百度智能云HDR全链路解决方案业内首发！

随着硬件设备、处理技术、传输设施等逐渐成熟，大片级精细震撼的画质体验，不去电影院也能看到了。辛巴小狮子的眼神光泽、毛发纹理，通过手机、电视也能清晰可见。

上图左侧是1080P/SDR 视频画面，右侧是4K/HDR 视频画面，观看体验显然更具冲击力和沉浸感。4K 超高清视频标准规定了六大要素：高分辨率、高帧率、宽色域、高位深、高动态范围、全景声音频。

高分辨率、高帧率的特性已经被大家所熟悉，对于 HDR（宽色域、高位深、高动态范围）正在逐渐普及。为什么 HDR 的小狮子更加清楚呢？那 HDR 与 SDR 的区别在哪儿了？

HDR 具备三大特性：

>> 更高的动态范围：视觉影像本来就是光与影的艺术呈现，通常所看到的视频没有真实人眼看到的生动逼真，就是因为无法完全还原真实光影信息。真实世界的亮度范围是十分广阔的，人眼能感知到的亮度范围在100000nit（尼特）左右。普通 SDR（standard dynamic range）视频的亮度范围普遍不超过100nit，HDR 视频范围则能达到1000nit 甚至10000nit。因此 HDR 能还原真实光彩信息，更大的曝光动态范围，即更大的明暗范围，让暗处更暗，亮处更亮，更能呈现画面细节和真实质感。

>> 更宽的色域：SDR 是 BT.709标准，HDR 要求是 BT.2020/BT.2087标准，SDR 记录的颜色很少，仅能覆盖35.9%的色彩范围，显示不了现实世界的丰富色彩，而 HDR 所能呈现的色彩范围从35.9%提升至75.8%，具备更丰富的色彩信息表示，让画面更加绚丽多彩。如下图所示：

>> 更深的位深：那么如何表达这种更宽的色彩范围信息呢？即需要更高的比特也就是更高的位深去表示。8bit 位深下经常会出现一条条 banding 或色阶问题，过渡生硬不细腻，而10bit/12bit 位深让视频呈现出更好的色彩渐变精细度，尤其在纯色渐变背景下更为明显，如下图：

为了帮助客户打造全方位高画质的 HDR 视觉体验，百度智能云构建发布了生产、处理、播放全链路端到端的 HDR 解决方案，同时支持 HDR10、HLG、DolbyVision、VIVID 等不同 HDR 标准。

拍摄生产

这里的难点在于输入素材格式多种多样，如何归一化格式标准，同时输出高质量的 HDR 效果是最大的挑战。对于云端快编工具，我们重点在预处理环节做归一化处理，输出两种文件：

一种低码用于浏览器端做实时预览，保证流畅性，所见即所得。一种是高清 HDR 视频用于最终的合成输入。这里会通过转码处理能力统一将 SDR 的视频上变换至 HDR，同时将不同格式（HLG、HDR10、Dolby 等）的 HDR 视频归一化成 HDR10，这样能保证合成输入的统一性，确保输出效果不会出现偏差。在渲染合成环节，通过 OpenGL / Vulkan 等渲染引擎确保 PQ 曲线信息被完整保留输出，同时支持 BT.2020色域和10bit 位深。

当前百度智能云的 H5快编工具及移动端短视频 SDK 工具均在同步更新支持 HDR 的编辑合成。后续我们也会将美颜、特效贴纸、贴图等素材完成 HDR 的提前转换，以支持更统一高质的 HDR 效果。

视频处理

视频从产生到发布之间，必须经过各种各种的转码处理，以支撑更好的消费体验。为了应对各种各样的复杂应用场景，我们提供了多种处理能力。

• SDR 转 HDR

在百度智能云智感超清产品里，借助 AI 模型能力，将 SDR 内容重制（Remastering）到 HDR，拓展亮度和色彩空间，适配 HDR 显示能力，保留创作者意图，包括：将 BT.709转换到 BT.2020，将8bit 转换到10bit，同时将暗部细节增强、过曝细节修复。这里也对噪声的控制优化了很多算法，防止色阶、伪影等 badcase 的产生。

如下图：左边是 SDR 原视频，右边通过智感超清处理成 HDR 视频，可以看到亮度、细节、色彩均有更好呈现。此外配合智感超清的智能超分、智能插帧、智能修复、智能增强、智能编码等技术，可将视频清晰度和主观体验大幅提升，再加上全景声音效，将带来视觉和听觉的双重盛宴。

• 不同格式之间的转换

不同场景使用的 HDR 格式不太一样，HLG 在广电场景里使用较多，HDR10在互联网场景用的比较多。

随着 iphone12支持 DolbyVision，将有越来越多 DolbyVision 格式的 UGC 短视频被生产出来。因此要应用到不同播放终端和业务场景里，需要支持不同格式的相互转换。

目前百度智能云已支持 DolbyVision转 HDR10、HDR10到 HLG、HLG 到 HDR10等转换。这里需要对元数据进行正确的解析和定义写入，保证效果能无差异显示。此外，我们从 Codec 层面也做了很多优化，使得 BD265编码器能更好的支持元数据的透传，包括：VUI 信息和 SEI 信息的解析、保持、写入，保证编码过程中信息不丢失无差错。

播放显示

在不支持 HDR 显示的硬件上，如果全部采用 HDR 的方式解码渲染，会出现过曝失真的问题，即使同样是 HDR 视频，也会因为技术的差异导致显示的效果差异巨大。如何应对显示设备的复杂性？我们提供了两种方案：

一是在服务端发布视频前，同时转出 HDR 和 SDR 的视频，根据不同终端支持情况下发不同视频；

二是在终端播放器侧适配，对于不支持 HDR 的设备，将 HDR 视频通过 Tone Mapping 的方式实时转换成 SDR 格式播放，同时通过算法优化尽可能还原接近 HDR 的效果，保证亮度、色域、色深的显示。目前，百度智能云移动端播放器 SDK 已支持 HDR 优化播放。

如下图：

当前，我们的智感超清 HDR 方案已应用到埋堆堆、好看视频等客户业务中，帮助客户大幅提升了视频的画质体验，从而提升了付费会员的转化率。充分发挥云智一体优势，不断完善智感超清产品方案，未来，百度智能云将会为用户带来更加高清沉浸的视觉体验。

此外，我们还将围绕 HDR 全链路方案的生产、处理、播放不同角度进行后续内容分享，敬请期待！

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