索尼也不懼！東芝優(yōu)異圖像引擎全揭秘

      英文中“power”一詞，翻譯成中文，有著“力量、強(qiáng)力”的含義。對(duì)于在某方面比較強(qiáng)的事物而言，這個(gè)詞匯可以很好的比喻其力量和實(shí)力。

    東芝一直把自己的電視圖像引擎，叫做“meta brain”數(shù)字新頭腦。“頭腦”本不分貴賤、卻有強(qiáng)弱之別，因此給最強(qiáng)者以“power”之名，實(shí)屬名正言順、天經(jīng)地義之快事。

meta brain+電路部分

    在東芝之前的圖像引擎中，擁有“meta brain pro 超強(qiáng)數(shù)字新頭腦”、“ meta brain+數(shù)字新頭腦”、“meta brain 100+極光瞬應(yīng)數(shù)字新頭腦”等等分類，而這次推出的“power meta brain”，作為東芝的較高級(jí)技術(shù)，擁有最強(qiáng)悍的性能和最高的畫(huà)質(zhì)處理水平，性能遠(yuǎn)超以往任何一種引擎。因此，“power”之名實(shí)屬名副其實(shí)。

power meta brain電路部分看起來(lái)就非常復(fù)雜

    “power meta brain”之所以如此強(qiáng)大，不僅在于設(shè)置了高素質(zhì)的運(yùn)算系統(tǒng)，以及傳輸速度更高的總線系統(tǒng)，引擎的CPU主頻和內(nèi)存容量均采用了規(guī)格不凡，目的是為了適應(yīng)高畫(huà)質(zhì)運(yùn)算過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，達(dá)到非常好的的輸出質(zhì)量。

    而在本篇文章中，我們將對(duì)這款代表了東芝最強(qiáng)實(shí)力的圖像引擎一一解析，如有拋磚引玉之效，筆者亦感足矣。

    如果用“璞玉”來(lái)形容電視需要回放的各種原始信號(hào)，那么“玉不琢，不成器”就是形容圖像引擎對(duì)原始信號(hào)雕琢、提升的過(guò)程。只有經(jīng)過(guò)了圖像引擎的處理，我們才能看到最終清晰而充滿質(zhì)感的畫(huà)面，璞玉才能變成光彩奪目的美玉。

    東芝的power meta brain強(qiáng)力數(shù)字新頭腦，對(duì)輸入的圖像信號(hào)要進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)13道的優(yōu)化程序，以保證最終的輸出效果。例如“動(dòng)態(tài)降噪”、“暗場(chǎng)背光自動(dòng)控制”、“亮度直方圖分布智能評(píng)估”、“皮膚GAMMA值校正”、“色彩過(guò)渡延伸”、“動(dòng)態(tài)清晰度增強(qiáng)”、“邊緣柔化抗鋸齒”等程序，都直接影響到畫(huà)面質(zhì)感的表現(xiàn)。

    通過(guò)這13道圖像處理步驟，處理后的圖像在表現(xiàn)各種物體時(shí)的質(zhì)感大大提升，普通液晶電視回放圖像時(shí)稀缺的層次感、真實(shí)感顯著增強(qiáng)。下面就是對(duì)畫(huà)面質(zhì)感改進(jìn)最顯著的幾種優(yōu)化程序：

膚色質(zhì)感重現(xiàn)

    首先，power meta brain引擎會(huì)掃面畫(huà)面中的圖像信息，生成準(zhǔn)確的亮度分布直方圖，再通過(guò)對(duì)最亮部進(jìn)行精確的分區(qū)檢測(cè)，運(yùn)算出需要進(jìn)行亮度、色度補(bǔ)償?shù)姆秶涂臻g。

  
修正前                                修正后

    通過(guò)對(duì)人物膚色部位出現(xiàn)的暗淡、發(fā)黑問(wèn)題的修飾，使得最終皮膚的質(zhì)感得到極大提升。

中間輝度質(zhì)感表現(xiàn)

    這項(xiàng)技術(shù)同樣會(huì)對(duì)圖像中的明暗部分進(jìn)行分區(qū)掃描和檢測(cè)，并且對(duì)于大面積的高亮部分的中間值作一定的增益補(bǔ)償，使得場(chǎng)景不再過(guò)分突兀和刺眼，同時(shí)暗色場(chǎng)景部分并不做特殊處理，目的是為了保持精細(xì)的色彩過(guò)渡和良好的畫(huà)面對(duì)比度。

