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超高清电视显示技术的特点及色彩性能

2020-02-03李海青

电子技术与软件工程 2020年14期
关键词:色域亮度特性

李海青

(四川长虹电器股份有限公司 四川省绵阳市 621000)

科学技术不断向前发展,各技术领域取得了一定的成绩,高清显示技术也获得了较大提升,进一步推动了电视行业的发展。在超高清电视领域中,显示技术的色彩性能不断被研发和创新,让其色彩更加丰富,增强了画面层次感,大幅度提升了显示水平。在超高清电视显示技术中,其空间性、色彩性、时间性等方面都是其重要关键点,对其创新和开发是电视显示技术的重要内容。这里对电视显示技术的这些特点进行了分析,对其色彩性能进行了探究。

1 技术特点

随着人们生活水平的提高,对生活质量、生活品质要求也越来越高,在电视领域中,人们越来越不满足于高清电视显示技术,向更高一级领域——超高清电视显示技术进军。和高清电视显示技术相比较,超高清电视显示技术更为优越,其技术领域研发重心主要集中在色彩性、时间性、空间性等方面,这也是其技术的三大特点,是提高显示质量、改善画质、提升主观体验的关键因素。在快要来临的8K 时代,做好超高清电视显示技术的研究,注重色彩和空间的开发显得尤为重要。

从电视的清晰度来看,720×576 像素称为标准清晰度电视,1920×1080(2K×1K)像素称为全高清电视(FHDTV),也就是通常所说的2K 电视,3840×2160(4K×2K)像素以及7680×4320(8K×4K)像素称为超高清电视(UHDTV),即通常所说的4K 电视和8K 电视。

1.1 超高清电视显示技术的色彩特性

超高清电视显示技术中,色彩特性是非常关键的,做好图片色彩特性的处理,是确保高质量画面的重要前提。有研究显示,在超高清电视显示技术中,处理好色彩特性主要涉及到三个方面的内容:

(1)重视宽色域。对于显示器件而言,若其色域越宽,那么其显示的画面就越逼真,更接近所拍摄事物的原有色彩,因此,处理好电视机的色域是非常重要的。

(2)色彩饱和度的标示。一般的显示器件都运用了RGB 三基色(图1),合理处理好其色彩饱和度,则能提高色域全覆盖效果,让其达到99.9%,在这样的条件下所形成的图像,其质量是非常高的,而且画面细节逼真程度更高。

(3)重视色彩的丰富性。对于照片来说,其色彩越丰富,也就越接近事物原有的颜色,而电视机显示同样需要丰富的色彩,让其展示的图像更加逼真,提高色彩元素欣赏效果[1]。

表1 中,假设为线性是指图像信息在0 ~1 的范围内可用RGB 三色刺激值线性指出;主色和用于参考的白色是指图像信息的色度值可在RGB 基色和参照白基色的基础上加以判定。

观察表1 和表2 的数据,能够发现在色域方面,超高清电视具有一定的优势,其色彩表现能力更加宽广细致。

1.2 超高清电视显示技术的时间特性

这里所提到的时间性,主要体现在景物的移动效果。为了提高画面效果,让观众能够获得更好的景物移动观赏感,在超高清电视显示技术中,设立了“运动模糊”这一思想。一般来说,在对某一静止景物进行拍摄时,所拍摄图片照片是比较清晰的,若景物处于移动中,所拍摄的图片将会出现模糊情况,影响观众的欣赏感。而“运动模糊”概念的引入,其目的是合理处理好画面场景和曝光时间,可以较好的解决这一问题,提高图像的清晰度,让所拍摄的画面质量更高,在超高清电视显示技术中,这也是其重要技术关键点。另外,时间性中还包含另外一个重要内容,即“闪烁效应”,处理好这一效应,可以让人类的视觉逐步适应运动模糊图像,进而获得更为优越的观赏效果。有研究数据表明,100Hz 帧频是一个分界点,若高于这一数值,人在观察运动模糊图片时,则会出现视觉感应,进而提高了观赏体验感。

表1:UHDTV 系统色彩特性

表2:HDTV 系统色度特性

1.3 超高清电视显示技术的空间特性

运用超高清电视显示技术,能够对人的视觉形成冲击,人的心理对其进行感知,将会获得较强的空间感。就现阶段来看,市场上的电视,其分辨率主要有HD、2K、4K、8K 等,他们所对应的像素也会有所差异,而像素的高低是图像质量高低的重要影响因素。电视要想获得优质的画面,还需要详细计算空间分辨率,对电视尺寸加以明确,这样才能达到超清显示的效果。就超高清电视显示技术研究效果来看,想要进一步提升显示效果,让观众获得优越的观赏效果,就需要在确保优越图像质量的同时,还要确保画面的真实感。实现画面的空间性,其关键点主要有两个方面:

