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。

　　“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。