  
修正前                         修正后

    例如通過(guò)這種技術(shù)處理后的藍(lán)天畫(huà)面，用戶會(huì)感覺(jué)色彩過(guò)渡更加細(xì)膩，色彩的通透感也會(huì)得到增強(qiáng)。

白皙質(zhì)感表現(xiàn)

    對(duì)于表現(xiàn)雪景一類的畫(huà)面時(shí)，液晶電視過(guò)高的亮度輸出往往會(huì)導(dǎo)致畫(huà)面層次感和細(xì)節(jié)的大量流失。

  
修正前                         修正后

    power meta brain引擎在遇到這種畫(huà)面的時(shí)候，會(huì)適當(dāng)?shù)母淖冏盍敛糠值牧炼仍鲆妫胀ú糠值牧炼缺３窒鄬?duì)不變，通過(guò)對(duì)比度的調(diào)整，讓畫(huà)面的細(xì)節(jié)和層次感能夠惟妙惟肖的還原出來(lái)。

黑色質(zhì)感表現(xiàn)

    液晶電視在表現(xiàn)黑色系方面有著與生俱來(lái)的弱點(diǎn)。power meta brain引擎會(huì)分析畫(huà)面中的明暗部分面積，生成亮度輸入輸出補(bǔ)償曲線，依次消減暗部的亮度并且提升亮部的亮度。

  
修正前                           修正后

    對(duì)于電影場(chǎng)景中常見(jiàn)的暗色畫(huà)面中黑色的表現(xiàn)力改善效果明顯。畫(huà)面中繁華的都市夜景和耀眼的燈光互不影響，演繹的非常傳神。

逆光畫(huà)面質(zhì)感表現(xiàn)

    在回放逆光拍攝的影像時(shí)，其中會(huì)常見(jiàn)大面積的明亮背景,power metal brain引擎會(huì)自動(dòng)提高暗部分的亮度增益，使得畫(huà)面保持足夠的對(duì)比度，防止在高光圖像中常見(jiàn)的“圖像無(wú)層次”問(wèn)題。

暗部質(zhì)感表現(xiàn)

    power meta brain會(huì)對(duì)圖像中最暗的畫(huà)面的灰度效果進(jìn)行一定的糾正，在顯示人物黑色頭發(fā)的部分，整個(gè)亮度增益會(huì)被精確控制，還原出頭發(fā)原本艷麗的層次感和質(zhì)感，不再僅僅是一個(gè)失真的平面效果。

基于全高清的120Hz掃描終于回歸

    120Hz掃描技術(shù)目前平板電視上較常使用的一種動(dòng)態(tài)清晰度改善技術(shù)。power meta brain通過(guò)對(duì)原圖像中運(yùn)動(dòng)像素的智能分析，在相鄰兩幀間插入新生成的中間幀來(lái)實(shí)現(xiàn)影像的平滑移動(dòng)。減少液晶面板較長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間帶來(lái)的圖像拖尾、虛化等問(wèn)題。

    作為電視強(qiáng)者的東芝，在去年120Hz技術(shù)還沒(méi)有廣泛普及的時(shí)候就率先推出過(guò)搭載120Hz/100Hz（根據(jù)信號(hào)源制式有所不同）掃描技術(shù)的電視。由于中間幀的內(nèi)容需要圖像引擎實(shí)時(shí)生成，基于全高清格式的120Hz技術(shù)對(duì)圖像引擎的運(yùn)算能力、內(nèi)存容量的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往，因此，東芝這次基于全高清的120Hz掃描技術(shù)雖然有些姍姍來(lái)遲，卻非常關(guān)鍵。

    除了針對(duì)普通電視模式的120Hz掃描技術(shù)，power meta brain的實(shí)力還體現(xiàn)在對(duì)電影格式的支持上，并且比其他平板廠商的電影模式更加精確和先進(jìn)。

 “5-5下拉”，電影模式也有120Hz

    電影格式中普遍采用了每秒24幀畫(huà)面的圖像格式，這種模式如果放到現(xiàn)在的平板電視上來(lái)顯示，由于刷新率不匹配等問(wèn)題，很容易讓用戶產(chǎn)生不舒服的視覺(jué)體驗(yàn)。