图1:RGB 三基色

图2:色彩性能

(1)提升观赏者的临场感,有研究显示,要想提高临场感,就需要合理把控视角,精确控制距离;

(2)视角,不同视角,观众所看到画面的感受也有所不同,合理调整视角,确保不同视角下色彩的一致性主观体验,增强观众的临场感,进而更好的构建空间效果。

2 色彩性能

在显示技术不断提高过程中,色彩性能的构建显得越来越重要,它将直接对电视显示质量产生影响。就目前来看,想要获得优越的色彩性能,就需要合理设置参数系数。超高清显示技术的应用中,需要解决的问题是对区域空间进行有效构建,进而让显示出来的色彩更加真实,更加丰富多彩,这能够让观众获得优质的主观体验。一般来说,色彩性能的构建需要注重色域的匹配、科学的调整亮度的动态范围、进行色彩空间的合理转换[2]。如图2。

2.1 注重色域的匹配

超高清电视显示技术在发展过程中,做好色域匹配是非常重要的,这会直接影响到所显示图片的色彩性能。

(1)在整个超高清电视节目录制显示期间,所涉及到的色彩空间是非常多的,若色域与之不匹配,则很难确保电视所显示图片的质量。

(2)图片的色域、亮度等是存在一定差异的,这会引起色彩空间的不同,不利于超高清图片的显示,这就需要对色域空间进行控制,提高其匹配度,让电视机所显示的图片色彩性能得到保证。

(3)提高亮度动态范围的匹配程度。由于电视在显示过程中,画面是动态的,画面的亮度会不断的变化,需要有效控制其亮度范围,让其亮度动态范围得到匹配,色彩空间尺度得到提升,才能确保动态画面的质量。

所以,在实际的技术运用过程中,应当合理调控色域、OETF参数,以形成更加优越的信号,方便后期的色彩空间的设置,进而提高图片显示效果[3]。

2.2 科学的调整亮度的动态范围

观众在欣赏视频时,眼睛对视频的亮度、图片色彩亮度有一个舒适度,合理的亮度调节,能够对视觉形成有效刺激,让观众在欣赏过程中更舒服。对亮度的调控是一个动态的、持续的,也就是说在视频播放的整个过程中,需要对每一帧图片的亮度进行把控,让画面质量得到提升,进而让视频具有更高的欣赏价值。进行亮度和对比度的调整,能够让画面清晰度更高。另外,对源空间信号进行控制时,合理对其进行非线性转换,能够让画面亮度调整到合理范围[4]。

2.3 进行色彩空间的合理转换

在电视显示过程中,会存在色彩空间匹配问题,在实际的显示技术应用中,可以借助于色彩空间转换技术,对其进行调整,让其色彩元素达到相应要求,确保观众的欣赏效果。这里所提到的色彩空间转换,包括空间转换算法、色彩空间管理等内容。色彩空间转换算法是超高清显示技术中的关键技术,这将会对色彩性格产生直接影响,其目的是尽量减少转换次数,让画面的亮度、色彩达到最优。有研究表明,合理运用好色彩空间算法,能够源空间的信号进行非线性转换,并在线性光信号中传输这一信号,这可以大幅度提高画面色彩空间质量。其次,色彩空间管理,它也是提高图像色彩性能的重要内容,并且所涉及到的时间范围比较长,从电视节目拍摄起就需要做好色彩空间管理,一直到影视制作、电视显示,整个过程都需要做好色彩空间管理,这样才能确保画质,更好的展示出画面细节。在最初的画面拍摄时,需要注意画面拍摄的色彩空间,为降低不匹配的可能,需要对其进行转换;在制作期间,还要对画面进行加工剪辑,对其实施调色,做好色彩空间管理,这样才能让色彩性能得到保证。所以,在对色彩性能进行控制时,应当重视色彩空间转换,处理好其空间效果,进而获得更高的欣赏体验[5]。

3 结语

总体来说,在电视领域中,超高清电视是其发展重要方向,超高清电视显示技术是其发展中的重要环节。在超高清电视显示技术中,其特点主要表现在时间特性、空间特性以及色彩特性,从这几个方面着手,才能让显示的图像更加逼真,更契合人们的欣赏水平。本文主要对这几大特性的实现进行了探讨,其关键点就是色彩功能的生成,这就需要做好色域的匹配,注意色彩空间的转换,同时还要进行亮度的动态调整,进而让所显示的图片更加真实,更满足人们的需求。

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