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Nova画质引擎简介

来源:诺瓦科技        编辑:swallow    2020-12-29 14:25:45     加入收藏

为了弥补LED显示屏在画质方面的劣势,诺瓦科技推出了Nova画质引擎。可以有效地解决目前客户吐槽的低灰轮廓、低灰偏色以及人脸偏红,显示色彩不准的问题,使LED屏达到影院级的显示画质。

  为了弥补LED显示屏在画质方面的劣势,诺瓦科技推出了Nova画质引擎。可以有效地解决目前客户吐槽的低灰轮廓、低灰偏色以及人脸偏红,显示色彩不准的问题,使LED屏达到影院级的显示画质。

  “Nova画质引擎”让LED显示焕发自然之美

  下面图1的左半边为LED屏不做任合处理时显示出来的画面,右半边为使用Nova画质引擎之后显示的画面,右下角小屏为监视器显示的画面。可以明显的看出,右半边的LED显示出来的色彩与监视器更加接近,且其显示的画面更通透,更符合人眼的喜好,对比度更强,让人看了感觉更舒服,更美好。图2,可以看出,左边原始LED屏显示的人脸非常红,而右边使用画质引擎后所呈现的人脸跟我们日常看到的人脸肤一致。

  “Nova画质引擎”技术介绍

  如何做到2.1所呈现的画质效果的呢,以下就将Nova画质引擎一层层地剥开来看一看。

  画质引擎---22bit+

  LED显示的轮廓线问题如下图所示。

  为什么会有轮廓线?如果图像本身想要表达的出现轮廓线的位置的亮度是0.02和0.03尼特的亮度值LED屏的灰阶台阶比较大,无法表达出特别小的亮度台阶,这样本来想要显示的0.02尼特和0.03尼特的亮度在LED屏上显示出来却变成了0.01和0.04,这样这两个灰阶的差异从0.01尼特变大到了0.03尼特,这样大的差距刚好被人眼捕捉到了,就会被人眼识别为轮廓。

  解决方案:增加LED屏的灰阶级数,灰阶级数越大代表着LED屏的亮度可以被切分的颗粒度越小,亮度合并的现象就会消除,这就是诺瓦的22bit+,64倍灰度级数提升,让灰阶更加细腻。

  使用22bit+技术解决灰阶不细问题的前后对比如下图所示;

  画质引擎---精细灰度

  那是不是灰阶变大,亮度台阶变小,灰度显示就完美了呢?事实上并非如此。

  对于灰阶,我们希望的理想灰阶如下图中黑色曲线所示,它是一个线性均匀递增的、台阶大小不变的,且R、G、B的灰阶完全重合的曲线。

  但实际测出来的我们的灰阶如下图红绿蓝色曲线所示;

  从上图中可以看出,实际测量到的LED屏的RGB的灰阶呈现出明显的非线性,RGB灰阶还不平行即斜率不一致且RGB不重合。

  由于LED本身的光学特性、驱动电路以及LED灯板的电路设计等产生的寄生电容的影响等,导致红绿蓝灯的最终的电光特性都存在不同程度的灰阶非线性问题,仅仅通过驱动或控制的电路补偿也无法解决,因此基于光学测量的灰阶校准是必须的。

  对驱动IC的16bits 65536级灰阶进行逐级校准,使灰阶控制更加精准,是让LED显示画质提升的前提。

  由于LED屏的灰阶不精准导致的问题:

  低灰显示偏色,明明显示的灰阶渐变,却偏偏出现了整体偏色、或偏红偏青的条纹;

  显示灰阶渐变图时,看到明显的灰阶反跳;

  灰阶不准的解决方案

  我们精细灰度的目标是尽可能地把LED屏的灰阶修正到接近线性;

  使用精细灰度技术前后的灰阶渐变效果对比图如图所示;

  画质引擎---色彩管理

  LED显示屏目前在色彩呈现上存在什么问题

  人脸及肤色偏红,不真实;

  色温不能实时准确调节;

  广告显示颜色偏差导致用户款式选择错误,比如典型的口红的广告,装修墙面油漆在线选色;车展车身色彩偏色;

  现实生活中的物体表现出来的色彩差异大,感觉很假,如显示的树叶像个塑料叶子;

  为什么会这样?

  为了找到这些色彩呈现问题的本质原因,我们先来梳理一下,色彩是通过怎样的一个链路呈现在显示屏上的;

  导演和摄影师在现场拍摄自然场景,把现实世界的色彩量化成数字量,如把红色定义为(255, 0, 0),形成视频格式;

  显示端拿到视频数据后,将数据通过显示介质(如LED屏)显示成不同颜色的光;

  在这个过程中存在什么问题呢?

  在以上呈现色彩的两个步骤里,存在1个问题。那就是(255, 0, 0)是一个量化编码值,这是一个相对值。(255, 0, 0)代表的是品红?梅红?还是桃红?只凭(255, 0, 0)这个量化编码值是无法确定的。

  那这样,如何通过(255,0,0)来确定导演拍摄的到底是什么红呢?这其实就是通过导演拍摄时所选用的色域标准来确定的。当我们LED屏显示(255, 0, 0)时用的色域标准与导演拍摄时使用的色域标准是一样的,那呈现出来的红色就跟导演看到的一样,如果标准不一样,那最终呈现在LED屏上的(255,0,0)就会偏了。

  如图所示,色域图中标示了LED屏常规的色域范围,BT.709和BT.2020标准的色域范围,可以看出它们之间是有区别的。

  所以,在LED屏不做色彩管理时,它的色域相当于是freestyle,不符合任何标准的。那这样翻译出来的色彩肯定跟导演看到的是不一样的。

  解决方案

  目前诺瓦支持色彩管理技术通过A8s/A10s Plus接收卡,结合NovaLCT软件中的画质引擎模块,可执行自动化的采集、校准和验证。实现对LED屏多个标准色域的切换,整个操作过程不超过3分钟,并且目前诺瓦LED色彩管理技术可以支持屏体色温的实时准确调节。

  下面是实现方案示意图:

  画质引擎效果

  灰度精准操控

  对灰度的精准操控是LED精准显示的基础,诺瓦画质引擎实现了对灰度的精准操控,真正做到了指哪打哪;

  从上图中可以看出,画质引擎开启前,LED屏的灰阶表现与标准gamma曲线差距较大,其差异在低灰段表现的尤为明显,相对差异最大竟高达60%。而画质引擎开启后,其与标准gamma曲线的差异仅为2%。

  色彩精准还原

  从上表中可以看出,画质引擎未开启时,屏体的色度偏差量DeltaE高达51,而开启画质引擎后其色度偏差量Delta E基本在1左右。

免责声明:本文来源于诺瓦科技,本文仅代表作者个人观点,本站不作任何保证和承诺,若有任何疑问,请与本文作者联系或有侵权行为联系本站删除。

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