Rec. 709 , también conocido como Rec.709 , BT.709 e ITU 709 , es un estándar desarrollado por ITU-R para la codificación de imágenes y las características de la señal de la televisión de alta definición .
Estado | Aprobado |
---|---|
Publicado por primera vez | 16 de noviembre de 1993 [1] [2] |
Ultima versión | BT.709-6 17 de junio de 2015 [1] [3] |
Autores | UIT-R |
Estándares básicos | Rec.709, BT.709, ITU — 709 |
Dominio | Procesando imagen digital |
Sitio web | www |
La versión más reciente es BT.709-6 lanzada en 2015. BT.709-6 define las características de la imagen como una relación de aspecto ( pantalla panorámica ) de 16: 9, 1080 líneas activas por imagen, 1920 muestras por línea y un cuadrado. relación de aspecto de píxeles.
La primera versión del estándar fue aprobada por el CCIR como Rec.709 en 1990 (también existió el CCIR Rec. XA / 11 MOD F [4] en 1989), con el objetivo declarado de un estándar mundial de HDTV. La UIT reemplazó al CCIR en 1992, y posteriormente lanzó BT.709-1 en noviembre de 1993. [2] Estas primeras versiones dejaron muchas preguntas sin respuesta y la falta de consenso hacia un estándar mundial de HDTV era evidente. Tanto es así, algunos de los primeros sistemas de HDTV, como 1125/60 y 1250/50, todavía formaban parte del estándar en 2002 en BT.709-5. [5]
Detalles técnicos
La norma está disponible gratuitamente en el sitio web de la UIT y ese documento debe utilizarse como referencia autorizada. Los elementos esenciales se resumen a continuación.
Resolución de imagen
La Recomendación UIT-R BT.709-6 define un formato de imagen común (CIF) en el que las características de la imagen son independientes de la velocidad de fotogramas. La imagen tiene 1920 x 1080 píxeles, para un recuento total de píxeles de 2,073,600. [6]
Las versiones anteriores de BT.709 incluían sistemas heredados como los sistemas HDTV 1035i30 y 1152i25 . Estos ahora son obsoletos y reemplazados por el sistema definido en el 2015 ITU BT.709-6.
Velocidades de fotogramas
BT.709 ofrece una variedad de velocidades de cuadro y esquemas de escaneo, que junto con la separación del tamaño de la imagen de la velocidad de cuadro ha proporcionado la flexibilidad para que BT.709 se convierta en el estándar mundial para HDTV. Esto permite a los fabricantes crear un solo televisor o pantalla para todos los mercados del mundo.
BT.709-6 especifica las siguientes velocidades de fotogramas, donde P indica un fotograma escaneado progresivamente , PsF indica fotogramas segmentados progresivos e I indica entrelazado :
- 24 / P, 24 / PsF, 23.976 / P, 23.976 / PsF
- coincidir con la velocidad de fotogramas utilizada para las películas cinematográficas. Las tasas fraccionarias para la compatibilidad con las tasas "desplegables" utilizadas con NTSC.
- 50 / P, 25 / P, 25 / PsF, 50 / I (25 fps)
- regiones que anteriormente usaban sistemas de 50 Hz como PAL o SECAM. No hay tarifas fraccionarias ya que PAL y SECAM no tenían el problema desplegable de NTSC.
- 60 / P, 59,94 / P, 30 / P, 30 / PsF, 29,97 / P, 29,97 / PsF, 60 / I (30 fps), 59,94 / I (29,97 fps)
- regiones que anteriormente usaban sistemas de 60 Hz como NTSC. Aquí nuevamente, las tarifas fraccionarias son para compatibilidad con las tarifas desplegables NTSC heredadas.
Captura, codificación y distribución de imágenes
Según BT.709, las cámaras pueden capturar en forma progresiva o entrelazada. El video capturado como progresivo se puede grabar, transmitir o transmitir como progresivo o como cuadro segmentado progresivo (PsF). El video capturado usando un modo entrelazado debe distribuirse como entrelazado a menos que se aplique un proceso de desentrelazado en la postproducción.
En los casos en los que una imagen capturada progresiva se distribuye en modo de cuadro segmentado, la frecuencia de segmento / campo debe ser el doble de la frecuencia de cuadro. Por tanto, 30 / PsF tiene la misma tasa de campo que 60 / I.
Cromaticidades primarias
Espacio de color | punto blanco | Primarias | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
x W | y W | x R | y R | x G | y G | x B | y B | |
UIT-R BT.709 | 0.3127 | 0.3290 | 0,64 | 0,33 | 0,30 | 0,60 | 0,15 | 0,06 |
Tenga en cuenta que el rojo y el azul y y G son los mismos que los primarios EBU Tech 3213 (PAL), mientras que x G está a medio camino entre EBU Tech 3213's x G y SMPTE C 's x G (PAL y NTSC son dos tipos de BT.601- 6). En la cobertura del espacio de color CIE 1931, la Rec. El espacio de color 709 (y el espacio de color derivado sRGB ) es casi idéntico a Rec. 601 y cubre el 35,9%. [8] También cubre el 33,24% de CIE 1976 u'v ' [9] [10] y el 33,5% de CIE 1931 xy. [10] El punto blanco es D 65 como se especifica en el observador estándar de 2 ° .
