羅小偉：紫光展銳多種解碼和顯示技術(shù)打造HDR極致視覺體驗(yàn)

11月10日消息（林想）本周，以“象由芯生·科技服務(wù)人民”為主題的2020紫光展銳市場峰會(huì)重磅開啟，廣大生態(tài)合作伙伴共聚一堂，共話數(shù)字世界新未來。

在今天舉辦的“多媒體技術(shù)研討會(huì)”上，來自紫光展銳產(chǎn)業(yè)鏈的合作伙伴將分享有關(guān)多媒體發(fā)展趨勢、圖像優(yōu)化，手機(jī)拍照、AI與多媒體技術(shù)融合方面的最新技術(shù)及應(yīng)用。

研討會(huì)上，紫光展銳羅小偉表示，HDR技術(shù)可以極大的提升動(dòng)態(tài)范圍和色域，帶來極其震撼的主觀體驗(yàn)。紫光展銳支持多種視頻的解碼和顯示，給用戶帶來HDR視頻的極致視覺體驗(yàn)。

HDR技術(shù)可以極大的提升動(dòng)態(tài)范圍和色域，帶來極其震撼的主觀體驗(yàn)。

通過攝像頭來采集真實(shí)世界的畫面，再經(jīng)過后期的處理，最后還要經(jīng)過視頻的編碼，通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸或者存儲(chǔ)器的攜帶，放到我們終端顯示器上面去，通過終端顯示的解碼再成像出來。羅小偉指出，這里面的采集以及編碼都會(huì)帶來信息的損失。

羅小偉指出，評價(jià)一個(gè)視頻或者圖像的好壞其實(shí)有很多的維度，比如分辨率、幀率、動(dòng)態(tài)范圍、顏色范圍等，HDR 視頻就是從這幾個(gè)維度提高視頻質(zhì)量的，所以HDR視頻必須要遵循一些規(guī)范。

SMPTE提出了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別對EOTF曲線和靜態(tài)元數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)進(jìn)行了定義；ITU-T對于UNDTV系統(tǒng)以及HDR的技術(shù)中使用的色域進(jìn)行了定義，對HDR對HDR電視分發(fā)系統(tǒng)的性能做出了規(guī)定；CTA對 HDR 顯示設(shè)備的最低標(biāo)準(zhǔn)做了限制：包含至少一個(gè)HDR信號接口，能夠接受并處理 HDR 靜態(tài)元數(shù)據(jù)，在顯示圖像之前能夠使用合適的EOTF曲線對媒體文件進(jìn)行處理。

同時(shí)，HDR版本間的關(guān)系也存在一些聯(lián)系。PQ傳輸曲線，它是HDR10和HDR10 Plus的核心，HDR10有廣色域，還有靜態(tài)元數(shù)據(jù)，HDR10 plus除了HDR10本身的特性之外還做了一些擴(kuò)充，它可以記錄一些場景參數(shù)，通過這些參數(shù)對這些場景序列進(jìn)行調(diào)整，可以達(dá)到更好的效果。

光學(xué)與人類視覺感知特性存在必然的聯(lián)系，包括亮度的非線性、對比度敏感性以及掩蓋效應(yīng)都為HDR技術(shù)提供了基礎(chǔ)支撐。

在圖像采集和顯示的流程中，視頻場景的光線通過光電轉(zhuǎn)換形成電信號，然后形成圖像的數(shù)據(jù)，最后在終端顯示器這邊經(jīng)過電光的轉(zhuǎn)化，通過顯示發(fā)光元器件成像在我們顯示器上形成一個(gè)真實(shí)的畫面。前面稱之為一個(gè)編碼的過程，后面那一段電光轉(zhuǎn)換是一個(gè)顯示過程的解碼過程。

羅小偉強(qiáng)調(diào)，OETF（光電轉(zhuǎn)換函數(shù)）與EOTF（電光轉(zhuǎn)換函數(shù)）并不是互逆關(guān)系。EOTF往往還包括代表創(chuàng)作者渲染意圖的OOTF（光光轉(zhuǎn)換函數(shù)），其對觀看者在較暗環(huán)境下在顯示器觀看帶來的心理視覺進(jìn)行了修正。

人眼感受到的，均勻變化的亮度，在自然界中的實(shí)際亮度并不是均勻變化的，多以需要引入gamma矯正，解決顯示設(shè)備亮度灰階表達(dá)不足的問題。顯示設(shè)備的亮度范圍和圖像的編碼深度都得到提升。如果用傳統(tǒng)的Gamma矯正（BT.1886標(biāo)準(zhǔn)），會(huì)在圖像與視頻中出現(xiàn)明顯的分塊和分環(huán)情況，所以需要在HDR技術(shù)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。此外，評價(jià)HDR視頻的另外兩個(gè)維度就是色度學(xué)與色域。

會(huì)上，羅小偉分享了要想在普通的顯示器上面能夠看到HDR視頻的驚艷的效果的具體流程：

首先，確定要播放的視頻是不是采用HDR格式。然后做解碼，實(shí)現(xiàn)HDR到SDR的轉(zhuǎn)換，才能真正顯示到SDR顯示器上。

其次做色域映射。谷歌在2017年的時(shí)候在安卓系統(tǒng)里面也定義了比較完美的框架。HDR的廣色域怎么變成我們普通的色域比如709色域，做這個(gè)事之前，我們需要把非線性域轉(zhuǎn)換成線性于這需要做EOTF曲線的矯正，做完這個(gè)非線性矯正之后，對它進(jìn)行色域的映射，2407標(biāo)準(zhǔn)提出了線性矩陣的變化方式，能夠?qū)?020色域轉(zhuǎn)換成709色域，但是如果僅僅用這樣的線性矩陣來變換的話就會(huì)出現(xiàn)顏色比較明顯的色調(diào)的偏移，還有細(xì)節(jié)空間信息的損失。針對2407的缺陷，可以探索的方法就是像素飽和度信息來調(diào)整顏色的線性矩陣的變換。

做完了色域映射之后，接下來需要對色調(diào)做一些調(diào)整，因?yàn)镠DR視頻有比較大的動(dòng)態(tài)范圍，而普通的顯示器它的動(dòng)態(tài)范圍是比較小的，所以我們需要通過兩個(gè)方式來做一些調(diào)整，一個(gè)是全局的影射，另外一個(gè)就是局部的色調(diào)影射。全局的色調(diào)映射解決的是圖像整體亮度的壓縮。局部色調(diào)映射是為了保持圖像和顏色的細(xì)節(jié)。做完這兩個(gè)步驟之后，就可以顯示了，因?yàn)樗蔷€性的，所以我們要做一個(gè)非線性到線性的轉(zhuǎn)換。

通過上面的步驟，可以實(shí)現(xiàn)HDR視頻在普通顯示器上面的完整的呈現(xiàn)。

羅小偉最后指出，紫光展銳開發(fā)的顯示增強(qiáng)技術(shù)，通過運(yùn)用色域轉(zhuǎn)換、色調(diào)映射和動(dòng)態(tài)對比度增強(qiáng)技術(shù)，將高動(dòng)態(tài)、高位深和廣色域的HDR視頻轉(zhuǎn)換成適合在SDR屏幕上播放的畫面。在SDR屏幕上充分還原HDR視頻精美的畫面質(zhì)量和絢麗的色彩表現(xiàn)。紫光展銳支持多種視頻的解碼和顯示展銳新一代SoC虎賁T7520支持目前應(yīng)用廣泛的HLG和HDR10/10+等格式，給用戶帶來HDR視頻的極致視覺體驗(yàn)。

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