ไอซีทีซีพี

IC C , ICtCpหรือ ITPเป็นรูปแบบการแสดงสีที่ระบุไว้ใน มาตรฐาน Rec. ITU-R BT.2100ซึ่งใช้เป็นส่วนหนึ่งของไปป์ไลน์ภาพสีใน ระบบ วิดีโอและการถ่ายภาพดิจิทัลสำหรับ ภาพที่ มีช่วงไดนามิกสูง (HDR) และขอบเขตสีที่กว้าง (WCG) ^{[ 1 ]}ได้รับการพัฒนาโดย Dolby Laboratories ^{[ 2 ]}จาก พื้นที่สี IPTโดย Ebner และ Fairchild ^{[ 3 ] [ 4 ]} รูปแบบนี้ได้มาจากพื้นที่สีRGB ที่เกี่ยวข้อง โดยการแปลงพิกัดซึ่งรวมถึงการแปลงเมทริกซ์สองครั้งและฟังก์ชันการถ่ายโอนแบบไม่เชิงเส้นระดับกลางซึ่งเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่าการแก้ไขแกมมาล่วงหน้าการแปลงนี้สร้างสัญญาณสามสัญญาณที่เรียกว่า I, C T และ C P การแปลง IC T C P ใช้กับ RGBได้จากฟังก์ชันไม่เชิงเส้นแบบ Perceptual Quantizer (PQ) หรือ Hybrid Log–Gamma (HLG) แต่โดยทั่วไปมักเกี่ยวข้องกับฟังก์ชัน PQ (ซึ่งได้รับการพัฒนาโดย Dolby เช่นกัน)

ส่วนประกอบI ("ความเข้ม") เป็น ส่วนประกอบ ลูมาที่แสดงถึงความสว่างของวิดีโอ และC และC เป็น ส่วนประกอบโครมาสีน้ำเงิน-เหลือง (ตั้งชื่อตามtritanopia ) และสีแดง-เขียว (ตั้งชื่อตามprotanopia ) ^{[ 2 ]} Ebner ยังใช้ IPT เป็นคำย่อของ "Image Processing Transform" อีกด้วย^{[ 3 ]}

รูปแบบการแสดงสี IC T Pมีความสัมพันธ์เชิงแนวคิดกับพื้นที่สีLMSเนื่องจากการแปลงสีจากRGBเป็นIC C ถูกกำหนดโดยการแปลงRGBเป็นLMS ก่อนด้วยการแปลง ริกซ์ 3×3 จากนั้นใช้ฟังก์ชันไม่เชิงเส้น และจากนั้นแปลงสัญญาณไม่เชิงเส้นเป็นIC C โดยใช้การแปลงเมทริกซ์ 3×3 อีกครั้ง^{[ 5 ]} IC C ถูกกำหนดให้เป็น รูปแบบดิจิทัล YCCที่รองรับการสุ่มตัวอย่างย่อยโครมา 4:4:4, 4:2:2 และ 4:2:0 ในCTA-861 -H (นั่นหมายความว่าในโหมด 10 บิตช่วงจำกัด ค่า 0, 1, 2, 3, 1020, 1021, 1022, 1023 จะถูกสงวนไว้) ^{[ 6 ]}

IC C ถูกกำหนดโดยRec. 2100ว่าได้มาจากRGB เชิงเส้น ดังต่อไปนี้: ^{[ 1 ]}

1. คำนวณค่าLMSจากค่า BT.2100 RGB:${\displaystyle {\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}1688&2146&262\\683&2951&462\\99&309&3688\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}R\\G\\B\end{bmatrix}}}$
2. ปรับค่า LMS ให้เป็นค่าปกติโดยใช้ความไม่เป็นเชิงเส้น:
   • หากใช้ฟังก์ชันถ่ายโอน PQ :${\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=EOTF_{PQ}^{-1}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}$
   • หากใช้ฟังก์ชันถ่ายโอน HLG :${\displaystyle {\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}=OETF_{HLG}\left({\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}\right)}$
3. คำนวณIC C :
   • สำหรับ PQ:${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\C_{T}\\C_{P}\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}2048&2048&0\\6610&-13613&7003\\17933&-17390&-543\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$
   • สำหรับHLG :${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\C_{T}\\C_{P}\end{bmatrix}}={\frac {1}{4096}}{\begin{bmatrix}2048&2048&0\\3625&-7465&3840\\9500&-9212&-288\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

