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詳解2K轉(zhuǎn)4K升頻技術(shù)的原理與應(yīng)用-如何讓畫(huà)面更逼真
更新時(shí)間:2015-8-4 10:53:21 編輯:白云 文章來(lái)源:中國(guó)視聽(tīng)網(wǎng) 調(diào)整文字大小:【

憑借超高的分辨率和更大的屏幕尺寸,新一代顯示標(biāo)準(zhǔn):4K技術(shù)正探索應(yīng)用到采集、制作、分配發(fā)行、觀看等更廣泛的領(lǐng)域,基于4K的顯示產(chǎn)品也已經(jīng)是遍地開(kāi)花。然而,4K超高清節(jié)目源卻大大落后于終端市場(chǎng)的發(fā)展,因此,為彌補(bǔ)內(nèi)容的匱乏,兩者相應(yīng)的視頻處理技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生:2K轉(zhuǎn)4K升頻處理技術(shù)。這種技術(shù)與早前的DVD信號(hào)通過(guò)倍線輸出1080P分辨率的目的是相仿的,能夠?qū)⒛壳爸髁鞯?920×1080物理分辨率的信號(hào)源升頻至4K的超高清精度。但是,從2K升頻至4K分辨率并不是簡(jiǎn)單的像素點(diǎn)復(fù)制的工作,而是需要在像素相鄰區(qū)間進(jìn)行縱向及橫向四個(gè)維度的色彩運(yùn)算,通過(guò)模擬計(jì)算來(lái)生成更多的色彩過(guò)渡信息,顯示更細(xì)膩的畫(huà)面,使原有的1080P信號(hào)源在畫(huà)質(zhì)上提升一個(gè)層次。

2K轉(zhuǎn)4K升頻技術(shù)的原理

2K轉(zhuǎn)4K技術(shù)升頻技術(shù)是通過(guò)對(duì)全高清信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,將信號(hào)劃分為200萬(wàn)個(gè)二維區(qū)間,相鄰區(qū)間進(jìn)行縱向橫向四個(gè)維度的色彩運(yùn)算,將全高清的信號(hào)數(shù)據(jù)提升到真正的超高清(UHD)級(jí)別(該轉(zhuǎn)換技術(shù)不僅可以用在視頻上,亦可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖片的畫(huà)質(zhì)提升)

其主要涉及的技術(shù)應(yīng)用有圖像放大功能、圖像銳度處理、NR降噪處理(圖像不管是模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào),都會(huì)存在噪聲,為了能降圖像細(xì)節(jié)和清晰度表現(xiàn)出來(lái),要消除噪聲,這里就需要用到3D動(dòng)態(tài)降噪、2D 靜態(tài)降噪、消蚊降噪、MPEG降噪等技術(shù))以及細(xì)節(jié)增強(qiáng)等技術(shù),包括對(duì)比度的增強(qiáng)、物體過(guò)渡邊緣的增強(qiáng)。

2K轉(zhuǎn)4K升頻技術(shù)的兩種常用方法

1、單一補(bǔ)償技術(shù).

這種技術(shù)是通過(guò)4K顯示設(shè)備搭載的圖像處理器進(jìn)行計(jì)算,對(duì)于正在播放的影片進(jìn)行追蹤補(bǔ)償和渲染。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在原來(lái)的每個(gè)像素點(diǎn)上直接插入四個(gè)像素點(diǎn),這樣2K影片的分辨率就能達(dá)到4K,播放的影片不再是直接拉伸,而是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示。不過(guò)這種粗糙的插值也使得畫(huà)面的損失了細(xì)節(jié),整體畫(huà)質(zhì)的提升其實(shí)非常有限。

2、關(guān)聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)
這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)對(duì)于2K信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,并將整個(gè)畫(huà)面分成200萬(wàn)個(gè)區(qū)間,對(duì)于相鄰區(qū)間進(jìn)行縱向橫向四個(gè)維度的色彩運(yùn)算之后再插入像素,這樣插入的像素色彩就與周?chē)@示的畫(huà)面可以匹配。轉(zhuǎn)化成4K分辨率之后,圖像的精度也有了更大幅度的提升。

