超高清电视的高动态范围(HDR)技术
4K电视的技术要求
4K电视的技术要求4K电视的技术要求随着科技的发展，电视技术也在不断进步，4K电视成为了当前电视市场的主流产品。
4K电视是指具有3840 x 2160像素分辨率的高清电视，相比传统电视，它拥有更高的分辨率和更细腻的画质。
下面我们来介绍一下4K电视的主要技术要求。
首先，4K电视的显示屏幕要求具备高分辨率。
目前，市面上的4K电视大多采用液晶显示技术，其中最常见的是IPS和VA技术。
IPS技术具有广视角和准确的色彩表现，而VA技术则在对比度上表现较好。
在选择4K电视时，消费者可以根据自己对画质的要求进行选择。
其次，4K电视需要具备高动态范围(HDR)技术。
HDR技术可以使画面在亮度、对比度和色彩饱和度等方面更加真实自然，增强观影体验。
常见的HDR技术有HDR10、Dolby Vision和HLG等，这些技术可以提供更丰富的色彩表现和更明确的细节。
除了高分辨率和HDR技术，4K电视还要求具备较高的画面刷新率和响应时间。
画面刷新率是指每秒钟刷新的图像帧数，常见的4K电视刷新率为60Hz或更高。
高刷新率可以减少画面模糊和残影，使画面更加流畅。
响应时间是指电视显示器从接收到信号到显示出相应画面的时间，较低的响应时间可以减少画面拖尾现象，提高观影体验。
此外，4K电视还需要具备良好的音频输出。
优质的音效可以提升观影体验，让用户更加沉浸在影音世界中。
4K电视通常支持多种音频格式，如杜比全景声、DTS:X等，同时还需要配备高质量的扬声器或支持外接音频设备的接口，以保证音效的真实和清晰。
另外，4K电视还需要具备智能功能。
智能电视拥有操作系统和网络连接功能，用户可以通过智能电视访问各种在线内容和应用程序。
同时，智能电视还支持无线投屏和智能家居控制等功能，提升用户的便利性和娱乐体验。
最后，4K电视还需要具备优秀的连接和扩展性能。
它应该支持多个HDMI接口、USB接口、网络接口等，以便用户连接外部设备和扩展电视功能。
此外，一些4K电视还支持蓝光播放器、游戏机和音箱等外接设备，为用户提供更多的娱乐选择。
hdr显示器原理
hdr显示器原理
HDR（高动态范围）显示器是一种能够呈现更广泛亮度和色
彩范围的显示技术。
它通过以下原理来实现：
1. 高亮度区域增强：HDR显示器能够呈现比传统显示器更高
的亮度水平。
它使用高亮度发光二极管（LED）背光或本地调光技术，在特定区域提供更高的亮度水平。
这样可以使黑色更深，白色更明亮，增加图像的对比度。
2. 色彩范围扩展：HDR显示器具有更广的色彩范围，可以呈
现更多的颜色细节。
它使用更多种类的色彩覆盖，如Wide Color Gamut（WCG）技术或Quantum Dot技术，这些技术能
够揭示更多细节，提供更丰富的色彩表现力。
3. 明暗细节再现：HDR显示器能够同时保留亮部和暗部细节。
它使用本地调光技术或者动态对比度技术，根据图像内容自动调整背光或LED的亮度。
这样可以避免过度曝光和失真，使
图像更加真实且细节丰富。
总结起来，HDR显示器通过提高亮度、扩展色彩范围和保留
明暗细节来呈现更逼真的图像。
这种技术的应用使得用户在观看影视内容或玩游戏时能够获得更加真实、明亮和生动的视觉体验。
高动态范围与HDR利用HDR技术保留细节与光影效果
高动态范围与HDR利用HDR技术保留细节与光影效果高动态范围与HDR：利用HDR技术保留细节与光影效果当我们欣赏美丽的自然风光或者电影中精彩的画面时，我们常常会被绚丽的光影效果所吸引。
这些光影不仅令画面更加生动逼真，还能够展现出丰富的细节。
然而，由于摄影技术的限制以及人眼对光照的适应性，拍摄出既保留细节又具有丰富光影效果的照片或视频并不容易。
而高动态范围（High Dynamic Range，HDR）的出现解决了这一难题。
HDR技术可以对拍摄的照片或视频进行多帧曝光的融合，从而保留更广泛的亮度范围。
