Передаточные функции в обработке изображений

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Эта статья посвящена передаточным функциям, используемым в отображении и обработке фото и видео, и описанию взаимосвязи между электрическим сигналом, светом сцены и отображаемым светом.

Определения

Оптоэлектронная передаточная функция (OETF) — функция, получающая на вход относительную линейнуя яркость сцены (объекта съемки) и преобразующая её в цифровое изображение или видеосигнал. Как правило, это преобразование происходит в камере или сканере.[1][2] После OETF-функции цифровой сигнал может быть дополнительно подвергнут компрессии (с потерями или без) для более эффективного сохранения и/или передачи.

Электронно-оптическая передаточная функция (EOTF) — функция, получаящая на вход цифровое изображение или видеосигнал, и преобразующая его в линейную яркость изображения на экране.[1][2] Используется устройством с дисплеем.

Оптооптическая передаточная функция (OOTF) — функция, получающая на вход относительную линейную яркость сцены (объекта съемки) и преобразующая её в линейную яркость изображения на дисплее. OOTF является результатом OETF и EOTF и, как правило, является нелинейной.[1][2]

Список передаточных функций

Линейные OETF-функции

  • Формат RAW: Как правило, цифровые фотоаппараты сохраняют данные с сенсора камеры в линейном формате (в два раза больше света — в два раза выше цифровое значение в файле). Однако, некоторые форматы RAW используют нелинейное квантование.[3][4][5]
  • Некоторые OETF и EOTF используют линейные функции, которые затем сопровождаются нелинейными (например, sRGB и Rec. 709)[6]

Логарифмические OETF-функции

HDR-видео

Для HDR-видео были разработаны следующие передаточные функции:

  • Перцептивное квантование (PQ) — передаточная функция, разработанная компаний Dolby для HDR, стандартизированна в Rec. 2100.[2]
  • Hybrid log–gamma (HLG) — нелинейная передаточная функция, в которой для нижней половины значений сигнала используется гамма-кривая, а для верхней половины значений сигнала — логарифмическая кривая.[9] Разработана NHK и BBC, стандартизированна в Rec. 2100.[2]

Примечания

  1. ↑ 1 2 3 Международный союз электросвязи (ITU). Рекомендация МСЭ-R BT.2100-0 (07/2016). Значения параметров изображений для систем телевидения большого динамического диапазона для использования в производстве программ и международном обмене ими // Рекомендация МСЭ. — 2016. — С. 11. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 BT.2100 : Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange. www.itu.int. Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 8 февраля 2021 года.
  3. ↑ Is the Nikon D70 NEF (RAW) format truly lossless? · Fazal Majid's low-intensity blog. blog.majid.info. Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  4. ↑ Raw is Not Magic (амер. англ.). Prolost (25 января 2016). Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  5. ↑ Tips for reading a camera raw file into MATLAB (англ.). Steve on Image Processing with MATLAB (8 марта 2011). Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  6. ↑ BT.709 : Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange. www.itu.int. Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 6 апреля 2023 года.
  7. ↑ writer, Frank BeachamWriter at Broadcast BeatFrank Beacham is a New York-based; director; Print, Producer Who Works in; radio; television Understanding LOG Video - Broadcast Beat (амер. англ.). https://www.broadcastbeat.com/. Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  8. ↑ Смирнова, Алиса Цветокоррекция видео: как использовать логарифмический профиль. Фотосклад – фотомагазин №1. Дата обращения: 24 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
  9. ↑ T. Borer, A. Cotton. A “Display Independent” High Dynamic Range Television System. Архивировано 7 февраля 2016 года.