4K-HDR现场节目制作及直播方法与流程

本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及一种4k-hdr现场节目制作及直播方法。

背景技术：

在广电制作，特别是4khdr现场制作方面，目前还处于初级摸索阶段。一些电视台和少数制作机构已经有了一些经验和少量案例，但在流程方面，还没有统一标准。针对hdr影像的主观和客观评价，缺乏实践经验，加上流程中各个环节标准不统一，出现了前端制作与后端播出效果迥异的情况，且无法判断到底哪个环节出现问题。在4k产业蓬勃发展阶段，4k内容呈现品质决定了观众是否能对4k效果满意，从而拉动整个产业的需求。作为行业内最早开始研究4khdr现场制作的单位，我们通过长时间的积累经验，通过调试、实验和不断优化，将每个环节容易出现的问题进行总结并找到解决办法，力求根本上解决目前4khdr现场制作直到播出中整体环节的完善和统一，保证到达观众电视屏幕上的效果达到最佳。

目前主要出现的问题和不足：

一、4khdr现场制作方面缺乏主观与客观细节标准

1、hdr的主观评测标准空缺：目前尚未有统一行业规范，在hlg标准下制作，影像的整体平均亮度值、峰值亮度应如何定义(主观感受)；

2、hdr下的肤色控制：正常曝光下的画面主体(人物面部)的平均值需要有参考范围，如sdr下约70％白电平值的演播室面部曝光经验值；

3、hdr和宽色域下字幕和包装标准：在hdr现场制作中，字幕的亮度尚没有规范；包装系统在hdr和宽色域下的制作规范(如何兼顾sdr下的图标效果一致性)；

4、hdr与sdr兼顾：通过4khdr/宽色域系统进行现场制作，如何兼顾当前hdsdr直播需求，画面能否效果尽量接近(不同观众不同终端的主观感受没有太大偏差)，否则可能影响正常hdsdr的播出效果；

5、hdr显示效果优化：hlghdr、bt2020色域标准画面直接输出在sdr屏幕上，在画面参数控制中是否有优化空间，避免hlg在sdr显示时中不佳的色彩和反差还原。

二、4khdr直播信号传输如何在终端能够正确显示

1、目前广电采用的hlg标准hdr信号，由于自身没有元数据嵌入，导致家庭用户如果不懂得如何设定hdr电视，可能看到错误的hdr效果，影响观看体验。

2、普通sdr4k或hdsdr电视，接收倒4khdrhlg信号后，看到的画面饱和度偏低、影调暗淡，效果不佳，同样影响观看的视觉体验。

3、基于现有带宽和机顶盒条件，根据不同网络和有线等不同需求，设定合理的传输信号编码标准，在效率、画质方面找到兼顾点，才能保证各方都能获得好的观看效果。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种4k-hdr现场节目制作及直播方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种4k-hdr现场节目制作及直播方法，包括如下步骤：

步骤s1，对节目场景类型进行分析，根据分析结果设置hdr和色域基础匹配参数；

步骤s2，根据实际场景，设置hdr参数，设置hdr和sdr影像相对反差和宽容度；

步骤s3，根据人物主体照度设置基本曝光点；

步骤s4，根据所述hdr和色域基础匹配参数、hdr参数、hdr和sdr影像相对反差和宽容度、基本曝光点，设置转换通道参数；

步骤s5，根据设定的场景，匹配相应的色彩参数设置，实现色彩控制；

步骤s6，对通过上述步骤制作完成的节目，采用4khdr信号进行直播。

进一步，在所述步骤s2中，所述hdr参数包括：hdrgain增益差值参数和hdrblackoffset黑电平差值参数。

进一步，在步骤s3中，根据人物主体照度，并将进一步以标准白nit数作为参考，设置基本曝光点。

进一步，在所述步骤s4中，根据所述hdr和色域基础匹配参数、hdr参数、hdr和sdr影像相对反差和宽容度、基本曝光点，逆向推出上下变换相应参数。

进一步，在所述步骤s1中，分析得到场景类型包括：

(1)高反差、高饱和色光环境；

(2)光线反差较小、纯色光少、饱和度较高环境；

(3)外场，照度较好，受环境影响大。

进一步，在所述步骤s6中，

当采用iptv平台时，输出一版15mbps，以静态清晰度优先、相对降低运动分辨率的方式；

当采用4khdr直播时，在编码器中插入hlg和.bt.2020元数据设置，确保输出的ip流中夹带hdr元数据信息；支持识别hdr元数据的设备，自动触发正确的hdr显示标准。