相较于传统的拍摄方式，HDR可以在同一张照片或视频中同时展示出亮部和暗部的细节，并且保持自然的色彩和光影效果。
接下来，我们将详细探讨HDR技术的原理和应用。
一、HDR技术的原理HDR技术的核心原理在于将不同曝光度的多张照片或视频帧进行合成。
通常情况下，我们需要拍摄一组照片或视频帧，包括低曝光度、中等曝光度和高曝光度。
低曝光度的照片或视频帧会保留亮部的细节，但暗部会过暗；而高曝光度的照片或视频帧则会保留暗部的细节，但亮部会过亮。
通过将这些照片或视频帧进行合成，HDR技术可以达到兼顾亮暗两个极端的效果。
在合成过程中，HDR技术会根据不同照片或视频帧的曝光度，自动调整每个像素点的亮度值，以保留最多的细节。
例如，在光线很强的区域，低曝光度的照片或视频帧可能已经捕捉到了纹理细节，但亮度过暗；而高曝光度的照片或视频帧能够提供更好的亮度，但却无法展示纹理。
HDR技术通过综合这些不同曝光度的信息，将亮度值调整到合适的范围内，以还原出丰富的细节和光影效果。
二、HDR技术的应用1. 摄影领域HDR技术在摄影中有着广泛的应用。
通过HDR技术，摄影师可以在照片中轻松捕捉到宽广的景深和明亮的细节。
尤其是在户外拍摄中，HDR技术可以帮助拍摄者在逆光或者高对比度的情况下，依然保持画面的细节和色彩。
此外，在风景摄影中，HDR技术也能够凸显出山水的层次感和细腻的细节，让观众享受到更加真实的视觉体验。
hdr的原理和应用
HDR的原理和应用1. HDR的定义HDR（High Dynamic Range）即高动态范围技术，是一种通过在同一幅照片中展示更大亮度范围的技术。
传统的照片通常无法同时展示出明亮细节和暗部细节，HDR通过将多张不同曝光程度的照片合成，来获取更多的细节并提高图像质量。
2. HDR的原理HDR技术的原理基于人眼对亮度的感知。
人眼在不同光照强度下具有不同的亮度范围。
相比之下，相机的感知范围要小得多。
因此，要展示细节丰富的照片，需要将多个曝光度不同的照片进行合成。
HDR合成的基本原理如下： 1. 拍摄多张曝光度不同的照片：通常包括一张过曝（曝光过度），一张正常曝光和一张欠曝（曝光不足）的照片。
2. 合成照片：将多张照片通过特定算法进行合成，以展示出较宽广的亮度范围。
3. 增强细节与对比度：HDR技术可以增强细节和对比度，使照片更具有立体感和真实感。
4. 色彩硬化：HDR技术还可以通过增加色彩饱和度和对比度来改善照片的视觉效果。
3. HDR的应用3.1 摄影领域HDR技术在摄影领域有广泛应用。
主要通过以下几个方面来提高照片的质量：•全景照片拍摄：在拍摄全景照片时，HDR技术可以帮助展示更广的亮度范围，使整个景色更加真实。
•风光摄影：HDR技术可以提高照片的动态范围，捕捉到夜空中的明亮星光和地面上的细节，使照片更加生动。
•特殊光照条件下的拍摄：在强光照射或逆光的情况下，HDR技术可以进行曝光补偿，使照片更加均衡。
3.2 视频制作HDR技术也逐渐在视频制作领域得到应用。
通过HDR技术，视频制作者可以展示更广的亮度范围，从而提高视频的视觉效果。
•影视制作：在电影和电视剧的制作中，使用HDR技术可以提高视觉冲击力，营造更加真实的观影体验。
•游戏开发：游戏开发者可以使用HDR技术来提高游戏画面的质量，增强光照效果和场景表现力。
3.3 显示技术随着HDR技术的普及，越来越多的设备开始支持HDR显示。
这些设备通常具有更高的亮度和更广的色域范围，能够展示更真实的颜色和更多的细节。
HDR原理与实现
HDR原理与实现HDR（High Dynamic Range）即高动态范围技术，是一种使用多个曝光水平的图像，通过合成来提高图像的动态范围的技术。
传统的摄影技术仅能呈现有限的动态范围，而HDR技术则能够更好地还原现实世界中宽广的亮度范围。
下面将详细介绍HDR技术的原理和实现方法。
