 ] [ 48 ] [ 6 ]

注記

  1. ^ 12ビットは、10ビットのベースレイヤーと10ビットのエンハンスメントレイヤーを組み合わせた再構成によって実現されます。現在のプロファイルでは、4Kビデオでは1920x1080のエンハンスメントレイヤーのみが許可されています。 [ 45 ] [ 46 ]
  2. ^ a b Dolby Vision と HDR10+ のダイナミック メタデータは同じではありません。

ディスプレイ

2000年代初頭から、ダイナミックレンジの拡張と、逆トーンマッピングによる既存のSDR/LDRビデオ/放送コンテンツのアップスケーリングを備えたテレビが期待されていました。 [ 54 ] [ 55 ] 2016年には、SDRビデオのHDR変換が、サムスンのHDR+（液晶テレビ）[ 56 ]とテクニカラーSAのHDRインテリジェントトーンマネジメントとして市場にリリースされました。[ 57 ]

2018年現在、ハイエンドの消費者向けHDRディスプレイは、少なくとも短時間または画面の小さな部分では1,000 cd/m 2の輝度を達成できます。これは、一般的なSDRディスプレイの250～300 cd/m 2と比較して高い数値です。[ 58 ]

少なくとも1つのHDRフォーマットをサポートするビデオインターフェースには、2015年4月にリリースされたHDMI 2.0aと、 2016年3月にリリースされたDisplayPort 1.4があります。 [ 59 ] [ 60 ] 2016年12月12日、HDMIはHDMI 2.0b規格にHLGサポートが追加されたと発表しました。[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] HDMI 2.1は2017年1月4日に正式に発表され、シーンごとまたはフレームごとの変更をサポートする動的メタデータであるダイナミックHDRのサポートが追加されました。[ 64 ] [ 65 ]

互換性

2020年現在、HDR形式の明るさと色の全範囲をレンダリングできるディスプレイはありません。[ 28 ] HDRコンテンツを受け入れ、それをディスプレイ特性にマッピングできるディスプレイはHDRディスプレイと呼ばれます。 [ 28 ]そのため、HDRロゴはコンテンツの互換性に関する情報のみを提供し、ディスプレイの能力に関する情報は提供しません。

ほとんどのエッジライトLEDディスプレイのようにグローバルディミングを採用したディスプレイは、HDRコンテンツの高度なコントラストを表示できません。一部のディスプレイでは、OLEDやフルアレイLEDバックライトなどのローカルディミング技術を採用することで、高度なコントラストをより適切に表示しています。[ 66 ]

認定資格

VESAディスプレイHDR

VESAのDisplayHDR規格は、HDR仕様の違いを消費者が理解しやすくするための試みです。この規格は主にコンピューターモニターやラップトップで使用されています。VESAはHDRレベルのセットを定義しており、それらはすべてHDR10をサポートする必要がありますが、すべてが10ビットディスプレイをサポートする必要はありません。[ 67 ] DisplayHDRはHDR形式ではなく、HDR形式と特定のモニターでのパフォーマンスを検証するためのツールです。最新の規格は2019年9月に導入されたDisplayHDR 1400で、これをサポートするモニターは2020年にリリースされました。[ 68 ] [ 69 ] DisplayHDR 1000とDisplayHDR 1400は、主にビデオ編集などの専門的な作業で使用されます。DisplayHDR 500またはDisplayHDR 600認定を受けたモニターは、SDRディスプレイよりも顕著な改善を提供し、一般的なコンピューティングやゲームでより頻繁に使用されます。[ 70 ]

