探討HDR技術在平板電視中的應用

趙立杰

摘 要：隨著經濟的發展和社會的進步，人們對于生活質量的要求顯著提升，在電視機方面，人們越來越追求高清的畫面和豐富的色彩，而科學技術的進步為滿足人們需求提供了有力的援助。HDR技術源自攝影領域，電視機引入HDR技術后，其提供的畫面亮度和色彩都得到了顯著的提升，呈現出更加繽紛異彩的畫面，成為當今全世界電視機制造商競相追求的技術。對此，本文以HDR技術在平板電視中的應用為研究主題，對上述的問題進行了分析和考察，希望能夠為相關部門提供參考和借鑒。

關鍵詞：HDR技術；平板電視；應用

HDR電視技術在2014年的CES展會上便初露鋒芒，到今天，HDR技術成為眾多電視制造廠家競相追捧的熱點。可以說，如果誰掌握了HDR技術在電視中的應用，誰就獲得了電視制造的核心競爭力。

1 HDR技術簡介

HDR（High-Dynamic Range）在漢語中被譯為高動態范圍圖像。HDR技術最早應用在攝影中，相較普通的照片，使用HDR技術拍攝的照片可以提供更多的亮暗動態范圍，同時具有更多的色彩和圖像的細節，能更好地反映所拍攝內容的真實效果。本文所要探討的在平板電視中應用的HDR技術與之基本類似。

2 HDR技術在電視中的作用

2.1 HDR技術可以提供更多的亮度信息

在現實生活中我們不難發現，在同一環境下，肉眼直接所見的景象較經過屏幕間接展示的畫面更加清晰和明亮。這是因為，在現實中的亮度動態范圍是十分廣泛的，即使在一些昏暗的角落中，也是存在亮度的，對于這些亮度，人眼是可以直接捕捉到的。但是，經過拍攝后的影像在設備播放下，是很難展現這些亮度范圍的而導致亮度失真的原因很多，包括視頻格式有誤、視頻壓縮過度、顯示器顯示能力不足等。

為了更好地滿足人們視覺的需求，展現出畫面的更多色彩和細節，需要使用更加高端的拍攝設備。與此同時，為了更好地展現出拍攝設備所記錄的畫面，輸出設備也需要進行技術革新，而HDR技術無疑出色地完成了這個任務。帶有HDR技術的電視，可以呈現出更多的亮度信息，為觀眾帶來精彩的視覺盛宴。

2.2 HDR技術可以提供更多的色彩和細節

HDR技術在幫助電視畫面增加亮度信息的同時，也使得依托在所增加的亮度上的色彩和細節得以展現。

對此，我們可以舉例說明。當我們用設備拍攝煙火時，常常會遇到顯示設備難以較好地顯示出煙火中心色彩的情況，這是煙火中心亮度過高而導致的。但是，如果在拍攝的視頻中有水面，我們卻可以在水的倒影中看清煙火中心的顏色，這是因為在水的倒影中，煙火中心的亮度已經降低了好多個層次，從而使得顏色得以展現而出。而HDR技術正是增加了畫面的亮度信息，使得過去畫面中由于亮度限制而被遮蔽的色彩和細節可以展現出來，更加真實地反映拍攝的景象。

2.3 平板電視實現HDR所需的技術基礎

2.3.1 在顯示屏幕方面

需要實現高對比度和廣色域空間。亮度對比度方面目前主要依靠區域背光技術實現。海信在這方面有專利技術，其他廠商也有類似的技術在使用。色彩方面，量子點技術是目前高效提高電視機色域的最佳方案。該技術可以改變波長，能呈現出純正白光的紅藍綠三個組成顏色，讓色彩更純更真。目前索尼、三星、TCL等廠商都將量子點作為重點技術部署。

此外，OLED屏以其完全不同于傳統液晶屏幕的自發光無需背光方式，暗畫面完全沒有漏光，極大增強對比度。其色域上也有先天優勢。目前是高端HDR電視方案的選擇。

2.3.2 在解碼芯片方面

HDR片源涵蓋了更多的色彩和亮度信息，所以解碼芯片和算法都要更加強大，目前業界以10bit的HDR解碼為參考標準，10bit解碼能輸出10.7億色，為HDR解碼帶來更強勁的動力。目前電視主流芯片廠晨星和瑞昱最新的中高端芯片大多都支持10bit HDR解碼了。

3 國內外電視HDR技術的應用狀況

3.1 國外電視HDR技術應用狀況

由于HDR標準最早就是在國外建立，目前主流有杜比標準和BBC的標準，所以國外的電視HDR技術已經發展得相對成熟，在HDR視頻拍攝到播放均有較為強大的硬件支持。國外廠商的杰出代表是日本的索尼公司，其本身便是老牌的攝影技術開發商。索尼擁有能夠記錄HDR高動態范圍的攝像機如F65、F55等。除了在攝影攝像技術上的獨當一面之外，索尼在HDR電視上也有著較為成熟的發展，在電視機畫質驅動芯片制造、電視機背光技術開發及圖像處理引擎上均有成熟的技術，這使得索尼公司的HDR電視有著強勁的表現。Sony推出的HLG技術可兼容普通電視，HLG可通過兩種不同的方式來分別對HDR信號當中所包含的高光和低光部分進行解碼，其中低光部分使用了標準伽瑪曲線，而高光部分則使用了對數曲線。

3.2 國內電視HDR技術應用狀況

盡管HDR技術是從國外引進的，其技術的國際標準與高端技術也掌握在發達國家手中。但是就國內的情況來說，國產電視商家的進步是十分可喜的。在HDR標準方面，中國電子商會聯合中國電子技術標準化研究院已經發布《HDR顯示技術認證規范》，還為首批通過認證的產品頒發了“HDR認證標志”。據悉國際標準大部分也將在年內完成。在日趨激烈的競爭中，國內的電視廠商紛紛開展大力的宣傳，以昂揚的姿態進入市場，表現出積極奮發的發展態勢。

國內電視制造較大的廠商如TCL、海信、創維、康佳等，都已經將HDR技術引入到電視機制造生產之中，并且也在盡全力完善相關的配套設施建設。從相關的公司了解到，目前TCL公司的電視HDR技術發展比較迅速，已經擁有了一套較為成熟的全生態HDR技術和產品生產線。

4 結語

HDR技術在圖像顯示上具有革新的重要意義，這與4K技術一起，為還原真實世界在觀眾面前貢獻出了巨大的能量。我們相信，隨著技術的不斷發展，HDR技術也會越來越成熟，與之相輔相成的硬件設施也會更加發達，從而為觀眾帶來異彩紛呈的視覺盛宴。

參考文獻：

[1]（美）卡爾（Carr，P.），（美）科雷爾（Correll），等.HDR技術[M].北京：人民郵電出版社，2015.

[2]王莎，戴青，喬靜.基于HDR技術的虛擬圖像生成[J].微計算機信息，2014，23（30）：300-301.