1.HDR原理：传统的相机或摄影器材仅能同时记录一种曝光水平下的光照信息，因此当场景中包含明亮和暗部分时，摄影师必须在两者之间做出折中选择，导致亮部或暗部细节的丢失。
而HDR技术则通过在相机中采集多个不同曝光水平的图像，再通过合成算法将这些图像合并成一幅具有更广泛动态范围的图像。
具体原理如下：-曝光：使用自动或手动曝光控制，拍摄多张不同曝光水平的图像，通常包括亮度适中、亮度较低、和亮度较高的图像。
-对齐：将这些图像进行对齐对准，以保证后续的图像合成过程中各个图像对应区域的一致性。
-合成：通过合成算法，将亮度适中、亮度较低、亮度较低的图像进行加权叠加，得到高动态范围的图像。
-映射：对合成得到的高动态范围图像进行色调映射，以适应普通显示设备的有限动态范围，使图像能够在常规设备上显示。
2.HDR实现：实现HDR技术主要分为硬件实现和软件实现两种方式。
硬件实现：-多曝光传感器：一些相机设备中已经内置了多个传感器，可以同时捕捉多个曝光水平的图像。
-可变ND滤镜：通过在相机中使用可变中性密度（ND）滤镜，可调节进光量，以获取不同曝光水平的图像。
-曝光时间调节：通过控制相机的曝光时间，可以获取不同曝光水平的图像。
软件实现：- 图像融合：使用图像融合算法（如加权平均或基于像素值的选择）对不同曝光水平的图像进行合成，可使用Photoshop等软件进行处理。
- 色调映射：使用色调映射算法（如Reinhard，Durand等算法），将HDR图像映射到低动态范围显示设备上。
-色彩校正：通过色彩校正算法，对合成结果进行色彩修正，以达到更好的视觉效果。
hdr原理
hdr原理
高动态范围（High Dynamic Range，简称HDR）是一种图像处理技术，通过增加图像的亮度范围，使其能够更好地展示明亮的高光和暗部的细节。
HDR的原理基于人眼对亮度的感知特性，人眼可以同时适应强光和暗光环境，并能够辨别出丰富的细节。
然而，由于摄像机传感器和显示器的限制，常规图像无法完全捕捉和显示出这种宽广的亮度范围。
HDR技术的原理就是通过将多张不同曝光的图像合成为一张高动态范围的图像。
这一过程中，先拍摄一系列曝光时间不同的照片，包括暴光充足的暗部和细节丰富的高光。
然后，利用电脑软件或者相机内部的HDR功能，将这些曝光不同的照片合并在一起，使得亮度范围较大的部分保留更多细节。
在HDR合成过程中，每张照片的亮度信息被提取出来，并进行融合。
一般来说，亮度信息被转化为32位浮点数的格式，以保留更精细的细节和更低的噪声水平。
然后，通过算法将这些照片融合在一起，使得暗部和高光部分都能展现出丰富的细节，达到更加真实自然的效果。
最后，将HDR图像转换成标准的8位或16位整数格式，以便在常规显示器上显示。
在这个过程中，需要进行色彩映射和调整，使得图像的亮度范围适应显示器的能力，同时保持尽可能多的细节。
总的来说，HDR技术通过多次曝光的图像融合和优化，使得
图像能够展示出更广泛的亮度范围和更丰富的细节，让观众能够更真实地感受到现实世界的亮度差异。
hdr原理
hdr原理HDR（High Dynamic Range，高动态范围）技术是一种可以提供超过传统相机或录制能力的图像发布技术。
它允许图像中的亮调和暗调更丰富，并且允许用户从图像中获得更加准确的外观。
这种技术的基本原理是使用多个曝光水平拍摄一张图片，然后将它们组合成一张预期的完整图片。
那么，HDR原理到底是怎样的呢？首先，HDR原理建立在“动态范围”的概念上。
动态范围是指在一个图像中正确显示内容所需要的亮度范围。
例如，一种景象可以包含非常亮的部分，例如，太阳，以及非常暗的部分，例如，天空的背景。
传统相机和录制设备无法正确捕捉我们看到的景象，因为它们的动态范围不够宽。
其次，HDR原理建立在“曝光”的概念上。
曝光是指光线照射在感光元件上的强度。
曝光不够强，图像中将出现暗的部分；曝光过强，图像中将出现亮的部分。