最小ピーク輝度

（明るさはcd/m 2）

色の範囲

（色域）

最小

色深度

一般的な調光技術最大黒レベル輝度

（明るさはcd/m 2）

最大バックライト調整遅延

（ビデオフレーム数）

ディスプレイHDR 400400sRGB8ビット（24ビット）画面レベル0.48
ディスプレイHDR 500500WCG * 10ビット（30ビット） ゾーンレベル0.18
ディスプレイHDR 600600WCG*ゾーンレベル0.18
ディスプレイHDR 10001000WCG*ゾーンレベル0.058
ディスプレイHDR 14001400WCG*ゾーンレベル0.028
DisplayHDR 400 トゥルーブラック400WCGピクセルレベル0.00052
DisplayHDR 500 トゥルーブラック500WCGピクセルレベル0.00052
DisplayHDR 600 トゥルーブラック 600 WCG ピクセルレベル 0.0005 2

その他の認定

UHDアライアンス認定:

  • ウルトラHDプレミアム[ 71 ]
  • モバイルHDRプレミアム：モバイルデバイス向け。[ 71 ] [ 72 ]

技術的な詳細

HDRは主にPQまたはHLG伝達関数を用いて実現されます。[ 1 ] [ 5 ] WCGもHDRと並んでRec. 2020の原色まで一般的に使用されています。[ 1 ]拡張された輝度範囲全体にわたってバンディングが発生しないように、10ビットまたは12ビットのビット深度が使用されます。場合によっては、ディスプレイの輝度、コントラスト、色の多様性に対応するために追加のメタデータが使用されます。HDRビデオはRec. 2100で定義されています。[ 5 ]

色空間

ITU-R勧告2100

Rec. 2100は、1080pまたはUHD解像度、10ビットまたは12ビットカラー、HLGまたはPQ伝達関数、フルレンジまたはリミテッドレンジ、Rec. 2020広色域、YC B C RまたはIC T C Pを色空間として使用したHDRコンテンツの制作と配信に関するITU - Rの技術勧告である。[ 11 ] [ 73 ]

伝達関数

SDRはCRT特性に基づいたガンマ曲線伝達関数を使用し、約100ニットまでの輝度レベルを表現するために使用されます。 [ 1 ] HDRは従来のガンマ曲線の代わりに、新たに開発されたPQまたはHLG伝達関数を使用します。[ 1 ]ガンマ曲線が10,000ニットまで拡張された場合、バンディングを回避するために15ビットのビット深度が必要になります。[ 74 ]

HDR 伝達関数:

原色

HDビデオ用のSDRは、Rec. 709 （ sRGBと同じ）で規定されたシステム色度（色の原色の色度と白色点）を使用します。 [ 86 ] SD用のSDRは、BT.601、SMPTE 170M、BT.470に記載されているように、多くの異なる原色が使用されました。

HDRは一般的にWCG（BT.709よりも広いシステム色度）と関連付けられています。Rec . 2100 （HDR-TV）は、Rec. 2020 （UHDTV）で使用されているものと同じシステム色度を使用しています。[ 5 ] [ 87 ] HDR10、HDR10+、ドルビービジョン、HLGなどのHDRフォーマットもRec. 2020の色度を使用しています。

HDRコンテンツは通常、P3-D65ディスプレイでグレーディングされます。[ 6 ] [ 8 ]

システム色度比較表
色空間色度座標（CIE、1931）
原色 ホワイトポイント
赤 緑 青
x Ry Rx Gy G× By B名前 x西y W
709号[ 86 ]0.64 0.33 0.30 0.60 0.15 0.06 D650.3127 0.3290
sRGB
DCI-P3 [ 88 ] [ 89 ]0.680 0.320 0.265 0.690 0.150 0.060 P3- D65（ディスプレイ） 0.3127 0.3290
P3-DCI（劇場） 0.314 0.351
P3-D60（ACESシネマ） 0.32168 0.33767
2020年推薦[ 87 ]0.708 0.292 0.170 0.797 0.131 0.046 D650.3127 0.3290
2100年[ 5 ]