索尼在畫(huà)質(zhì)顯示領(lǐng)域一直走在行業(yè)的前面,其在推出國(guó)內(nèi)首臺(tái)4K投影機(jī)VPL-VW1000ES的時(shí)候,就為其設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)針對(duì)超高清影像進(jìn)行各種處理的LSI視頻處理芯片,可以根據(jù)不同的輸入信號(hào)源進(jìn)行判斷與升頻,將1080p全高清影像升頻至4K的影像精度,保證影像的高品質(zhì)。

索尼“4K真實(shí)創(chuàng)作”功能的原理

當(dāng)然,這只是在空間域的基礎(chǔ)上對(duì)畫(huà)質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。我們知道4K的標(biāo)準(zhǔn)要求畫(huà)面顯示需要在時(shí)間域上達(dá)到60幀/秒(fps)甚至更高,這也為現(xiàn)有的顯示設(shè)備提出了非常高的考驗(yàn)。為此,索尼推出了通過(guò)運(yùn)動(dòng)評(píng)估及插幀補(bǔ)償?shù)姆椒ü纴?lái)優(yōu)化動(dòng)態(tài)效果的Motionflow技術(shù),它能通過(guò)判斷前后幀圖像的區(qū)別,在其中插入過(guò)渡幀,使得其對(duì)移動(dòng)十分迅速的動(dòng)作畫(huà)面也能做到自然清晰的呈現(xiàn)。

值得注意的是,4K升頻技術(shù)的誕生,并非讓全高清信號(hào)源輸出的畫(huà)面在4K顯示設(shè)備上能夠達(dá)到原生4K信號(hào)源般清晰與細(xì)膩,而是提升全高清信號(hào)源在4K設(shè)備上的顯示效果,全面超越1080p。因此,這一功能主要用于清晰度的向下兼容,在4K影片尚未普及的現(xiàn)階段極為受用。不過(guò),在CES2015大展上,我們可以看到各大廠商都著手推出基于4K超高清技術(shù)的新硬件和流媒體服務(wù),以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)于內(nèi)容的需求。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,4K、8K技術(shù)將得到更大規(guī)模的普及,讓消費(fèi)者能夠感受超高清技術(shù)帶來(lái)的震撼視覺(jué)體驗(yàn)。

但需要注意的是,2K轉(zhuǎn)4K技術(shù)只是在4K片源匱乏情況下的一個(gè)應(yīng)急和過(guò)渡技術(shù)而已,其效果離真正的4K影片肯定還是有明顯的差距。

2K轉(zhuǎn)4K升頻技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

LSI視頻處理芯片,能夠根據(jù)不同的輸入信號(hào)源進(jìn)行判斷與升頻,保證影像的高品質(zhì)。同時(shí),索尼還有另外一項(xiàng)比較重要的畫(huà)質(zhì)提升技術(shù),那就是“真實(shí)創(chuàng)作”功能,該項(xiàng)功能被運(yùn)用到索尼VW-1000ES、VW-500ES、VW-300ES等眾多4K投影機(jī)產(chǎn)品當(dāng)中。

它能夠?qū)⒃夹盘?hào)被壓縮到包裝媒介上丟失的信息恢復(fù),重建出與原始信號(hào)接近的圖像,并在原始信號(hào)的基礎(chǔ)上使得圖像特別清晰銳麗,將現(xiàn)有的全高清藍(lán)光或DVD電影進(jìn)行優(yōu)化,甚至升級(jí)到接近4K圖像。除此之外,目前市面上推出的4K電視機(jī)幾乎都具備這種技術(shù),而在此前推出的最新《4K超高清電視選購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》第三條標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)4K電視需要具備2K轉(zhuǎn)4K畫(huà)質(zhì)提升技術(shù),所以消費(fèi)者再選購(gòu)4K電視時(shí)一定不要忽略此點(diǎn),否則無(wú)法發(fā)揮4K電視的最大實(shí)力。

更多相關(guān): 2K4K升頻技術(shù)
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