HDR电视系统关键技术应用研究

伍银河

（创维集团有限公司，深圳　518057）

1　HDR电视系统介绍

HDR电视系统应用后区别于SDR电视系统技术，对图像的亮度色彩变化保存更接近自然，带给人更真实的视觉体验。以传统技术为例，所显示的亮度范围通常在0.1—100cd/m2，动态比例为1000：1，而应用HDR电视技术后，动态范围比例远远大于传统标准，亮度可以达到传统技术最高值之上。这也成为HDR电视技术快速代替传统技术的原因之一。亮度允许值关系到电视图像呈现中的视觉效果，但亮度峰值高并不意味着HDR电视系统无限制的更亮，而是根据不同成像需求能够自动调节，从而行成建筑室内与室外不同的亮度场景，场景亮度调节中更接近自然效果，所呈现的影像更能表现出亮度灰阶层次感，明亮交替使得画面真实饱满。HDR电视系统，更具有融合性，可以将电视节目播放中需要的功能整合形成一体化模式，从而保障节目播出的流畅性，也全面提升了节目地观看效果。

2　HDR电视系统的关键技术

2.1　gamma曲线技术

电视节目录制中利用了光传导原理，播出后则需要将光转历程电信号传导，实现电视节目播出目的。需要将光转换到电信号，再由电信号转换为光信号，从而实现电视机对节目地接收以及人眼对节目信息的接收。在真实录制场景下关于显示器所显示的光存在不同，hHDR电视系统中，可利用函数运算来实现信号之间的转换。gamma则运用不同场景中的光导信号相电平，信号转换技术可大幅度缩减信号转换所用时间并保持信号转换过程中的精准度，从而减少转换数据损耗。技术在信号转换中共包含以下几种模式：OETF（场景光信号到视频电信号的转换。）、EOTF（视频电信号到显示器光信号的转换。）、OOTF（场景光信号到显示器光信号的转换。）、EETF（视频电信号到视频电信号的转换。）功能之间也可以根据电视节目播放需求整合使用。

2.2　拍摄技术

2.2.1摄像机功能

HDR电视剧系统对节目录制中摄像机功能要求十分，能够拍摄出在HDR动态要求比例范围内的效果影像。传统摄像机拍摄中输出的信号为普通曲线，用HDR技术后，摄像机能够将，两种曲线融合在一起，或者以信号模式共同保存在录制内容中。摄像机提升了动态比例范围，可以达到200000：1的效果，从而使电视节目达到高清标准。摄像机的色域识别能力也需要大幅度提升。摄像机所记录的动态效果，是接下来HDR电视机成像的基础依据，分辨率需要达到BT.2020色域的范围内。当前应用的摄像机在功能上可以达到这一效果，但在拍摄中，光线角度还需要深入研究，光线角度搭配合理后，所进行的各项拍摄任务才能高效实现。

2.2.2摄像师能力

拍摄过程中摄像机颤动，移动角度不合理，拍摄角度与光照角度配合不足等问题，都会影响到最终电视节目高清呈现效果。因此是否能够达到HDR电视系统实现效果，摄像师的能力问题也十分重要，需要油对摄像机操作娴熟的技术人员来完成。并懂得摄像角度与呈现角度配合原理，这样在拍摄中才能更好地利用光照资源，适当时也可以进行人工打光来补充亮度。由于HDR技术与全统摄像技术有本质差异，在录制节目中需要摄像师掌握这一差异特征，对摄像机做出正确的调节，并选择最佳拍摄角度，计算出曝光比例，从而达到光控效果。摄像师能力优秀配合先进的摄像设备，才能够呈现出高清电视节目效果。

2.3　显示技术

显示技术主要从亮度调节及分辨率两方面进行强化，HDR电视系统在显示技术上应用数字模拟技术，可将电信号转换为数字模拟信号，亮度范围在模拟技术控制下仍然有强大的提升空间，未来技术发展会对显示技术进一步完善。当前主流显示技术是依据数据传递来进行信号模拟的。数据在进行信息交换中可以是HDR模式，同时如果所接收到的信号强度较弱，也可以自动转换为SDR模式，从而为采集环节提供更稳定的信道接入点。显示技术在曲线形成以及分辨率色域调控时，能够自动根据接收信号稳定性来选择方法，使得HDR电视系统运行中显示更稳定，不会出现影相丢失的情况。

2.4　数据传递技术

数据传递技术中，广泛应用了主数据与元数据结合的方法，形成HDR电视系统独特的信号接收模式。数据传递技术采用结合处理方法，信息处理效果有明显提升，这样在系统中能够进一步提升控制效果。数据传递是HDR电视系统的主流操作，也是对影响饱和度调节的影响因素，从深层角度出发，充分探讨出相关问题的控制解决方法，未来持续发展作用下，高清电视的信号传导也会得到质量上的提升，是传统技术中很难实现的一种模式。

3　结束语

通过以上文章论述可以总结到，虽然我国的HDR电视系统标准目前尚未出台，但是不论未来标准具体形式如何，HDR电视的技术原理并不会改变。希望本文能帮读者理清HDR电视的基本思路，了解相关技术的基本概念。广播电视规划院会继续做好HDR电视的相关测试工作，助力我国HDR电视的未来发展。

[1]刘霞，张砚，吴迪等.虚拟照明系统的HDR光照渲染关键技术研究[J].实验室科学，2016，19（2）：50-52.