紫光展锐虎贲T7520 5G SoC，领略HDR视频惊喜体验

紫光展锐新一代5G SoC——虎贲T7520，采用6nm EUV先进工艺、低功耗的系统设计，大幅提升的AI算力和多媒体影像处理能力，为5G智能体验带来更好的选择。

虎贲T7520 5G SoC，在硬件上支持多种格式的HDR视频内容的解码和显示增强功能，将HDR视频高清呈现在手机、平板等终端上。

HDR视频是什么？背后用什么技术来呈现HDR视频的惊艳效果？请随小编一起深入了解。

HDR视频是什么

随着相机拍照和游戏对HDR特效的广泛宣传，很多用户都听说过HDR这个名词，但说到什么样的视频才称得上HDR视频时，很多人还是一脸蒙圈。

相机上的HDR拍照，或者游戏里的HDR特效，能够带来更大的对比度、更宽的亮度范围、更广的色域，更清晰的画面细节和层次，逼真地重现真实场景，使影像更加真实与鲜活。从2015年开始，HDR作为一种显示标准，在电视行业开始迅速蔓延，并逐渐在中高端手机、平板等移动终端上应用。

HDR视频格式有多种，除了大家熟知的杜比视界（Dolby Vision），业内还有HDR10/10+、HLG以及Technicolor HDR等。超高清联盟（UHD Alliance）等业界组织规定，HDR视频至少应满足三个特征：高动态范围、高色深以及广色域。

高动态范围

在图像显示领域，动态范围是指场景中最大亮度与最小亮度的跨度，其比值称之为对比度。如果一个场景既有非常明亮的物体，也有非常黑暗的物体，亮度跨度很大，我们就称之为“高动态范围”场景。

与之相对应的则是标准动态范围（SDR，Standard Dynamic Range）场景。正常人眼可以分辨出自然界很宽的动态范围，从无光的暗室（约等于10-3尼特），到明亮的太阳（大于10¬¬6 尼特），能感受到的瞬时对比度范围可达10000:1。

目前主流的显示器亮度一般在300尼特到400尼特左右，对比度在2000:1左右。由此可见，人眼的亮度分辨能力远高于当前主流的显示设备。HDR显示技术就是要提升显示的亮度范围，在显示亮度更亮的同时，也让呈现的黑色更黑。

根据韦伯定理，人眼对于亮度变化的感知是不均匀的。在低亮度区域，人眼的敏感度较高，因此自然界中很小的亮度范围，都能够被人眼察觉。在高亮度范围，人眼的敏感度较低，因此自然界中的大范围的亮度变化，在人眼感知上并不大。由于人类感知的“中灰”，在实际自然光线中对应于白光的20%的亮度。因此，如果完全按照自然光线的数值进行灰度处理，纯黑到中灰这一区间在人类感知中占到一半的灰度，将只能由20%的灰阶来表示，而剩下的一半会有80%的灰阶来表示，这显然是不合理的。为了充分利用数字灰阶，同时满足人眼的亮度感知特点，业界通过实验确定了电光转换函数（EOTF，Electronic Optical Transfer Function），用较多的灰阶，来表达人眼敏感的中低亮度，较少的灰阶来表达人眼不敏感的高亮度。它将数字编码的像素亮度转换为显示设备的物理亮度，从而显示出HDR视频所需要的0到10000尼特的亮度。

高色深

在数字图像领域，图像像素的数据通常是用固定长度的整数来表示的，我们称之为“色深”。现在的普通SDR视频中用256个灰阶（8比特）来表示红绿蓝三原色从0到100 尼特的亮度。假如继续沿用256个灰阶来表示对应的亮度，就会出现亮度的断层和不连续，因此HDR视频需要更高的比特深度，至少1024个灰阶（10比特），来表示更高的亮度。

广色域

衡量显示质量的另一个维度是色彩表现。下图中xy平面上的马蹄形区域是人眼可以观察到的色彩范围，而SDR视频可以表现出的色彩范围仅限于图中BT.709色域的区域。可以看到，SDR视频可以呈现的色彩范围仅仅是人类视觉中非常小的部分。HDR视频为了更真实地还原人眼视觉感受，使用了更大的色域范围，即广色域。国际电信联盟无线电通信部门（ITU-R）提出的BT.2020色域标准，尽可能大的覆盖人眼可见光色彩的范围，并期望其作为HDR视频最终可以达到的色彩表现。

HDR视频怎么呈现

HDR视频是一系列先进技术的组合，要观看HDR视频，用户必须满足三个条件，第一是能找到HDR视频源；第二是要有支持HDR视频解码的能力；第三要有支持HDR显示的能力。这三点缺一不可，任意一点无法达到，都无法体验到HDR视频给我们带来的视觉感受。

随着HDR显示标准的大力推广，HDR视频源越来越丰富，用户获取HDR视频源并不困难。另外，视频编解码技术经过多年的迭代发展，越来越多的中高端终端设备也具备了H.265等视频标准的10bit 60fps的解码能力。

但是，由于面板功耗、显示的位深和色域范围等屏幕技术的限制，除了非常高端专业的显示器，手机、平板等终端设备的屏幕往往很难满足直接显示HDR视频画面的需求。如果在动态范围不足的手机屏幕上，直接显示HDR视频，就会看到很多瑕疵，例如下图画面中帐篷高亮部分过曝，夜空星光几乎不可见，整体画面灰暗等。

SDR

HDR

虎贲T7520内置了全硬件化的10bit@60fps视频解码器和显示增强技术，从系统上全链路解决了上述难题，让HDR视频在手机、平板等终端的标准动态范围屏幕上得到更好的呈现。

紫光展锐开发的显示增强技术，通过运用色域转换、色调映射和动态对比度增强技术，将高动态、高位深和广色域的HDR视频转换成适合在SDR屏幕上播放的画面。在SDR屏幕上充分还原HDR视频精美的画面质量和绚丽的色彩表现。

色域转换

Color Gamut Conversion

将HDR视频的广色域（例如BT.2020）转换为屏幕对应的色域(如sRGB或DCI-P3)，解决画面中色彩欠饱和失真问题。

色调映射

Tone Mapping

将HDR视频从高动态范围映射到终端屏幕的动态范围，在抑制画面高亮区域出现过曝的同时，解决暗区细节丢失的问题。

动态对比度增强

Dynamic Contrast Enhancement

根据画面内容智能调整图像的动态对比度，使画面中的明暗场景更加分明，获得丰富的层次感。

可以看到，高端电视领域的极其丰富的视频内容以及显示技术的革新，提升了人们对高品质生活的追求，进而推动着手机、平板等终端显示技术的不断进步。展锐新一代SoC虎贲T7520支持目前应用广泛的HLG和HDR10/10+等格式，给用户带来HDR视频的极致视觉体验，让每一个用户随时随地都能享受到科技和社会发展的丰硕果实。