根据本发明实施例的4k-hdr现场节目制作及直播方法，包括有前端制作标准化流程、不同规格下变换参考标准、播出推流参考标准、播出域和接收域参考标准。本发明基于大量测试获得的基础参数通过规范化流程设计，使得4khdr现场制作获得尽可能理想的直播效果，避免当前容易出现的由于制作标准不统一，hdr和同时转换的sdr信号经常出现问题的情况。并且为后期二次制作营造最大的调整空间并提升制作效率，加速4khdr内容生产效率和播出安全。由于目前并没有相关的经验参数总结的制作工艺优化流程存在，所以本发明提供的设置流程和设置参数，可以作为4khdr现场内容制作的技术支持。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的4k-hdr现场节目制作及直播方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的hdr格式转换和4k播放的示意图；

图3为根据本发明实施例的设置hdr参数的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本发明实施例的4k-hdr现场节目制作及直播方法，包括如下步骤：

步骤s1，对节目场景类型进行分析，根据分析结果设置hdr和色域基础匹配参数。

在本发明的实施例中，分析得到场景类型包括：

(1)高反差、高饱和色光环境，例如大型外场演唱会现场；

(2)光线反差较小、纯色光少、饱和度较高环境，例如综艺活动、晚会等；

(3)外场，照度较好，受环境影响大，例如体育赛事。

步骤s2，根据实际场景，设置hdr参数，设置hdr和sdr影像相对反差和宽容度。

在本步骤中，参考图3，hdr参数包括：hdrgain增益差值参数和hdrblackoffset黑电平差值参数。

步骤s3，根据人物主体照度设置基本曝光点。

在本步骤中，以标准白nit(尼特)数作为参考，根据人物主体照度，设置基本曝光点。

步骤s4，根据hdr和色域基础匹配参数、hdr参数、hdr和sdr影像相对反差和宽容度、基本曝光点，设置转换通道参数。

具体的，根据hdr和色域基础匹配参数、hdr参数、hdr和sdr影像相对反差和宽容度、基本曝光点，逆向推出上下变换相应参数，以确保一致性。

步骤s5，根据设定的场景，匹配相应的色彩参数设置，实现色彩控制，确保特别是综艺大型活动在色域转换时，规避色彩溢出的问题。

下面以目前市面最常见的sony4k现场制作系统为例对本发明的4k-hdr现场节目制作及直播方法进行说明。

摄像机采用索尼hdc-4300旗舰级4k讯道摄像机，通过摄像机基站的4k输出信号，可以选择以下标准(包括hdr曲线和色域空间)，分别是hlg-live2100、hlg、s-log3；色域为bt.2020(hlg模式下)、s-gamut(s-log3模式下)。

本发明以上三个标准的使用依据，需要综合考虑直播要求、录制需要和后期制作效率等多个因素，根据我们的实际经验，分为以下不同场景，选择最合理的设定。

(1)大型外场演唱会现场(高反差、高饱和色光环境)：采用s-log3和s-gamut选择。这是由于现场高饱和色光很容易超色域，且现场光比较大，中灰区域较少。这个设定可以解决覆盖高宽容度和高饱和色彩，且s-log3相对噪点多的问题在暗场景下不易体现。

(2)综艺活动、晚会等(光线反差较小、纯色光少、饱和度较高)：采用hlg和bt.2020标注。原因：经过大量测试，此选择噪点小于s-log3，能够提升后期效率。

(3)体育赛事(外场)：设置与综艺活动相同。但在细节设置上，需要提高反差和饱和度的单独设置，具体参数需要列出详细参数表单，且不同机位需求设定有区别。

在经过初期设定后，设置相关hdrgain和hdrblackoffset参数。依据如下：

(1)大型外场演唱会：基于高反差环境，且基础照度低，hdrgain设置在-6db,blackoffset设置为0(由于场景光线复杂，建议后期处理，避免层次损失)。