HDR技术允许使用多个曝光等级来拍摄一张完整的图片，使得传统摄影技术难以捕捉的颜色和细节得到了更好地表达。
再者，HDR原理建立在“合成”的概念上。
合成是指将多个图像组合成一张完整图片的过程。
HDR技术允许使用不同曝光水平拍摄图片，然后将它们组合成一张完整的图片。
在这个过程中，最亮的部分将从最亮的拍摄中获得，最暗的部分将从最暗的拍摄中获得，结果就是一张超出传统摄影技术范围的图像。
最后，HDR原理建立在“技巧”的概念上。
HDR技术是一种高级摄影技术，因此需要适当的技巧才能拍出一张技术上准确的图片。
有时，需要将曝光时间调整到一个特定的范围，才能获得最佳效果。
此外，在合成图像时，需要使用恰当的软件，才能将多个图像组合成一张更加准确的图片。
以上就是HDR原理的基本内容和原理。
HDR技术可以给拍摄者带来超出传统摄影技术的新的可能性，但是它也需要摄影者有足够的技巧来拍摄出令人惊叹的图片。
当然，学习HDR技术也可以让摄影者更好地理解摄影的基本原理，更好地掌握摄影技术。
hlg 原理
hlg 原理HLG（Hybrid Log-Gamma）是一种高动态范围（HDR）视频编码技术，旨在提供更高质量的视频显示体验。
HLG原理基于对人眼视觉特性的研究，通过调整图像亮度和对比度，使观众能够看到更丰富、更真实的色彩和细节。
HLG原理的关键在于将图像的亮度信息和色彩信息分离处理。
在传统的视频编码中，亮度和色彩是一起编码的，但这会导致亮度范围受到限制，无法展现HDR所需要的更广阔的亮度范围。
而在HLG中，亮度信息采用一种非线性的方式编码，使得在亮度信息的编码过程中更多地保留了细节和动态范围。
具体来说，HLG通过将亮度信息分为两个部分进行编码。
一部分是所谓的基础亮度，它包含了图像的大部分亮度信息，类似于传统视频编码中的亮度信息。
另一部分是所谓的增益亮度，它包含了更高的亮度范围，用于展现HDR效果。
在编码过程中，基础亮度和增益亮度被组合在一起，以保证在普通的显示设备上仍然可以正常显示。
HLG原理的另一个重要特点是兼容性。
由于HLG可以同时向后兼容传统的标准动态范围（SDR）显示设备，因此它可以在广泛的设备上播放，而不仅仅局限于HDR设备。
这种兼容性使得HLG成为一种非常实用的HDR编码技术，可以在目前的视频产业中广泛应用。
HLG原理的应用非常广泛，不仅在电视广播中得到了应用，还被应用于互联网视频传输、蓝光光盘和视频流媒体等领域。
通过使用HLG编码，视频制作人可以更好地展现画面的细节和色彩，给观众带来更加逼真的观影体验。
然而，尽管HLG在提供高质量视频显示方面有很大的优势，但它也面临一些挑战。
例如，由于HLG编码需要更大的带宽和存储空间，因此在传输和存储方面可能会面临一些困难。
此外，由于HLG是一种相对较新的技术，它在一些设备上的兼容性可能不是很好，这也限制了它的广泛应用。
总的来说，HLG原理是一种基于人眼视觉特性的HDR视频编码技术，通过分离亮度和色彩信息，并采用非线性编码的方式，使得观众可以享受更高质量的视频显示体验。
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SDI • ST 425-3/5将增加了 UHDTV 色度的有效载荷标识
符信令，修正目前传送 UHDTV 的 SDI 接口不能将 有效载荷标识符中的色度变成信号的问题； • 正在制定《流接口的 HDR 和 WCG 信令》，将定 义 HDR 和 WCG 的信令承载机制。
UHDA2016年发布ULTRA HD REMIUM终端认证标准， 2017年2月发布Mobile HDR PREMIUM终端认证标 准。
摄像机
OOTF
艺术效 果调整
传输
拍摄 参数调整
创作目的
理想 HDR画
面
参考监视器 参考观看环境
非参考 显示器
显示 调整
非参考观看环境 7