Características de transferencia
Rec. 709 especifica únicamente la OECF / OETF ( función de transferencia optoeléctrica ) de la codificación de HDTV en referencia a la cámara, conocida como cámara gamma (a veces indicada como "referida a escena" [11] gamma). La Rec. 709 La función de transferencia de la señal lineal ( luminancia ) a la no lineal ( voltaje ) es lineal en la parte inferior y luego se transfiere a una función de potencia para el resto de larango: [12]
Aquí 1.099 número (llamado α) tiene el valor 1 + 5.5 * β = 1.099296826809442 ... y β tiene el valor 0.018053968510807 ..., mientras que 0.099 es 1.099 - 1. [13] Esos valores provienen de estas ecuaciones simultáneas [14 ] que se requieren para conectar los dos segmentos de curva sin problemas:
La conversión a lineal es la siguiente.
La función de potencia de la mayoría de la TRC ( curva de respuesta de tono ) es 0.45, pero debido a que está compensada por la sección lineal, la gamma equivalente resultante es más aproximada a 0.50-0.53 (la inversa de la cual es aproximadamente gamma 1.9-2.0 para convertir volver a lineal).
Mientras Rec. 709 no especifica la gamma de visualización referida (EOCF / EOTF ), la gama de visualización se analiza en EBU Tech 3320 y se especifica en ITU-R BT.1886 como una gama equivalente de 2.4, que se desvía de ella en la región negra dependiendo de la profundidad el negro es. [15] [16] Esta es una gamma más alta que la 2.0 que indicaría la matemática que se muestra arriba, porque el sistema de televisión ha sido diseñado deliberadamente con una gamma de sistema de extremo a extremo de aproximadamente 1.2, para proporcionar compensación por el 'sonido envolvente tenue 'efecto. Por lo tanto, la gamma del monitor no es la inversa de la gamma de la cámara. [17]
Vale la pena señalar que Rec. 709 y sRGB comparten las mismas cromaticidades primarias y cromaticidad de punto blanco; sin embargo, sRGB se emite explícitamente (visualización) con una gamma equivalente de 2,2 (la función real también es por partes). [18]
En la práctica de producción típica, la función de codificación de las fuentes de imagen se ajusta para que la imagen final tenga el aspecto estético deseado, como se ve en un monitor de referencia con una gamma de 2,4 (según ITU-R BT.1886) en un entorno de visualización de referencia tenue ( según la Rec. UIT-R BT.2035 es 10 lux de D 65 o D 93 en Japón). [19] [20] [21] No obstante, el BT.1886 tiene un problema en HDR y, por lo tanto, BT.2390 define el spline de Hermite (EETF) que agrega un factor de reducción (1 - E 2 ) 4 a BT.1886.
Representacion digital
Rec. 709 define una codificación R'G'B ' y una codificación Y'C B C R , cada una con 8 bits o 10 bits por muestra en cada canal de color. En la codificación de 8 bits , los canales R ' , B' , G ' e Y' tienen un rango nominal de [16..235], y los canales C B y C R tienen un rango nominal de [16..240 ] con 128 como valor neutro. Entonces, en el rango limitado, el negro de referencia R'G'B ' es (16, 16, 16) y el blanco de referencia es (235, 235, 235), y en Y'C B C R el negro de referencia es (16, 128, 128) y el blanco de referencia es (235, 128, 128). Se permiten valores fuera de los rangos nominales, pero normalmente se fijarían para su transmisión o visualización (excepto para Superwhite y xvYCC ). Los valores 0 y 255 están reservados como referencias de tiempo (SAV y EAV), y pueden no contener datos de color (para 8 bits, para 10 bits se reservan más valores y para 12 bits aún más, no se reservan valores en archivos o modo RGB o modos digitales YCbCr de rango completo como sYCC u opYCC ). Rec. La codificación de 10 bits de 709 utiliza valores nominales cuatro veces superiores a los de la codificación de 8 bits, para facilitar la conversión, utiliza un relleno simple para los valores de referencia, por ejemplo, 240 solo se rellena con dos ceros finales y da 960 para un croma máximo de 10 bits. [22] Rec. Los rangos nominales de 709 son los mismos que los definidos en la Rec. UIT . 601 . [23]
Conversión de estándares
La conversión entre diferentes estándares de velocidad de fotogramas de video y codificación de color siempre ha sido un desafío para los productores de contenido que distribuyen a través de regiones con diferentes estándares y requisitos. Si bien BT.709 ha aliviado el problema de compatibilidad en términos del consumidor y el fabricante del televisor, las instalaciones de transmisión aún usan una velocidad de cuadro particular basada en la región, como 29.97 en América del Norte o 25 en Europa, lo que significa que el contenido de transmisión aún requiere al menos conversión de velocidad de fotogramas.
