HDR可扩展与WCG可扩展

　　与图像质量有关的因素是分辨率、帧率、色域、动态范围和量化精度。而与这几项因素提升带来图像质量提升的带来的便是超高清UHD。

　　高清到超高清，仅仅是分辨率和清晰度的提升，帧率的增加也带来运动连贯性的提升。分辨率由2MP，3MP、4MP、8MP、甚至千万像素，帧率由25fps到30fps、60fps，这些H.265编码和解码芯片都已经大部分支持，因为这两项仅仅涉及到单纯的编解码性能的提升。H.265的Main Profile @Level5或者@Level5.1即可满足这两项。

　　但是对超高清来说，宽色域(WCG，Wide Color Gamut)和高动态(High Dynamic Range，HDR)。所谓动态范围(Dynamic Range)笼统的说是一个可变信号的最大值和最小值之间的比值。对视频采集或者视频显示设备来说，其动态范围基本上可以表达为最亮处与最暗处之间的过度范围。

　　标清时代的动态范围1000：1，相当于10档光圈宽容度，高清时代也是如此。高清的采集、显示系统的宽容度为1000：1，10档光圈，动态范围的幅度仍然停留在和标清一样的10-2~102尼特。人眼在瞳孔可调节的情况下，对光线可接受的动态范围则搞到10-6~1014尼特。传统的动态范围已经限制了人眼观看图像的主观感受，于是促使了HDR标准出现。HDR的目标是把整个系统的宽容度提高两个数量级达到100，000：1，相当于从10档光圈提高到16.7档，达到与人眼瞳孔无调节时相当的程度。

　　现在国际上对HDR并没有一个统一的规范标准，而是存在两个标准。一种是杜比公司建议的PQ(Perceptual Quantizer，感应量化编码曲线)，已经成为SMPTE ST2084标准，另一种是NHK与BBC建议的HLG(Hybrid Log-Gamma)，正在申请成为ITU-R标准。这两种标准都向下兼容SDR。

　　色域(Color Gamut)，即颜色空间，描述了可表示的颜色范围，比如人眼可以感知的颜色空间，或者一个sensor或者一个现实设备所支持的颜色空间。标清的色域由ITU-R BT.601定义，高清的色域由ITU-R BT.709定义。随着新的显示技术(OLED和量子点技术)以及UHDTV的发展，产业界意识到有必要包含在BT.709之外的颜色，大于BT.709的色域从称为宽色域WCG(Wide Color Gamut)。宽色域包括ITU-R BT.2020和Digital Cinema Initiatives (DCI) ‘P3’。

　　HDR和WCG不仅仅在光电行业，在视频监控行业也很迫切，尤其的对夜间场景和强光下场景，现有的高清标准无法看清星光级甚至月光级的细节。故必须对整个视频监控系统从采集、编码、传输、解码、显示各个环节支持HDR和WCG才能够还原真实世界中的细节。

　　虽然4K/8K超高清更适合用H.265进行压缩，但是目前来看，视频监控领域的4K摄像机占有率远远低于1080P或者3MP摄像机的市场占有率。所以H.265首先会在高清和高清+的视频领域进行应用。同时这也给H.265预留出更多的空间进行标准的优化、H.265编码器的优化，以进一步降低计算复杂度、提升压缩效率。这样的优化工作需要通过整个产业链(即：标准制定+芯片设计+摄像机制造+码流服务)来完成，而不能仅仅依赖视频监控工业独立完成。随着无线传输基础设施的不断完善，以及支持4K超高清的显示大屏和显示监视器等设备的不断完善，H.265编解码，会比H.264接受的更快、更广！