光电转换函数（OETF）与电光转换函数（EOTF）
OOTF = OETF EOTF
OETF：实现光电转换，一般位于摄像机内部 EOTF：实现电光转换，一般位于显示器内部
25
上海交通大学
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26 上海数字电视国家工程研究中心有限公司
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中国传媒大学
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索尼（中国）有限公司
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芯原微电子（北京）有限公司
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北京捷成世纪科技股份有限公司
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31
Auro 3D
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32
深圳创维-RGB电子有限公司
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33
清华大学
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34
Realtek
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35 工业和信息化部电子工业标准化研究院 √
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12
上海国茂数字技术有限公司
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13 北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司 √
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14 北京流金岁月文化传播股份有限公司 √
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15 深圳东方酷音信息技术有限公司
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16
青岛海信电器股份有限公司
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17
北京中星微电子有限公司
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18
联咏科技
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19 北京三星通信技术研究技术有限公司 √
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阳光直射 109 108
阳光 106 104
室内光 102 100
月光 10-2 10-4 10-6
星光
夜间视觉
白昼视觉
人眼视觉
无瞳孔调节时
典型范围
~105 :1
信号电平
拍摄制作
HDR技术
传输
终端显示
105 : 1
摄像机具备 16bit 处理 能力
105 : 1
10或12比特传输
压缩（BT.2100）
and the OOTF; • Annex 2:Conversion between HLG and PQ signals.