เมทริกซ์ทั้งสามที่กล่าวถึงข้างต้นได้มาจากการพิสูจน์ (มีเพียง 2 เมทริกซ์แรกเท่านั้นที่พิสูจน์ได้^{[ 2 ]} ) จากเมทริกซ์ใน IPT เมทริกซ์ HLG สามารถพิสูจน์ได้ในลักษณะเดียวกับเมทริกซ์ PQ โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการปรับขนาดแถวโครมา เมทริกซ์การถอดรหัสแบบผกผันIC C ได้รับการกำหนดไว้ใน ITU-T Series H Supplement 18 ^{[ 7 ]}

IC C ถูกกำหนดให้พื้นที่ BT.2020 ทั้งหมดอยู่ในช่วง [0, 1] สำหรับ I และ [-0.5, +0.5] สำหรับส่วนประกอบโครมาทั้งสองพื้นที่สีสม่ำเสมอ ITP ที่เกี่ยวข้องซึ่งใช้ใน ΔE (Rec. 2124) จะปรับขนาด C โดย 0.5 เพื่อคืนค่าความสม่ำเสมอ^{[ 8 ]}มีการสนับสนุน ICtCp ใน zimg (รวมถึง zimg เป็นส่วนหนึ่งของ FFmpeg) และ color-science สำหรับทั้ง HLG และ PQ

แบบจำลองการปรากฏสีIPTของ Ebner & Fairchild (1998) ซึ่งเป็นแบบจำลองก่อนหน้าIC C มีขั้นตอนการแปลงที่คล้ายคลึงกันเป็นส่วนใหญ่ คือ อินพุต → LMS → ความไม่เป็นเชิงเส้น → IPT ^{[ 3 ] [ 9 ]}ความแตกต่างคือแบบจำลองนี้กำหนดอินพุตไปยัง พื้นที่สีไตรสติมูลั ส CIEXYZ ที่ทั่วไปกว่า และส่งผลให้มีเมทริกซ์ Hunt-Pointer-Estevez (สำหรับ D65) ที่เป็นแบบดั้งเดิมมากกว่าสำหรับ LMS ความไม่เป็นเชิงเส้นคือค่าแกมมาคงที่ที่ 0.43ซึ่งค่อนข้างใกล้เคียงกับค่าที่ใช้โดย RLAB เมทริกซ์ที่สองในที่นี้แตกต่างจาก เมทริกซ์ IC C เล็กน้อย โดยหลักๆ คือยังพิจารณา S (กรวยสีน้ำเงิน) สำหรับความเข้ม แต่IC C ยังมีเมทริกซ์การหมุน (เพื่อจัดแนวโทนสีผิว) และเมทริกซ์สเกลาร์ (ปรับขนาดให้พอดีกับขอบเขตสี BT.2020 ทั้งหมดภายในบริเวณ -0.5 ถึง 0.5) คูณกับเมทริกซ์นี้ด้วย: ^{[ 2 ] [ 10 ]}

1. คำนวณ LMS (ดูLMS color space § Hunt, RLABสำหรับ D65 ซึ่งแตกต่างกันเล็กน้อย^{[ 3 ]} ):${\displaystyle {\begin{bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.4002&0.7075&-0.0807\\-0.2280&1.1500&0.0612\\0&0&0.9184\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}X\\Y\\Z\end{bmatrix}}}$
2. ความไม่เป็นเชิงเส้น (L'M'S'): สำหรับแต่ละส่วนประกอบ L, M, S ให้ใช้ฟังก์ชันกำลัง :${\displaystyle X'={\begin{cases}X^{0.43}&{\text{for }}X\geq 0\\-(-X)^{0.43}&{\text{for }}X<0\end{cases}}}$
3. ${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\P\\T\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}0.4000&0.4000&0.2000\\4.4550&-4.8510&0.3960\\0.8056&0.3572&-1.1628\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

