愛奇藝HDR Vivid標準實踐與探索

余珂

HDR Vivid最早是超高清產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟作為一個團體標準發(fā)布。2022年國家廣播電視總局將整個標準升級成為我們行業(yè)標準，這對于行業(yè)來說是一個非常重要的事件。

為什么這么說呢？因為HDR Vivid標準不僅解決了產(chǎn)業(yè)安全的問題，從愛奇藝實踐的過程來看，這個標準為我們整個產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新提供了一個非常堅實的基礎(chǔ)。在超高清視頻領(lǐng)域不斷探索的過程中，我們遇到了很多挑戰(zhàn)，受限于很多標準的封閉性，造成標準缺失，整個推進過程中一直缺乏更好的抓手。

為了給用戶提供更優(yōu)質(zhì)的視頻體驗，近幾年視頻平臺都在HDR上做了大量投入，競爭早已從內(nèi)容層面邁進了創(chuàng)新視頻技術(shù)層面。作為以科技創(chuàng)新為驅(qū)動的視頻平臺，愛奇藝始終以技術(shù)創(chuàng)新挖掘內(nèi)容核心價值。HDR能大幅提升整體畫質(zhì)表現(xiàn)力，能為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)的視覺享受，也必然能進一步提升內(nèi)容價值。

HDR Vivid的推出，讓企業(yè)找到了一個非常好的底座，能夠基于這個底座去做各種各樣的體驗，為用戶創(chuàng)造一些新的價值。以HDR Vivid為基礎(chǔ)，我們整個產(chǎn)業(yè)鏈可以進行相關(guān)的延伸拓展，因此這個標準意義確實非常大。

影響HDR顯示效果的因素很多。比如在設備層面，存在不同的設備HDR顯示的效果不一致的問題。又比如片源的層面，存在HDR Vivid片源比較少的問題，這就涉及到上游內(nèi)容制造方需要投入人員培訓、HDR制作設備等。最后在芯片層面，存在支持HDR Vivid的芯片比較少的問題。為了給用戶呈現(xiàn)最好的HDR效果，需要把HDR全流程的每個問題都解決好。

面對這些具體的問題與挑戰(zhàn)，愛奇藝在日常實踐中摸索出了一些解決的方法。

挑戰(zhàn)一：HDR顯示效果不一致

在實際應用中，視頻平臺一直以來的痛點之一就是各個終端播放效果參差不齊，所以我們工作的一個很重要的目標就是能夠統(tǒng)一終端播放效果。舉例來說，這里有四部手機分別為蘋果（iOS系統(tǒng)）、三星（安卓系統(tǒng)）、華為（鴻蒙系統(tǒng)）以及價格千元左右較為便宜的低配置手機（安卓系統(tǒng)），我們希望在采用HDR Vivid 后，四臺不同系統(tǒng)、不同配置標準的手機上，最終呈現(xiàn)出來的視覺效果能夠幾乎一致。

我們采取通過播放設備認證的方式來解決這個問題。通過對所有播放設備進行比較細致的參數(shù)認證，只有通過認證的設備我們才會提供播放我們HDR Vivid的碼流，享受到符合我們HDR Vivid標準的觀看體驗。目前我們已經(jīng)將這個設備認證操作規(guī)范分享給我們的合作伙伴，并在不斷進行迭代。

我們對播放設備進行認證的方式包括兩種，一是主觀認證，二是客觀認證。主觀認證會甄選顯示效果要求高的場景，例如“落日晚霞”等對設備要求特別高的場景，由經(jīng)驗豐富的質(zhì)檢認證人員重點觀察這些場景的顯示細節(jié)：是否過曝、是否過亮、是否細節(jié)真實還原等，以這樣的方式讓設備顯示數(shù)十個復雜場景后，如果播放顯示效果是符合要求的，則該設備就可獲得認證?？陀^認證則指的是，同樣針對以上場景，認證人員使用光度計測量光量，把數(shù)據(jù)搜集之后輸入模型，模型計算之后進行參數(shù)比對，確定設備顯示是否符合標準。通過主觀或者客觀標準認證的設備，即成為愛奇藝認可的HDR Vivid播放設備，可全面接入HDR Vivid標準的視聽體驗。目前，愛奇藝已經(jīng)提供一個在線的平臺，終端設備的合作伙伴可以自助上傳認證數(shù)據(jù)至平臺上，方便快捷地進行播放設備認證。