元数据
ST.2086 CEA-861.3 ST.2094-1 ST.2094-10 ST.2094-20 ST.2094-30 ST.2094-40 ETSI TS 103 433 V1.1.1
3D Audio 技术组
3D Audio测试 评估组
11
HDR和3D Audio专题工作组
在现有AVS联合推进工作组的框架下，成立高动态范围（HDR）和三维 声（3D Audio）两个专题组，进行技术分析研究及标准制订工作。
AVS技术应用联合推进工作组
HDR专题工作组
3D Audio专题工作组
HDR 技术组
——数据来源：Gartner
2
High Dynamic Range
4K/UHDTV能带给我们什么
High Fidelity Audio
High Resolution
Wide Color Gamut
High Bit Depth
High Frame Rate
3
实际景物：1015 :1
亮度等级 [尼特 nit（cd/m2 ）]
序 号
单位名称
41 北京数码视讯科技股份有限公司 上海下一代广播电视网应用实验室
42 有限公司
43 北京理工大学 44 中央人民广播电台 45 京东方科技集团股份有限公司 46 松下电器（中国）有限公司 47 杭州米谟科技有限公司 48 深圳市大疆创新科技有限公司 49 深圳TCL新技术有限公司 50 乐视控股（北京）有限公司 51 微鲸科技有限公司
HDR具有更高的亮度范围，能细腻呈现画面亮部、暗部细节 WCG具有更宽广的色域，与HDR结合呈现更广阔的色空间 HDR+BT.2020；（UHD）SDR+BT.709？
6
光-光转换函数（OOTF）
OOTF
实现由 拍摄端实际场景光信号 到 显示端显示器输出光信号 间的非线性变换功能
光信号
Artistic OOTF
9
HDR相关技术国际标准化情况
编码
• AVS2国标《信息技术 高效多媒体编码 第2部分 视频》（GB/T 33475.2-2016) 、广电
行标《高效音视频编码 第1部分：视频》（GY/T 299.1-2016）颁布；我国的HDR技术
标准将应用与AVS2编码标准使用；
• 国际上有基于HEVC的HDR技术标准，如HDR10。
加入专题组
知识产权缺省许可
按照合理且
HDR 专题组
3D音频专 题组
非歧视性的 条款免费许
加入专利池
FRAND许可
可
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52 青岛海尔多媒体有限公司
53 康佳集团股份有限公司
54 四川长虹电器股份有限公司
截至2017年2月底两个专题组共 有成员单位51家：
HDR专题组38家；3D Audio专 题组36家。
国内企事业单位32家；国外 企业8家；台湾企业3家；院 校8家。
成员单位涵盖了院校和科研 院所、芯片厂商、终端厂商、 整机厂商、编解码器厂商等 产业链上的各环节。
目前正在办理国内三家整机 厂商成员申请受理工作。
14
中国HDR标准需求概述
适用于UHDTV（4K）广播电视信号面向大尺寸家庭显示 终端的应用，不包括手机、平板等小尺寸移动显示终端
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广州柯维新数码科技有限公司
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3 北京牡丹视源电子有限责任公司
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南京青衿信息科技有限公司
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华为技术有限公司
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上海兆芯集成电路有限公司
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7 北京朝歌数码科技股份有限公司
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8
杭州国芯科技股份有限公司
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北京大学
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武汉大学
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11 四川九州电子科技股份有限公司
阳光直射 109 108
阳光 106 104
室内光 102 100
月光 10-2 10-4 10-6
星光
夜间视觉
白昼视觉
人眼视觉
无瞳孔调节时
典型范围
~105 :1
信号电平
拍摄制作
SDR技术
传输
终端显示
>105 : 1
摄像机具备 16bit 处理 能力
103 : 1
8比特传输
103 : 1 CRT电视 LCD电视
HDR测试 评估组
总体组 知识产权组
协同组
3D Audio 技术组
3D Audio测试 评估组
12
HDR和3D Audio专题小组成员单位情况
加入专题组
知识产权缺省许可
序 号
单位名称
按照合理
HDR 3D音频专 且非歧视 专题组 题组 性的条款
加入专利 池
FRAND许可
免费许可
1
澜起科技（上海）有限公司
SMPTE 标准
BT. 2390
SMPTE ST.2084
高清节目制作与交换参数，涉及高清SDR节目的OETF转换曲线 高清节目制作的参考EOTF曲线 超高清节目制作与交换参数，涉及2020色域等 HDR节目制作与交换参数，主要涉及PQ和HLG两条制作曲线 HDR电视需求 对2100的进一步解释 High Dynamic Range ElectroOptical Transfer Function of Mastering Reference Displays（PQ）
20 晨星软件研发（深圳）有限公司
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加入专题组
知识产权缺省许可
序 号
单位名称
按照合理
HDR 专题组
3D音频 专题组
且非歧视 性的条款
加入专利 池
FRAND许可
免费许可
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