一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块制造技术

本发明专利技术涉及广电监视器技术领域，且公开了一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，包括SDI解码模块、YUV转RGB模块、视觉动态范围重配置模块、EOTF模块和3DLUT模块，所述SDI解码模块包括基于FPGA的SERDES模块、信号解码模块和信号格式转换模块，所述信号格式转换模块包括信号格式识别模块、生成同步模块、生成数据流模块、视频格式整合模块、YC422转YUV444模块、YC420转YUV444模块、RGB或YUV视频输出模块。该基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，通过SDI接口接收基带信号，解码并转换为YUV或RGB的视频格式，经过视觉动态范围重配置模块，再经过显示端的EOTF曲线做亮度映射，最后经过色域映射，实现虚拟高亮屏HDR效果。虚拟高亮屏HDR效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块


[0001]本专利技术涉及广电监视器
，具体为一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块。

技术介绍

[0002]调色级监视器是广电领域的专业设备，对于更加专业的一些人群来说，需要获取更多的信息，从而来综合对比拍摄出的东西是否达到了自己所需要的效果。随着4K、8K技术的发展，HDR技术越来越成熟，越来越规范，对高亮度、宽色域、色彩准确度和高对比度的需求日益提高，但屏幕本身的发展受限于工艺技术，导致能满足广电调色级监视器的屏在市面上几乎没有。目前市场上出现了一些用技术手段强行增大对比度的方案，但在追求高对比度的同时，又或多或少失去了一些其他的性能，并且成本居高不下。
[0003]目前LCD不能满足4K、8KHDR的高对比度、高动态范围和宽色域需求技术，而OLED能做到比LCD更广的色域，更准确的色彩，无限高的对比度，但OLED的缺点是亮度不高，如果能解这个技术难题，就可以完美弥补如今的市场空缺。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，具备实现自动调整监视器背光亮度、匹配更好的显示效果及标准的颜色空间、模块化、降低4K/8K开发难度和FPGA成本等优点，解决了OLED能够满足4K、8KHDR的高对比度、高动态范围和宽色域需求技术，但OLED存在亮度不高的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，包括：
[0008]SDI解码模块，用于对SDI输入的信号解码；
[0009]YUV转RGB模块，用于色空间转换；
[0010]视觉动态范围重配置模块，用于虚拟高亮度；
[0011]EOTF模块，用于HDR映射；
[0012]3DLUT模块，用于色空间映射。
[0013]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述SDI解码模块，如图3所示，包括基于FPGA的SERDES模块、信号解码模块和信号格式转换模块，实现从SDI输入的基带信号中，解码出YUV或RGB格式的视频信号，信号经过SDI接口进入SERDES模块解码出基带信号，并解析出信号格式，经过解码模块对数据重新拼接和排序，形成数据流。
[0014]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述信号格式转换模块将信号解码模块输出的数据流转换为标准的视频信号，根据SDI接收到的信号格式，可以输出YUV格式或RGB格式。如图4所示，该模块对视频数据流进行格式识别，并自动生成同步信号，再对同步信号和数
据流进行匹配并生成视频格式的数据流。其中，当信号格式为RGB时，本模块直接输出RGB视频数据流；当信号格式为YUV444时，本模块直接输出YUV视频数据流；当信号格式为YC422时，本模块通过YC422转YUV444模块转换为YUV444信号并输出YUV视频数据流；当信号格式为YC420时，本模块通过YC420转YUV444模块转换为YUV444信号并输出YUV视频数据流。
[0015]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述YUV转RGB模块支持动态色域转换，可以将YUV信号按要求动态转换为不同色域的RGB信号，如图8所示，以REC2020色域为例，通过控制模块对数据流的色域信息进行匹配，通过参数配置模块将自动生成的参数配置到格式转换模块，实现YUV信号转换为REC2020色域的RGB信号。
[0016]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述视觉动态范围重配置模块基于人眼对低亮度的敏感度高于对高亮度的敏感度的原理，对RGB信号进行重新分配，缩减高亮度的信息配额，分配给低亮度部分，并对高亮部分的信息进行压缩并将压缩后的高亮信息映射进新分配的高亮部配额中，对低亮部分保留完整的信息并映射进新分配的配额中，使低亮部分显示更多的信息和细节，最终实现虚拟高亮屏幕的HDR效果，并能兼容传统的HDR映射模式。
[0017]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述视觉动态范围重配置模块，经过反量化模块统一各种数据范围，再经过线性化模块将RGB信号转换为线性信号，经过动态范围重配置模块将线性化后的数据按照人眼敏感程度重新分配信号的动态范围，经过反线性化模块将重新分配好动态范围的信号重新恢复为RGB数据，经过量化模块将恢复好的RGB数据恢复到视频原本的数据范围。
[0018]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述EOTF模块可根据信号源端如摄像机配置的OETF，自动或手动匹配相应的EOTF曲线，并根据需要自动调整监视器的背光亮度，以匹配更好的显示效果。
[0019]作为本专利技术的进一步技术方案为，所述3DLUT模块可根据信号源端配置的色域模式，自动或手动匹配相应的3D查找表，以匹配标准的颜色空间。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，具备以下有益效果：
[0021]1、该基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，通过SDI接口接收基带信号，解码并转换为YUV或RGB的视频格式，经过视觉动态范围重配置模块，再经过显示端的EOTF曲线做亮度映射，最后经过色域映射，实现虚拟高亮屏HDR效果。
[0022]2、该基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，通过设置EOTF模块和3DLUT模块，EOTF模块可根据信号源端如摄像机配置的OETF，自动或手动匹配相应的EOTF曲线，并根据需要自动调整监视器的背光亮度，以匹配更好的显示效果，3DLUT模块可根据信号源端配置的色域模式，自动或手动匹配相应的3D查找表，以匹配标准的颜色空间。
附图说明
[0023]图1为本专利技术基于FPGA的用于广电OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块的信号流向示意图；
[0024]图2为本专利技术视觉动态范围重配置流程图；
[0025]图3为本专利技术SDI解码模块流程图；
[0026]图4为本专利技术信号格式转换模块流程图；
[0027]图5为本专利技术HDRPQ模式的EOTF计算公式；
[0028]图6为本专利技术HDRHLG模式的EOTF计算公式；
[0029]图7为本专利技术YUV量化计算公式；
[0030]图8为本专利技术RGB量化计算公式；
[0031]图9为本专利技术YUV转RGB计算公式。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]请参阅图1
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9，一种基于FPGA的OL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，包括SDI解码模块、YUV转RGB模块、视觉动态范围重配置模块、EOTF模块和3DLUT模块，其特征在于：所述SDI解码模块包括基于FPGA的SERDES模块、信号解码模块和信号格式转换模块，所述信号格式转换模块包括信号格式识别模块、生成同步模块、生成数据流模块、视频格式整合模块、YC422转YUV444模块、YC420转YUV444模块、RGB或YUV视频输出模块，所述YUV转RGB模块包括模式控制模块、参数配置模块和格式转换模块，所述视觉动态范围重配置模块包括反量化模块、线性化模块、动态范围重配置模块、反线性化模块和量化模块。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，其特征在于：所述基于FPGA的SERDES模块为FPGA自带的IP。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的OLED调色级监视器的虚拟高亮HDR算法模块，其特征在于：所述信号解码模块支持将SERDES解码出的SDI基带信号，解析出信号格式，并按格式对数据重新拼接和排序，形成数据流。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：章兵，
申请(专利权)人：深圳市康维讯视频科技有限公司，
类型：发明
国别省市：