(2)综艺活动、晚会等：由于现场照度高，且反差小，需要通过hdr设置提高反差，强化表现力，同时注意面部的曝光不能过高。hdrgain设置-9db,hdrgain-10左右(基于场景不同上下微调)。

(3)体育赛事(外场)：现场照度较好，由于机位相对远，受环境影响大。hdrgain设置-9db(如果现场电子广告牌照度低，可设置-12db)。blackoffset设置为-15倒-30之间(各机位根据距离可调整)

现场有hd或sdr信号，需要基于以上设置对应设置相应在hdr转换器hdrc-4000中的hdrgain和blackoffset数值，需要保持一致。以避免在后面高清信号下变换输出时，与这些上变换的原始画面出现不一致情况。根据实际测试，上变换信号源应保证最低达到hd50p10bit输出信号源。

正常照度下的面部亮度，在hdrhlg标准下，目前采用的调整参考为，基于100％白卡在hlg中显示在约203nit的亮度值，此时肤色照度比较合理(考虑到不同颜色肤色差异，用白卡作为基准更为统一)。字幕也参考白卡203nit的输出电平值作为标准。

为兼顾hdr制作时，同时完成hdsdr的播出效果，hdr转换器hdrc-4000需要完全匹配和hdcu-4300相同的参数设置，这也要求hdcu-4300的参数需要每个讯道保持一致。这样才能保证每一路hd的输出单挂录制信号，和最终通过hdr4k转换得到的sdrhd的导播切换画面完全一样，最大提升后端的调色效率。

这对色彩控制，需要考虑肤色还原，特别是sdr上变换hdr的色彩转换，hdr下转输出的sdr影像，针对画面中出现高饱和自发光颜色(演唱会、综艺晚会)，在前期需要单独设定摄像机paint菜单matrix中的蓝、紫色彩相位饱和度属性，需要根据实际色彩饱和度适当降低(一般建议-10到-30)。

步骤s6，对通过上述步骤制作完成的节目，采用4khdr信号进行直播。

在本步骤中，本发明的播出推流的参考标准如下：

(1)4khdr信号，建议推流编码设备设置为30mbps(基于4k50p10bit标准)。此标准由长期多种码率直播测试，平衡带宽要求，得出的标准。

(2)如果iptv平台，或分发渠道cdn能力有限，可以输出一版15mbps(4k25p10bit)，以静态清晰度优先、相对降低运动分辨率的方式。

(3)采用4khdr直播，目前建议采用广电标准的hlghdr曲线和bt.2020色域。建议在编码器中，插入hlg和.bt.2020元数据设置(勾选)，确保输出的ip流中夹带hdr元数据信息；这样终端支持识别hdr元数据的设备，能自动触发正确的hdr显示标准。

对于没有条件，或者不能确认是否终端(接收编码器、机顶盒、用户电视)支持hdr信号标准的运营方或用户，建议在前端要求接收转换为sdr标准的4k信号，以避免观众无法正确观看hdr信号效果引起观看不适(画面对比度低、色彩不饱和，肤色不佳等)。

根据本发明实施例的4k-hdr现场节目制作及直播方法，包括有前端制作标准化流程、不同规格下变换参考标准、播出推流参考标准、播出域和接收域参考标准。本发明基于大量测试获得的基础参数通过规范化流程设计，使得4khdr现场制作获得尽可能理想的直播效果，避免当前容易出现的由于制作标准不统一，hdr和同时转换的sdr信号经常出现问题的情况。并且为后期二次制作营造最大的调整空间并提升制作效率，加速4khdr内容生产效率和播出安全。由于目前并没有相关的经验参数总结的制作工艺优化流程存在，所以本发明提供的设置流程和设置参数，可以作为4khdr现场内容制作的技术支持。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。