ビット深度

ダイナミックレンジが広いため、HDRコンテンツはバンディングを回避するためにSDRよりも高いビット深度を使用する必要があります。SDRは8ビットまたは10ビットのビット深度を使用しますが、[ 86 ] HDRは10ビットまたは12ビットを使用します。[ 5 ] PQやHLGなどのより効率的な伝達関数と組み合わせることで、バンディングを回避するのに十分です。[ 90 ] [ 91 ]

行列係数

Rec. 2100はHDR-TVにRGB、YCbCr、またはIC T C P信号フォーマットを使用することを規定している。 [ 5 ]

IC T C PはドルビーがHDRと広色域（WCG）用に設計した色表現であり[ 92 ]、Rec.2100で標準化されている。[ 5 ]

IPTPQc2（リシェーピング付き）はドルビー独自のフォーマットであり、IC T C Pに類似している。ドルビービジョンプロファイル5で使用されている。[ 45 ]

シグナリングカラースペース

符号化非依存コードポイント（CICP）は、伝達関数、原色、およびマトリックス係数を伝達するために使用されます。[ 93 ]これはITU-T H.273とISO/IEC 23091-2の両方で定義されています。[ 93 ] PNG、 AVC、HEVC、AVIFを含む複数のコーデックで使用されています。H.273パラメータの一般的な組み合わせは、ITU-TシリーズH補足19にまとめられています。[ 94 ]

一般的なCICP値[ 93 ] [ 94 ]
コードポイント値 意味
伝達関数 1、6、14、15 SDRのガンマ曲線
16 PQ
18 HLG
原色 1 Rec. 709プライマリー
9 2020年大統領予備選挙

Rec. 2100プライマリ

行列係数 0 R'G'B'
1 Y'CbCr（Rec. 709用）
9 Y'CbCr（Rec. 2020用）

Y'CbCr（Rec. 2100用）

14 ICtCp

メタデータ

静的メタデータ

静的 HDR メタデータは、ビデオ全体に関する情報を提供します。

  • SMPTE ST 2086 または MDCV（マスタリングディスプレイカラーボリューム）：マスタリングディスプレイのカラーボリューム（すなわち、原色、白色点、最大輝度と最小輝度）を記述する規格です。SMPTE [ 10 ]で定義されており、 AVC [ 95 ]およびHEVC [ 96 ]規格でも定義されています。
  • MaxFALL（最大フレーム平均光レベル）
  • MaxCLL（最大コンテンツライトレベル）

メタデータには、HDRコンテンツが、コンテンツよりも低い色量（ピーク輝度、コントラスト、色域）を持つHDR消費者向けディスプレイにどのように適応されるべきかは記述されていない。[ 10 ] [ 96 ]

動的メタデータ

動的メタデータは、ビデオの各フレームまたは各シーンに固有のものです。

Dolby Vision、HDR10+、SMPTE ST 2094のダイナミックメタデータは、マスタリング用ディスプレイとは異なる色ボリュームを持つディスプレイに表示されるコンテンツに、どのような色ボリューム変換を適用すべきかを規定します。このメタデータはシーンやディスプレイごとに最適化されており、色ボリュームが制限されているコンシューマー向けディスプレイでも、クリエイティブな意図を損なわずにコンテンツを表現できます。

SMPTE ST 2094またはDynamic Metadata for Color Volume Transform (DMCVT)は、SMPTEが2016年に6部構成で発行した動的メタデータの標準規格です。[ 24 ]これは、HEVC SEI、ETSI TS 103 433、CTA 861-Gで規定されています。[ 97 ] DMCVTのコアコンポーネントはSMPTE ST 2094-1で定義されています。DMCVTには4つのアプリケーションが含まれています。

  • ST 2094–10 (ドルビーラボラトリーズ製)、ドルビービジョンに使用されます。
  • ST 2094–20（フィリップス社製）。カラーボリューム再構成情報（CVRI）はST 2094–20に基づいています。[ 39 ]
  • ST 2094–30（テクニカラー社）。カラーリマッピング情報（CRI）はST 2094-30に準拠しており、HEVCで標準化されています。[ 39 ]
  • ST 2094–40 (Samsung 製)、HDR10+ に使用されます。