IPTPQc2เป็นพื้นที่สีที่เกี่ยวข้องอีกแบบหนึ่งที่ใช้โดย โปรไฟล์ Dolby Vision 5 BL+RPU (โดยไม่มี EL) ^{[ 11 ]} "c2" ในชื่อหมายถึงเมทริกซ์ครอสทอล์กที่ใช้โดย c = 2% โดยใช้การควอนไทเซชันแบบเต็มช่วง (0-1023 สำหรับวิดีโอ 10 บิต ไม่มีการสงวนค่า) นอกจากนี้ยังมักถูกเรียกว่าIPTPQc2/IPTเนื่องจากเมทริกซ์นั้นเหมือนกับในเอกสาร IPT ปี 1998 เพียงแต่เป็นการแสดงแบบผกผัน^{[ 12 ]}เอกสารเกี่ยวกับรูปแบบนี้มีน้อยเนื่องจากเป็นกรรมสิทธิ์ แต่สิทธิบัตร^{[ 13 ]}เกี่ยวกับพื้นที่สี "IPT-PQ" (IPT ที่ควอนไทซ์ตามการรับรู้) ดูเหมือนจะอธิบายว่า Dolby เปลี่ยนโดเมนเป็น PQ ได้อย่างไรโดยการเปลี่ยนฟังก์ชันกำลังแบบดั้งเดิมจากเอกสาร IPT ปี 1998 เป็นฟังก์ชัน PQ สำหรับแต่ละส่วนประกอบของ LMS เมทริกซ์มีดังนี้:

${\displaystyle {\begin{bmatrix}I\\P\\T\end{bmatrix}}_{PQC2}=\left({\frac {1}{8192}}{\begin{bmatrix}8192&799&1681\\8192&-933&1091\\8192&267&-5545\end{bmatrix}}\right)^{-1}{\begin{bmatrix}L'\\M'\\S'\end{bmatrix}}}$

โปรดสังเกตการผกผันเมทริกซ์ที่ใช้ และเกิดข้อผิดพลาดในสิทธิบัตรหมายเลข 1091 ของเมทริกซ์ (เมทริกซ์หลังการผกผันถูกต้องในสิทธิบัตร) นอกจากนี้ รูปแบบนี้ไม่มีความไม่เป็นเชิงเส้น และถือว่าเป็นไปตาม BT.2020 ^{[ 14 ]}

ขั้นตอนที่สอง การสร้างแบบจำลองการปรับช่วงไดนามิก (การปรับรูปร่าง^{[ 15 ]} ) ได้รับการกำหนดไว้ในสิทธิบัตรเช่นกัน

Disney+ , Apple TV+และNetflixใช้ซอฟต์แวร์นี้

ตัวถอดรหัส IPTPQc2 พร้อมการปรับรูปร่างและ MMR (แต่ไม่มี NLQ และเมตาเดต้าแบบไดนามิก) มีให้บริการใน libplacebo ^{[ 16 ]}

มีการเพิ่มการรองรับการถอดรหัสทุกขั้นตอนในmpvแล้ว

IC C มีความสว่างเกือบคงที่^{[ 17 ]}ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ระหว่างI ที่เข้ารหัส และความสว่างจริงคือ 0.998 ซึ่งสูงกว่า 0.819 สำหรับYC C มาก ความสว่างคงที่ที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับYC C เป็นข้อได้เปรียบสำหรับการดำเนินการประมวลผลสี เช่นการสุ่มตัวอย่างย่อยโครมาและการแมปขอบเขตสีซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงเฉพาะข้อมูลความแตกต่างของสีเท่านั้น^{[ 2 ]}

IC C ยังช่วยปรับปรุงความเป็นเส้นตรงของเฉดสีเมื่อเทียบกับYC C ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการบีบอัดและการแมปปริมาตรสี^{[ 18 ] [ 19 ]}การปรับรูปร่างแบบปรับได้ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการบีบอัดได้อีก 10% ^{[ 20 ]}

การปรับปรุงความสว่างและความสม่ำเสมอของเฉดสีทำให้IC C ที่ปรับขนาด เป็นพื้นที่สีที่ใช้งานได้จริงสำหรับการคำนวณความแตกต่างของสี ( ΔE ) ตามที่แนะนำโดย ITU-R Rec. BT.2124 ^{[ 8 ]}

ในแง่ของ ข้อผิดพลาดสี CIEDE2000เนื่องจากการควอนไทเซชันIC C 10 บิต (ซึ่งให้ข้อผิดพลาดต่ำกว่า 3 ทุก ที่) จะเทียบเท่ากับYC C ^{[ 2 ]}

IC C ได้รับการสนับสนุนในมาตรฐานการเข้ารหัสวิดีโอHEVC ^{[ 21 ]}นอกจากนี้ยังเป็นรูปแบบ YCC ดิจิทัลและสามารถส่งสัญญาณในบล็อก Colorimetry ของ EDID เป็นส่วนหนึ่งของ CTA-861-H ได้