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Tutto lo streaming video HDR di Netflix è ora ottimizzato dinamicamente

Tutto lo streaming video HDR di Netflix è ora ottimizzato dinamicamente

Il video ad alta gamma dinamica HDR su Netflix offre una gamma più ampia di luminanza e una gamma di colori più ampia, aprendo la strada a un’esperienza visiva straordinaria. Separatamente, la nostra invenzione della codifica Dynamically Optimized aiuta a raggiungere compromessi ottimizzati tra bitrate e qualità a seconda della complessità del contenuto.

L’HDR è stato lanciato su Netflix nel 2016 e da allora il numero di titoli disponibili in HDR è cresciuto.

Tuttavia, mancava la capacità sistematica di misurare la qualità percettiva (VMAF) dei flussi HDR poiché VMAF era limitato ai segnali video SDR (standard Dynamic Range).

Come notato in un precedente post sul blog, Netflix ha iniziato a sviluppare una variante HDR di VMAF; chiamiamolo HDR-VMAF. Un aspetto vitale di tale sviluppo è il test soggettivo con le codifiche HDR per generare dati di addestramento. La pandemia, tuttavia, ha posto sfide uniche nella conduzione di un test soggettivo convenzionale in laboratorio con codifiche HDR. Netflix ha improvvisato come parte di uno sforzo di collaborazione con Dolby Laboratories e condotto test soggettivi con contenuti 4K-HDR utilizzando pannelli OLED di fascia alta in condizioni calibrate create nelle case dei partecipanti [1],[2]. I dettagli relativi a HDR-VMAF esulano dallo scopo di questo articolo e saranno trattati in un futuro post sul blog; per ora, basti dire che la prima versione di HDR-VMAF è arrivata internamente nel 2021 e da allora abbiamo migliorato la metrica.

L’arrivo di HDR-VMAF ha permesso di creare flussi HDR con DO applicato, ovvero codifiche HDR-DO. Prima di ciò, utilizzavamo una scala fissa con bitrate predeterminati, indipendentemente dalle caratteristiche del contenuto, per lo streaming video HDR. Con i testat A/B le codifiche HDR-DO in produzione nel terzo-quarto trimestre del 2021, per poi migliorare ulteriormente l’algoritmo di generazione ladder all’inizio del 2022. Netflix ha iniziato a riempire le codifiche HDR-DO per i titoli esistenti dal secondo trimestre del 2022. Entro giugno 2023 l’intero catalogo HDR è stato ottimizzato. Il grafico seguente (Fig. 1) illustra la migrazione del traffico da bitrate fissi alle codifiche DO.

HDR-VMAF è progettato per essere indipendente dal formato: misura la qualità percettiva del segnale video HDR indipendentemente dal formato contenitore, ad esempio Dolby Vision o HDR10. HDR-VMAF si concentra sulle caratteristiche del segnale (come risultato della codifica con perdita) invece che sulle caratteristiche del display, e quindi non include la mappatura del display nella sua pipeline. La mappatura del display è la mappatura dei toni specifica applicata dal display in base alle sue caratteristiche (luminanza di picco, livello del nero, gamma di colori, ecc.) e in base alle caratteristiche del contenuto e/o ai metadati segnalati nel flusso di bit.

Due modi in cui HDR10 e Dolby Vision differiscono sono: 1) la preelaborazione applicata al segnale prima della codifica 2) i metadati che informano la mappatura del display su diversi display. Pertanto, HDR-VMAF catturerà l’effetto di 1) ma ignorerà l’effetto di 2) . Le capacità di visualizzazione variano molto tra la popolazione eterogenea di dispositivi che trasmettono contenuti HDR: questo aspetto è simile ad altri fattori che variano da sessione a sessione come l’illuminazione ambientale, la distanza di visualizzazione, l’algoritmo di upscaling sul dispositivo, ecc. “VMAF non incorpora la mappatura del display ” implica che i punteggi siano calcolati per un “display ideale” in grado di rappresentare l’intero intervallo di luminanza e l’intera gamma di colori coperta dal segnale video, senza quindi richiedere la mappatura del display. È utile avere queste informazioni prima di esaminare le curve velocità/qualità relative a questi due formati.

Per brevità saltato l’annotazione dei punti ladder con le relative risoluzioni spaziali, ma le osservazioni generali del nostro precedente articolo sull’ottimizzazione della codifica SDR-4K si applicano anche qui. Il ladder fisso è lento nell’aumentare la risoluzione spaziale, quindi la qualità rimane quasi piatta tra due punti 1080p successivi o due punti 4K successivi. D’altra parte, la scala ottimizzata presenta un aumento più netto della qualità all’aumentare del bitrate.

La scala fissa ha bitrate 4K predeterminati – 8, 10, 12 e 16 Mbps – e raggiunge deterministicamente il massimo a 16 Mbps. D’altra parte, la scala ottimizzata punta a livelli di qualità molto elevati sul gradino più alto della scala del bitrate, anche a costo di bitrate più elevati se il contenuto è complesso, soddisfacendo così gli spettatori più esigenti. Nonostante raggiunga qualità superiori rispetto alla ladder fissa, la ladder HDR-DO, in media, occupa solo il 58% dello spazio di archiviazione rispetto alla ladder a bitrate fisso. Ciò si ottiene spaziando in modo più efficiente i punti ladder, specialmente nella regione ad alto bitrate. Dopotutto, c’è poco o nessun vantaggio nel raggruppare più punti ad alto bitrate così vicini l’uno all’altro: ad esempio, 3 punti QHD (2560×1440) posizionati nell’intervallo da 6 a 7,5 Mbps seguiti dai quattro punti 4K a 8, 10, 12 e 16 Mbps, come fatto sulla scala fissa.

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