挑戰(zhàn)二：HDR Vivid片源少

愛奇藝從2019年開始推進HDR內(nèi)容，當時主要還是基于HDR10公開標準。面臨的一個最實際的問題就是2018年的時候HDR的片源非常少。為此我們提出了兩個解決方案：一方面溝通內(nèi)容供應商，鼓勵大家采用HDR的標準去制造、生產(chǎn)好的內(nèi)容；另一方面團隊嘗試通過AI，用機器學習的方式來模擬調(diào)色師的工作，通過算法來將SDR轉(zhuǎn)化到HDR。

我們從2019年開始這項工作，真正開始成熟是2021—2022年。在2021年之前，我們主要基于HDR10的標準來進行，由于HDR10標準是基于靜態(tài)的數(shù)據(jù)，所以呈現(xiàn)的效果還是有所欠缺。如果我們把轉(zhuǎn)換算法比喻成一個調(diào)色師的話，在經(jīng)歷了“學徒期”之后，2021年起開始進入了一個逐步成長階段。在2022年至2023年期間，我們利用AI的算法，通過機器學習解決了很多的問題：包括畫面過曝、偏色，在畫面高亮部位、低亮部位以及中亮部位的亮度調(diào)整，以及細節(jié)方面進行強化。到2022年底，愛奇藝上線內(nèi)容中就已經(jīng)可以看到較為明顯的效果：比如中部區(qū)亮度更明顯，對比度色彩更自然，畫面更透亮，原生HDR能非常真實地還原現(xiàn)實世界的感受。從反饋來看，調(diào)色師的反饋非常正面；用戶的評價，彈幕和視頻的評論中，用戶端的體驗都是非常正向的。

為了讓算法應用的效果提升，團隊和不同的調(diào)色師進行合作，去調(diào)教算法的精準度?，F(xiàn)在調(diào)色師可以先用算法調(diào)一版作為基礎(chǔ)版本，在基礎(chǔ)版本之上對復雜版本進行精調(diào)，效果很好的同時，極大降低了調(diào)色師的工作量。算法團隊2022年底發(fā)表的論文顯示，SDR2HDR算法在公開數(shù)據(jù)集HDRTV1K上的客觀指標上達到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。從這些客觀指標上看，目前將AI引入取得了很好的效果。這也帶動了愛奇藝在2022實現(xiàn)了HDR內(nèi)容的“爆發(fā)”。截至到2023年一季度，HDR內(nèi)容的上線量非常高，通過算法我們解決了HDR內(nèi)容數(shù)量的問題。目前愛奇藝已經(jīng)上線了近一萬部支持HDR Vivid 的影視劇內(nèi)容。

挑戰(zhàn)三：支持HDR Vivid播放設備少

HDR Vivid作為新推出的標準，它支持的芯片比較少，解決這個問題需要一定的時間。所以針對HDR Vivid芯片少的現(xiàn)狀，我們包括通過“軟解”方式來解決這個問題。得益于HDR Vivid是公開標準，這給了技術(shù)團隊很大的靈活性。通過利用標準公開的數(shù)據(jù)，對動態(tài)源數(shù)據(jù)的解析，團隊很快實現(xiàn)了HDR Vivid“軟解”的方案：我們首先在蘋果的設備上實現(xiàn)了HDR Vivid內(nèi)容的播放，這個現(xiàn)實意義重大。

團隊也意識到 HDR一個很重要的特性是它的亮度優(yōu)勢，即亮的地方更亮，暗的地方更暗，亮度的激發(fā)成為我們思考HDR效果非常重要的一個點。所以實現(xiàn)“軟解”播放之后，終端面臨的一個很大的問題是亮度激發(fā)。亮度激發(fā)是需要操作系統(tǒng)支持，我們需要操作系統(tǒng)提供亮度激發(fā)的API接口，通過調(diào)用它的API，再根據(jù)HDR Vivid的標準有選擇地進行亮度的激發(fā)。目前蘋果的IOS16、鴻蒙系統(tǒng)都已經(jīng)支持了亮度激發(fā)接口，效果非常好。后續(xù)我們期待和包括整機廠商、電視機的廠商、手機的廠商去和芯片的廠商等一起探討，也希望安卓系統(tǒng)能加入進來。

總之，HDR Vivid給我們產(chǎn)業(yè)鏈、生態(tài)提供了非常好的創(chuàng)新的基礎(chǔ)，我們非常希望和產(chǎn)業(yè)界一起逐步地完善視聽生態(tài)，為用戶提供極致的用戶體驗。W