ETSI TS 103 572は、HDRシグナリングとST 2094–10（ドルビービジョン）メタデータの伝送のためにETSIが2020年10月に発行した技術仕様である。 [ 98 ]

HDR VividはCUVA 005-2020で標準化された動的メタデータを使用します。[ 35 ] [ 36 ]

デュアルレイヤービデオ

一部のドルビービジョンプロファイルでは、ベースレイヤーとエンハンスメントレイヤーで構成されたデュアルレイヤービデオが使用されています。[ 45 ] [ 46 ]ドルビービジョンプロファイル（または互換性レベル）に応じて、ベースレイヤーは、フルレンジとリシェーピングを使用する最も効率的なIPTPQc2カラースペースで、SDR、HDR10、HLG、UHDブルーレイ、またはその他のフォーマットと下位互換性がない場合があります。[ 45 ]

ETSI GS CCM 001は、MMR（多変量重回帰）とNLQ（非線形量子化）を含む二層HDRシステムの複合コンテンツ管理機能について説明しています。[ 46 ]

採択

ガイドライン

Ultra HDフォーラムのガイドライン

UHD Phase Aは、 Ultra HD Forumが策定した、フルHD 1080pおよび4K UHD解像度を用いたSDRおよびHDRコンテンツの配信に関するガイドラインです。サンプルあたり10ビットの色深度、Rec. 709またはRec. 2020の色域、最大60fpsのフレームレート、 1080pまたは2160pの表示解像度、そしてHLGまたはPQ伝達関数を用いた標準ダイナミックレンジ（SDR）またはハイダイナミックレンジ（HDR）のいずれかが求められます。[ 99 ] UHD Phase Aでは、HDRは少なくとも13ストップ（2の13乗=8192:1）のダイナミックレンジを持ち、WCGはRec. 709よりも広い色域を持つものと定義されています。[ 99 ]

UHD Phase Bでは、120 fps（および120/1.001 fps）、HEVC Main12の12ビットPQ（0.0001～10000 nitsに対応）、ドルビーAC-4およびMPEG-H 3Dオーディオ、DTS:XのIMAXサウンド（LFE 2個付き）のサポートが追加されます。また、ITUのICtCpとCRIも追加されます。[ 100 ]

静止画

HDR画像形式

以下の画像形式は HDR (Rec. 2100カラー スペース、PQ および HLG転送関数、Rec. 2020 カラー プライマリ) と互換性があります。

JPEG、JPEG 2000、PNG、WebPなどの他の画像形式は、デフォルトではHDRをサポートしていません。ICCプロファイルを使用することでHDRをサポートできますが[ 103 ] [ 104 ]、既存のアプリケーションは通常、ICCプロファイルで定義された絶対輝度値を考慮していません。[ 104 ] W3Cは、ICC PQプロファイル方式を廃止し、cICPを用いてPNGにHDRサポートを追加しました。[ 105 ] [ 106 ]

ISO 21496-1は、 SDRフォーマットにHDR情報を追加する一般的な方法を定義しています。ゲインマップのレイヤーは、HDRソースとそのトーンマップされたSDRレンダリング間の輝度比を記録します。これにより、SDRレイヤーとこのマップからHDRソース信号を（部分的に）再構築できます。ゲインマップをサポートしていないソフトウェアでは、フォールバックSDRレンダリングが表示されます。[ 107 ] ISO 21496-1は、Google Ultra HDRやSamsung Super HDRとしても知られるAdobe Gain Mapと、Apple Gain Mapを統合したものです。AppleはISO 21496-1をAdaptive HDRと呼んでいます。

静止画におけるHDRの採用

Apple：iPhone 12以降は、静止画用の前述のゲインマップHDR技術をサポートしています。 [ 108 ] iOS 18、iPadOS 18、macOS 15は、アダプティブHDRとして販売されているISO 21496-1をサポートしています。[ 109 ]