Conversión de la definición estándar
La vasta biblioteca heredada de programas y contenido de definición estándar presenta más desafíos. NTSC , PAL y SECAM son todos formatos entrelazados con una relación de aspecto de 4: 3 y una resolución relativamente baja. Escalarlos a una resolución HD con una relación de aspecto de 16: 9 presenta una serie de desafíos.
En primer lugar, está la posibilidad de distraer los artefactos de movimiento debido al contenido de video entrelazado. La solución es convertir solo a un formato BT.709 entrelazado a la misma velocidad de campo y escalar los campos de forma independiente, o procesarlos para desentrelazar y eliminar el movimiento entre campos, creando cuadros progresivos.
En segundo lugar, está la cuestión de las relaciones de aspecto. Recortar la parte superior o inferior del marco de definición estándar puede funcionar o no, dependiendo de si la composición lo permite y si hay gráficos o títulos que se cortarían.
Además, los colores primarios NTSC de rojo, verde y azul son diferentes a los de BT.709. Los primarios rojo y azul para PAL y SECAM son los mismos que BT.709, con solo un cambio menor en el primario verde. Convertir NTSC correctamente significa usar una LUT (tabla de búsqueda) para convertir los colores al nuevo espacio de colores. [24] [25]
Coeficientes de luminancia
Al codificar video Y'C B C R , BT.709 crea luma codificado gamma ( Y ' ) usando coeficientes de matriz 0.2126, 0.7152 y 0.0722 (juntos suman 1). BT.709-1 usó 0.2125, 0.7154, 0.0721 ligeramente diferentes (cambiados a los estándar en BT.709-2). Aunque se logró un acuerdo mundial sobre un único sistema R'G'B 'con la Rec. 709, la adopción de diferentes coeficientes luma (como los que se derivan de los primarios y el punto blanco [25] ) para Y'C B C R requiere el uso de diferentes decodificaciones luma-chroma para la definición estándar y alta definición. [26]
Software y hardware de conversión
Estos problemas pueden manejarse con software de procesamiento de video, que puede ser lento, o con soluciones de hardware [27] que permiten la conversión en tiempo real y, a menudo, con mejoras de calidad.
Retransferencia de película
Una solución más ideal es volver a los elementos originales de la película para proyectos que se originaron en una película. Debido a los problemas heredados de la distribución internacional, muchos programas de televisión que se filmaron en película utilizaron un proceso de corte negativo tradicional y luego tuvieron un solo maestro de película que se podía telecinear para diferentes formatos. Estos proyectos pueden volver a telecine sus maestros negativos cortados a un maestro BT.709 a un costo razonable y obtener el beneficio de la resolución completa de la película.
Por otro lado, para los proyectos que se originaron en película, pero completaron su master en línea utilizando métodos de video en línea, se necesitaría volver a telecine las tomas de película individuales necesarias y luego volver a ensamblar, se requiere una cantidad significativamente mayor de mano de obra y tiempo de máquina en este caso, frente a un telecine para un negativo conformado. En este caso, disfrutar de los beneficios de la película original implicaría costos mucho más altos para adaptar las películas originales a un nuevo master HD.
Relación con sRGB
sRGB se creó después del desarrollo inicial de Rec.709. Los creadores de sRGB optaron por utilizar los mismos primarios y puntos blancos que Rec.709, pero cambiaron la curva de respuesta de tono (a veces denominada gamma ) para adaptarse mejor al uso previsto en oficinas y condiciones más luminosas que ver televisión en una sala de estar oscura.
Ver también
- Rec. 601 , un estándar comparable para televisión de definición estándar (SDTV)
- Rec. 2020 , un estándar para televisión de ultra alta definición (UHDTV) con amplia gama de colores (WCG)
- Rec. 2100 , un estándar para televisión de alto rango dinámico (HDR-TV) con resolución FHD y UHD
- sRGB , un espacio de color estándar para gráficos web / por computadora, basado en la Rec. 709 primarias y punto blanco
Referencias
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enlaces externos
- ITU-R BT.709-6 : Valores de los parámetros para los estándares de HDTV para la producción y el intercambio de programas internacionales. Junio de 2015. Tenga en cuenta que -6 es la versión actual; las versiones anteriores eran de -1 a -5 .
- Poynton, Charles, uniformidad de percepción, reproducción de imágenes, estado de la imagen y Rec. 709 . Mayo de 2008.
- sRGB : IEC 61966-2-1: 1999