Nova畫質引擎簡介

來源：諾瓦科技編輯：swallow 2020-12-29 14:25:45 加入收藏咨詢

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為了彌補LED顯示屏在畫質方面的劣勢，諾瓦科技推出了Nova畫質引擎。可以有效地解決目前客戶吐槽的低灰輪廓、低灰偏色以及人臉偏紅，顯示色彩不準的問題，使LED屏達到影院級的顯示畫質。

　　“Nova畫質引擎”讓LED顯示煥發自然之美

　　下面圖1的左半邊為LED屏不做任合處理時顯示出來的畫面，右半邊為使用Nova畫質引擎之后顯示的畫面，右下角小屏為監視器顯示的畫面。可以明顯的看出，右半邊的LED顯示出來的色彩與監視器更加接近，且其顯示的畫面更通透，更符合人眼的喜好，對比度更強，讓人看了感覺更舒服，更美好。圖2，可以看出，左邊原始LED屏顯示的人臉非常紅，而右邊使用畫質引擎后所呈現的人臉跟我們日常看到的人臉膚一致。

　　“Nova畫質引擎”技術介紹

　　如何做到2.1所呈現的畫質效果的呢，以下就將Nova畫質引擎一層層地剝開來看一看。

　　畫質引擎---22bit+

　　LED顯示的輪廓線問題如下圖所示。

　　為什么會有輪廓線?如果圖像本身想要表達的出現輪廓線的位置的亮度是0.02和0.03尼特的亮度值LED屏的灰階臺階比較大，無法表達出特別小的亮度臺階，這樣本來想要顯示的0.02尼特和0.03尼特的亮度在LED屏上顯示出來卻變成了0.01和0.04，這樣這兩個灰階的差異從0.01尼特變大到了0.03尼特，這樣大的差距剛好被人眼捕捉到了，就會被人眼識別為輪廓。

　　解決方案：增加LED屏的灰階級數，灰階級數越大代表著LED屏的亮度可以被切分的顆粒度越小，亮度合并的現象就會消除，這就是諾瓦的22bit+，64倍灰度級數提升，讓灰階更加細膩。

　　使用22bit+技術解決灰階不細問題的前后對比如下圖所示;

　　畫質引擎---精細灰度

　　那是不是灰階變大，亮度臺階變小，灰度顯示就完美了呢?事實上并非如此。

　　對于灰階，我們希望的理想灰階如下圖中黑色曲線所示，它是一個線性均勻遞增的、臺階大小不變的，且R、G、B的灰階完全重合的曲線。

　　但實際測出來的我們的灰階如下圖紅綠藍色曲線所示;

　　從上圖中可以看出，實際測量到的LED屏的RGB的灰階呈現出明顯的非線性，RGB灰階還不平行即斜率不一致且RGB不重合。

　　由于LED本身的光學特性、驅動電路以及LED燈板的電路設計等產生的寄生電容的影響等，導致紅綠藍燈的最終的電光特性都存在不同程度的灰階非線性問題，僅僅通過驅動或控制的電路補償也無法解決，因此基于光學測量的灰階校準是必須的。

　　對驅動IC的16bits 65536級灰階進行逐級校準，使灰階控制更加精準，是讓LED顯示畫質提升的前提。

　　由于LED屏的灰階不精準導致的問題：

　　低灰顯示偏色，明明顯示的灰階漸變，卻偏偏出現了整體偏色、或偏紅偏青的條紋;

　　顯示灰階漸變圖時，看到明顯的灰階反跳;

　　灰階不準的解決方案

　　我們精細灰度的目標是盡可能地把LED屏的灰階修正到接近線性;

　　使用精細灰度技術前后的灰階漸變效果對比圖如圖所示;

　　畫質引擎---色彩管理

　　LED顯示屏目前在色彩呈現上存在什么問題

　　人臉及膚色偏紅，不真實;

　　色溫不能實時準確調節;

　　廣告顯示顏色偏差導致用戶款式選擇錯誤，比如典型的口紅的廣告，裝修墻面油漆在線選色;車展車身色彩偏色;

　　現實生活中的物體表現出來的色彩差異大，感覺很假，如顯示的樹葉像個塑料葉子;

　　為什么會這樣?

　　為了找到這些色彩呈現問題的本質原因，我們先來梳理一下，色彩是通過怎樣的一個鏈路呈現在顯示屏上的;

　　導演和攝影師在現場拍攝自然場景，把現實世界的色彩量化成數字量，如把紅色定義為(255, 0, 0)，形成視頻格式;

　　顯示端拿到視頻數據后，將數據通過顯示介質(如LED屏)顯示成不同顏色的光;

　　在這個過程中存在什么問題呢?

　　在以上呈現色彩的兩個步驟里，存在1個問題。那就是(255, 0, 0)是一個量化編碼值，這是一個相對值。(255, 0, 0)代表的是品紅?梅紅?還是桃紅?只憑(255, 0, 0)這個量化編碼值是無法確定的。

　　那這樣，如何通過(255,0,0)來確定導演拍攝的到底是什么紅呢?這其實就是通過導演拍攝時所選用的色域標準來確定的。當我們LED屏顯示(255, 0, 0)時用的色域標準與導演拍攝時使用的色域標準是一樣的，那呈現出來的紅色就跟導演看到的一樣，如果標準不一樣，那最終呈現在LED屏上的(255,0,0)就會偏了。

　　如圖所示，色域圖中標示了LED屏常規的色域范圍，BT.709和BT.2020標準的色域范圍，可以看出它們之間是有區別的。

　　所以，在LED屏不做色彩管理時，它的色域相當于是freestyle，不符合任何標準的。那這樣翻譯出來的色彩肯定跟導演看到的是不一樣的。

　　解決方案

　　目前諾瓦支持色彩管理技術通過A8s/A10s Plus接收卡，結合NovaLCT軟件中的畫質引擎模塊，可執行自動化的采集、校準和驗證。實現對LED屏多個標準色域的切換，整個操作過程不超過3分鐘，并且目前諾瓦LED色彩管理技術可以支持屏體色溫的實時準確調節。