Canon : EOS-1D X Mark IIIとEOS R5は、PQ転送機能、HEIC形式（HEIFファイル形式のHEVCコーデック）、Rec. 2020カラープライマリ、10ビットのビット深度、4:2:2 YCbCrサブサンプリングを使用して、Rec. 2100カラースペースで静止画を撮影できます。[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] [ 81 ]撮影したHDR写真は、カメラをHDMIケーブルでHDRディスプレイに接続することでHDRで表示できます。[ 113 ]撮影したHDR写真は、SDR JPEG（sRGBカラースペース）に変換して、標準ディスプレイで表示することもできます。[ 113 ] CanonはこれらのSDR写真を「HDR PQライクJPEG」と呼んでいます。[ 114 ]キヤノンのDigital Photo Professionalソフトウェアは、撮影したHDR画像をHDRディスプレイではHDRで、SDRディスプレイではSDRで表示することができます。[ 113 ] [ 115 ]また、HDR PQをSDR sRGB JPEGに変換することもできます。[ 116 ]

Google：Android 14以降は、静止画向けに前述のUltra HDRゲインマップ技術をサポートしています。これはSamsungがSuper HDRとして販売しています。Android 15以降は、Ultra HDRとISO 21496-1を同時にエンコードします。ChromiumベースのブラウザはUltra HDRとISO 21496-1をサポートしています。[ 109 ]

パナソニック: パナソニックのSシリーズカメラ（Lumix S1、S1R、S1H、S5を含む）は、HLG転送機能を使用してHDR写真を撮影し、HSPファイル形式で出力することができます。[ 117 ] [ 27 ] [ 83 ]撮影したHDR写真は、HDMIケーブルでカメラをHLG対応ディスプレイに接続することでHDRで見ることができます。[ 117 ] [ 83 ]パナソニックは、Photoshop CCでHLG静止画（HSP）を編集できるプラグインをリリースしました。[ 118 ] [ 119 ]同社はまた、これらのHDR画像のサムネイルをPC（WindowsエクスプローラーおよびmacOS Finder用）で表示するためのプラグインもリリースしました。[ 119 ]

Qualcomm：Snapdragon 888モバイルSoCは10ビットHDR HEIF静止画の撮影を可能にします。[ 120 ] [ 121 ]

ソニー：ソニーα7S IIIとα1カメラは、HLG転送機能、HEIF形式、Rec. 2020カラープライマリ、10ビットのビット深度、4:2:2または4:2:0サブサンプリングを使用して、Rec. 2100カラースペースでHDR写真を撮影できます。[ 84 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]撮影したHDR写真は、HDMIケーブルでカメラをHLG対応ディスプレイに接続することでHDRで表示できます。[ 124 ]

その他:

ウェブ

W3Cでは、ウェブをHDRに対応させるための作業が進行中です。 [ 127 ]これには、HDR機能の検出[ 128 ]とCSSでのHDR [ 129 ]が含まれます。ChromeとSafariは、2024年にこれらをほぼサポートする予定です。

歴史

2014

2014年1月、ドルビーラボラトリーズはドルビービジョンを発表しました。[ 15 ]

2014年8月にPQはSMPTE ST 2084で標準化されました。[ 130 ]

2014年10月、HEVC仕様にPQのコードポイントが組み込まれました。[ 131 ]それ以前には、最初のバージョンでサンプルあたり10ビットをサポートするメイン10プロファイルも組み込まれていました。[ 132 ]

2014年10月、SMPTEはSMPTE ST 2086でマスタリングディスプレイカラーボリューム（MDCV）の静的メタデータを標準化しました。[ 133 ]

2015

2015年3月にHLGはARIB STD-B67で標準化されました。[ 134 ]

