探讨HDR技术在平板电视中的应用

赵立杰

摘 要：随着经济的发展和社会的进步，人们对于生活质量的要求显著提升，在电视机方面，人们越来越追求高清的画面和丰富的色彩，而科学技术的进步为满足人们需求提供了有力的援助。HDR技术源自摄影领域，电视机引入HDR技术后，其提供的画面亮度和色彩都得到了显著的提升，呈现出更加缤纷异彩的画面，成为当今全世界电视机制造商竞相追求的技术。对此，本文以HDR技术在平板电视中的应用为研究主题，对上述的问题进行了分析和考察，希望能够为相关部门提供参考和借鉴。

关键词：HDR技术；平板电视；应用

HDR电视技术在2014年的CES展会上便初露锋芒，到今天，HDR技术成为众多电视制造厂家竞相追捧的热点。可以说，如果谁掌握了HDR技术在电视中的应用，谁就获得了电视制造的核心竞争力。

1 HDR技术简介

HDR（High-Dynamic Range）在汉语中被译为高动态范围图像。HDR技术最早应用在摄影中，相较普通的照片，使用HDR技术拍摄的照片可以提供更多的亮暗动态范围，同时具有更多的色彩和图像的细节，能更好地反映所拍摄内容的真实效果。本文所要探讨的在平板电视中应用的HDR技术与之基本类似。

2 HDR技术在电视中的作用

2.1 HDR技术可以提供更多的亮度信息

在现实生活中我们不难发现，在同一环境下，肉眼直接所见的景象较经过屏幕间接展示的画面更加清晰和明亮。这是因为，在现实中的亮度动态范围是十分广泛的，即使在一些昏暗的角落中，也是存在亮度的，对于这些亮度，人眼是可以直接捕捉到的。但是，经过拍摄后的影像在设备播放下，是很难展现这些亮度范围的而导致亮度失真的原因很多，包括视频格式有误、视频压缩过度、显示器显示能力不足等。

为了更好地满足人们视觉的需求，展现出画面的更多色彩和细节，需要使用更加高端的拍摄设备。与此同时，为了更好地展现出拍摄设备所记录的画面，输出设备也需要进行技术革新，而HDR技术无疑出色地完成了这个任务。带有HDR技术的电视，可以呈现出更多的亮度信息，为观众带来精彩的视觉盛宴。

2.2 HDR技术可以提供更多的色彩和细节

HDR技术在帮助电视画面增加亮度信息的同时，也使得依托在所增加的亮度上的色彩和细节得以展现。

对此，我们可以举例说明。当我们用设备拍摄烟火时，常常会遇到显示设备难以较好地显示出烟火中心色彩的情况，这是烟火中心亮度过高而导致的。但是，如果在拍摄的视频中有水面，我们却可以在水的倒影中看清烟火中心的颜色，这是因为在水的倒影中，烟火中心的亮度已经降低了好多个层次，从而使得颜色得以展现而出。而HDR技术正是增加了画面的亮度信息，使得过去画面中由于亮度限制而被遮蔽的色彩和细节可以展现出来，更加真实地反映拍摄的景象。

2.3 平板电视实现HDR所需的技术基础

2.3.1 在显示屏幕方面

需要实现高对比度和广色域空间。亮度对比度方面目前主要依靠区域背光技术实现。海信在这方面有专利技术，其他厂商也有类似的技术在使用。色彩方面，量子点技术是目前高效提高电视机色域的最佳方案。该技术可以改变波长，能呈现出纯正白光的红蓝绿三个组成颜色，让色彩更纯更真。目前索尼、三星、TCL等厂商都将量子点作为重点技术部署。

此外，OLED屏以其完全不同于传统液晶屏幕的自发光无需背光方式，暗画面完全没有漏光，极大增强对比度。其色域上也有先天优势。目前是高端HDR电视方案的选择。

2.3.2 在解码芯片方面

HDR片源涵蓋了更多的色彩和亮度信息，所以解码芯片和算法都要更加强大，目前业界以10bit的HDR解码为参考标准，10bit解码能输出10.7亿色，为HDR解码带来更强劲的动力。目前电视主流芯片厂晨星和瑞昱最新的中高端芯片大多都支持10bit HDR解码了。

3 国内外电视HDR技术的应用状况

3.1 国外电视HDR技术应用状况

由于HDR标准最早就是在国外建立，目前主流有杜比标准和BBC的标准，所以国外的电视HDR技术已经发展得相对成熟，在HDR视频拍摄到播放均有较为强大的硬件支持。国外厂商的杰出代表是日本的索尼公司，其本身便是老牌的摄影技术开发商。索尼拥有能够记录HDR高动态范围的摄像机如F65、F55等。除了在摄影摄像技术上的独当一面之外，索尼在HDR电视上也有着较为成熟的发展，在电视机画质驱动芯片制造、电视机背光技术开发及图像处理引擎上均有成熟的技术，这使得索尼公司的HDR电视有着强劲的表现。Sony推出的HLG技术可兼容普通电视，HLG可通过两种不同的方式来分别对HDR信号当中所包含的高光和低光部分进行解码，其中低光部分使用了标准伽玛曲线，而高光部分则使用了对数曲线。

3.2 国内电视HDR技术应用状况

尽管HDR技术是从国外引进的，其技术的国际标准与高端技术也掌握在发达国家手中。但是就国内的情况来说，国产电视商家的进步是十分可喜的。在HDR标准方面，中国电子商会联合中国电子技术标准化研究院已经发布《HDR显示技术认证规范》，还为首批通过认证的产品颁发了“HDR认证标志”。据悉国际标准大部分也将在年内完成。在日趋激烈的竞争中，国内的电视厂商纷纷开展大力的宣传，以昂扬的姿态进入市场，表现出积极奋发的发展态势。

国内电视制造较大的厂商如TCL、海信、创维、康佳等，都已经将HDR技术引入到电视机制造生产之中，并且也在尽全力完善相关的配套设施建设。从相关的公司了解到，目前TCL公司的电视HDR技术发展比较迅速，已经拥有了一套较为成熟的全生态HDR技术和产品生产线。

4 结语

HDR技术在图像显示上具有革新的重要意义，这与4K技术一起，为还原真实世界在观众面前贡献出了巨大的能量。我们相信，随着技术的不断发展，HDR技术也会越来越成熟，与之相辅相成的硬件设施也会更加发达，从而为观众带来异彩纷呈的视觉盛宴。

参考文献：

[1]（美）卡尔（Carr，P.），（美）科雷尔（Correll），等.HDR技术[M].北京：人民邮电出版社，2015.

[2]王莎，戴青，乔静.基于HDR技术的虚拟图像生成[J].微计算机信息，2014，23（30）：300-301.