12月7日，2016 NAB Show Shanghai在中国上海浦东嘉里大酒店已进入第二天。本次活动由国家对外文化贸易基地（上海）国际高科技文化装备产业基地（TCDIC）与美国国家广播电视业协会（NAB）联合主办，旨在为跨媒体行业奉上一场接轨国际智慧与创新的“盛宴”。在特色论坛——4K及超高清发展论坛上，国家新闻出版广电总局科技委员会副主任杜百川发表了主题为《4K的发展现状及前瞻》的演讲。
图：国家新闻出版广电总局科技委员会副主任杜百川
一、HDR的系统特性的设计
超高清实际上不单单是清晰度，还包括高的动态范围，宽的色歪，高的环绕声或者3D声音，HDR开展必须考虑到原有的SDR，二者如何兼容是非常关键的问题，兼容有拍摄环节、编码环节、分配分发环节、接受环节，甚至包括显示器的连接环节和显示的环节，已经牵涉到原来电视系统怎么形成的关键。
杜主任表示，实际上是重新定义，就是光电转换函数，电光转换函数，在拍摄端也有相互转换。尤其是CRT一直是作为主体，到后来有LCD，实际上对于终端的EOTF差不多CRT快要灭亡的时候才提出来的，原来CRT本身就比较低，SDR的EOTF和OETF的标准就是原来的标准，一个是BT709这是OETF，BT1886就是EOTF，这就是目前高清晰度电视的转换函数的定义。
实际上OETF就是伽马，因为人对暗的噪声比较明显，对亮的噪声不明显，所以刚开始拍的时候把握亮区，然后到CRT的时候亮区扩展，噪声不明显，然而低端还可以看的比较好，伽马一直起非常非线型的作用，能把动态范围扩大的因素，现在开始要把它卡占到0-1000，地下0.01，甚至0.05，这个七次方的范围就会有比较高的动态范围。这就是所谓的伽马。
CRT在接收的时候是把亮的地方扩张，因此在开的时候把亮的地方给压缩了，这是原来的办法。或者可以看一下NTSC是2.2，PAL是2.8MAC是1.8，这就是为什么用计算机做视频，不用PC因为PC没有伽马，PC的图像会非常非常灰和平也是该原因。
根据外部的实验，人眼睛对门线预示的亮度差别的预值跟亮度成正比，这个叫Weber定律或者Weber分数。如果用8比特256级，用其中的233级亮度还要去掉，用其中的233正好能够表达看不见两边有差别的一个结果，这就是感知量化级，用刚好能识别亮度电平差作为量化级的量化方法，这个方法称为感知量化，或者叫做PQ。为了提高动态范围克服709的局限性，大多数摄像机都有自己的特性，所有得到的动态范围都是不一样的。除了PQ以外，还有一种叫做HLG，也就是混合伽马。
OETF最后从电转到光，实际上1886很晚才形成，EOTF不一定非要完全OETF的反函数，还有一个OOTF，也就是光到光的转换函数，多数人觉得OETF到EOTF当然就是OOTF，但是其实不然。
杜主任表示，根据国际电联在今年七月份颁布的《TT2100用于节目制作和国际节目交换的高动态范围图像参数值》显示，里面规定了一系列的参数，要求背景和周围亮度，背景亮度5个nits，周围亮度也是5个nits，最小的亮度0.005，所以将来看超高清的电视，周围的亮度是不能高的，如果高那么0.005根本看不见的。
对于PQ来说，原来设计的模式是把OOTF放在摄像机端，可以看到OO直接在摄像机里面就有OO，也就是创造意图是用摄像机这边实现，但是如果要使得OOTF能够保持到接收端，那么中间必须精确的来重现，因此PQ要求绝对亮度，把绝对亮度规定了，最后要显示出来的图像跟绝对亮度相关联，但是HLG跟传统的有相关，OOTF放在接收端，在这个阶段可以发现，它允许一定偏差，这个允许偏差可以用最后的OOTF来完全的校正，这样的好处可以提高传输过程的兼容性，它的要求就没那么严格，不是要求绝对亮度，没有跟绝对亮度完全在一起。
二、处理兼容性问题的方案
兼容的问题有很多的方案，比如说单一的HDR制作，所有的东西转成SDR，再转成想要的东西，这是一种方法。还有一种分两层：一个是HDR和SDR同时传输，还有一种就是只传输一个信号，或者传输SDR、HDR，另外一个信号都是从这个信号提取出来的，单一信号传输，两种办法里面，HDR直接传输的和SDR直接传输的都必须跟原数据相关，剩下的部分都放在原数据。如果单纯兼容机构，必须要有原数据来支持，而原数据的支持就必须是端到端系统。
可以看到目前来说有两大类的方法，一大类就是单层，一大类就是双层。单层目前可以是SHVC，显示可以用一般的HDR显示，如果用HLG的就可以在SDR的电视机上存放。或者用SHVC的编码方式，这个方式目前用单层的传输，现在只有Technicolor，原数据提取出来变成SDR不提取直接可以在SDR上面观看，这是它的一种兼容方式，也就是说Technicolor是能够以单层DSR的传输方式，能够兼容HDR，HDR信号可以从SDR的原数据再重新恢复。
原数据也有制作原数据，以及一大类是静态原数据、动态原数据，这两种HLG系统不需要任何内容相关的元数据，一个超高清的显示只需要知道出现在其输入端的是HLG的信号就可以，从这个角度说兼容性是比较好。目前大概有四种不同的系统，一个是系统HDR10，第三是BBT，对于Technicolor和飞利浦的HDR，杜主任表示，因为目前这个已经成为ETSI的标准，单层直接与SDR兼容的HDR系统，它有非常具体的节目制作和显示的，标准号是今年八月份通过。这个说明SDR和HDR，或者HDR要能够在现在的环境当中顺利推广，一个关键的问题不在于4K8K，而在于怎么能够做到现有的系统更好的兼容。