2015年4月8日、HDMIフォーラムはHDR伝送を可能にするHDMI仕様バージョン2.0aをリリースしました。この仕様はCEA-861.3を参照しており、CEA-861.3はSMPTE ST 2084（PQ規格）を参照しています。[ 59 ]以前のHDMI 2.0バージョンでは、既にRec. 2020カラースペースをサポートしていました。[ 135 ]

2015年6月24日、AmazonビデオはHDR10フォーマットを使用してHDRビデオを提供する最初のストリーミングサービスとなりました。[ 136 ] [ 137 ]

2015年8月27日、コンシューマーテクノロジー協会はHDR10を発表しました。[ 17 ]

2015年11月17日、Vuduはドルビービジョンでタイトルの提供を開始したと発表した。[ 138 ]

2016

2016年3月1日、ブルーレイディスクアソシエーションはHDR10の必須サポートとドルビービジョンのオプションサポートを備えたUltra HD Blu-rayをリリースしました。 [ 139 ]

2016年4月9日、NetflixはHDR10とドルビービジョンの両方の提供を開始しました。[ 140 ]

2016年6月から9月にかけて、SMPTEはSMPTE ST 2094でHDR用の複数の動的メタデータを標準化しました。[ 141 ]

2016年7月6日、国際電気通信連合（ITU）はHDR-TVの画像パラメータを定義し、HLGとPQという2つのHDR伝達関数を使用するRec. 2100を発表しました。 [ 11 ] [ 73 ]

2016年7月29日、スカパーJSATグループは10月4日より世界初となるHLG方式による4K HDR放送を開始すると発表した。[ 142 ]

2016年9月9日、Googleはドルビービジョン、HDR10、HLGをサポートするAndroid TV 7.0を発表しました。 [ 143 ] [ 144 ]

2016年9月26日、RokuはRoku Premiere+とRoku UltraがHDR10を使用してHDRをサポートすると発表した。[ 145 ]

2016年11月7日、GoogleはYouTubeがHLGまたはPQでエンコードできるHDR動画をストリーミング配信すると発表した。[ 146 ] [ 147 ]

2016年11月17日、デジタルビデオ放送（DVB）運営委員会は、HLGとPQをサポートするHDRソリューションを備えたUHD-1フェーズ2を承認しました。[ 148 ] [ 149 ]この仕様はDVBブルーブックA157として発行され、ETSIによってTS 101 154 v2.3.1として発行されました。[ 148 ] [ 149 ]

2017

LG Electronics USAは2017年1月2日、LGのSUPER UHD TV全モデルがドルビービジョン、HDR10、HLG（ハイブリッドログガンマ）などのさまざまなHDR技術をサポートし、テクニカラーのAdvanced HDRをサポートする準備が整っていることを発表しました。

2017年4月20日、サムスンとアマゾンはHDR10+を発表しました。[ 21 ]

2017年9月12日、アップルはHDR10とドルビービジョンに対応したApple TV 4Kを発表し、iTunes Storeで4K HDRコンテンツの販売とレンタルを開始すると発表した。[ 150 ]

2019

2019年12月26日、キヤノンは静止画撮影にPQフォーマット（PQ10）を採用すると発表した。[ 31 ]

2020

2020年10月13日、AppleはiPhone 12およびiPhone 12 Proシリーズを発表しました。これは、カメラロールから直接ドルビービジョンでビデオを録画および編集できる初のスマートフォンです。[ 151 ] iPhoneはHLGと相互互換性のあるドルビービジョンプロファイル8.4を使用しています。[ 152 ]

2021

2021年6月、パナソニックはHLG静止画の編集を可能にするPhotoshop CC用プラグインを発表しました。[ 118 ]

2022

2022年7月4日、Xiaomiはカメラロールから直接ドルビービジョンビデオを録画できる初のAndroidスマートフォン、Xiaomi 12S Ultraを発表しました。[ 153 ] [ 154 ]

参照

参考文献

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