Perceptual Quantizer

La perceptual quantizer (PQ), publiée par le SMPTE sous le nom SMPTE ST 2084^[1], est une fonction de transfert (en) qui permet l'affichage HDR en remplaçant la courbe gamma utilisée dans la SDR^{[2],[3],[4],[5]}. Elle est capable de représenter des niveaux de luminance allant de 10000 cd/m² (nits) au maximum à 0,0001 nits au minimum^[2]. Elle a été développée par Dolby^[6] et standardisée en 2014 par le SMPTE^[1] et également en 2016 par l'UIT dans la Rec. 2100 (en)^[7],[8]. L'ITU spécifie l'usage de PQ ou de HLG comme fonctions de transfert pour la TV-HDR^[7]. PQ est la base des formats vidéo HDR (tels que Dolby Vision^[2],[9], HDR10^[10] et HDR10+ (en)^[11]) et est également utilisée pour les formats d'images fixes HDR^[12],[13]. PQ n'est pas rétro-compatible avec la fonction de transfert électro-optique (en) (EOTF) de la norme BT.1886 (en) (c'est-à-dire la courbe gamma de la SDR), tandis que HLG est compatible.

PQ est une fonction de transfert (en) non-linéaire basée sur la perception visuelle humaine des bandes de couleur (en) et est capable de ne pas produire de bandes visibles avec 12 bits^[14]. Une fonction puissance (utilisée comme EOTF dans les applications SDR) étendue jusqu'à 10000 cd/m² aurait nécessité 15 bits^[14].

Détails techniques

La EOTF de PQ (fonction de transfert électro-optique (en)) est la suivante^[7],[15] :

${\displaystyle F_{D}=EOTF[E']=10000\left({\frac {\max[(E'^{1/m_{2}}-c_{1}),0]}{c_{2}-c_{3}\cdot E'^{1/m_{2}}}}\right)^{1/m_{1}}}$

La EOTF inverse de PQ est :

${\displaystyle E'=EOTF^{-1}[F_{D}]=\left({\frac {c_{1}+c_{2}\cdot Y^{m_{1}}}{1+c_{3}\cdot Y^{m_{1}}}}\right)^{m_{2}}}$

où

• ${\displaystyle E'}$ est la valeur du signal non-linéaire, sur la plage ${\displaystyle \left[0,1\right]}$.
• ${\displaystyle F_{D}}$ est la luminance affichée en cd/m²
• ${\displaystyle Y=F_{D}/10000}$ est la valeur linéaire normalisée affichée, sur la plage [0:1] (où ${\displaystyle Y=1}$ représente la luminance maximale de 10000 cd/m²)
• ${\displaystyle m_{1}={\frac {2610}{16384}}={\frac {1305}{8192}}=0.1593017578125}$
• ${\displaystyle m_{2}=128{\frac {2523}{4096}}={\frac {2523}{32}}=78.84375}$

• ${\displaystyle c_{1}={\frac {3424}{4096}}={\frac {107}{128}}=0.8359375=c_{3}-c_{2}+1}$
• ${\displaystyle c_{2}=32{\frac {2413}{4096}}={\frac {2413}{128}}=18.8515625}$
• ${\displaystyle c_{3}=32{\frac {2392}{4096}}={\frac {2392}{128}}=18.6875}$

Voir aussi

Articles connexes

• Fonctions de transfert en imagerie (en)
• Télévision à grande gamme dynamique