    在以往的平板電視中，大都采用了1秒60次的刷新率，這就使得24幀中每一幀的顯示時(shí)間能一致，其中A幀的時(shí)間總是要稍長(zhǎng)于B幀的顯示時(shí)間，才能滿足一秒種24幀的顯示速度（見(jiàn)圖中間部分）。

    Power meta brain引擎提升了對(duì)面板的驅(qū)動(dòng)能力，達(dá)到了每秒120次的刷新率。在該模式下，原始的每一幀圖像可以輪流顯示5次，每次1/120秒，即“5-5下拉”模式。由于每幀畫(huà)面的顯示時(shí)間變?yōu)橐恢拢⑶宜⑿侣侍岣吡艘槐叮w的流暢程度和無(wú)耀眼感會(huì)大大提高。

    對(duì)于直接影響到用戶觀感的色彩還原效果，power meta brain引擎的能力再次得到了增強(qiáng)，通過(guò)五大專門(mén)的色彩處理流程，鮮艷、生動(dòng)的色彩呼之欲出。

新色彩專業(yè)管理

    對(duì)于輸入信號(hào)中的色彩信息，power meta brain引擎會(huì)按照4096級(jí)的色彩飽和度，2048級(jí)的色相和亮度階梯進(jìn)行細(xì)致管理。高精度的色彩控制力還原出真實(shí)且層次分明的色彩，并且為廣色域面板的支持預(yù)留了足夠空間。

全過(guò)程14bit高精度數(shù)字處理

    在早期的meta brain數(shù)字腦引擎中，東芝在數(shù)據(jù)的運(yùn)算過(guò)程中統(tǒng)一采用了10bit的量化精度。而在power meta brain引擎中，東芝采用了對(duì)電路運(yùn)算能力要求更高，但效果更加精確的14bit量化精度。

    以色階為例，10bit的量化精度可以產(chǎn)生2的10次方1024個(gè)色階，而采用14bit量化后，可以生成的色階數(shù)量變成2的14次方即16384個(gè)，整整提高了16倍，畫(huà)面中的色彩過(guò)度更加柔和和順滑。

專業(yè)Matrix灰階算法

    除了對(duì)色彩的14bit高精度處理，power meta brain引擎對(duì)面板灰度色階的支持力達(dá)到了4096級(jí)，而這正得益于專業(yè)的Matrix灰階算法。相對(duì)于以前的1024級(jí)的灰階輸出能力，整整提升了4倍的性能表現(xiàn)，因此通過(guò)強(qiáng)大的灰階表現(xiàn)力，任何細(xì)致的光影變化重現(xiàn)變成可能。

動(dòng)態(tài)GAMMA值調(diào)整

    power meta brain引擎對(duì)輸入的視頻信號(hào)要進(jìn)行嚴(yán)格的亮度直方圖檢測(cè)，得益于強(qiáng)大的CPU運(yùn)算能力，任何不符合圖像GAMMA特性的像素亮度都會(huì)被檢測(cè)為異常，并且得到實(shí)時(shí)的校正，保證了最終畫(huà)面中色彩輸出的高度一致性，被弱化的畫(huà)面層次感也會(huì)得到增強(qiáng)。

“暗場(chǎng)精靈”背光動(dòng)態(tài)控制

    液晶面板本身并不發(fā)光，所以必須使用額外的背光源。背光源發(fā)出的光線經(jīng)液晶面板，才能透射出最終的光，形成圖像。

    power meta brain引擎通過(guò)對(duì)信號(hào)中亮、暗部圖像分布區(qū)域的分析，直接控制相應(yīng)區(qū)域背光源的輸出功率，讓暗部有更少的光透射出面板，而亮度有更多的光透射出面板，使得暗色更純，亮色更透，層次極其分明。

豐富的畫(huà)面降噪程序

    影響畫(huà)面清晰度的一個(gè)非常重要因素就是噪點(diǎn)。圖像中噪點(diǎn)的產(chǎn)生原因非常復(fù)雜，信號(hào)在傳輸、模-數(shù)轉(zhuǎn)換、輸出過(guò)程中很容易產(chǎn)生各種失真，并受到外界復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾，從而影響到最后的圖像質(zhì)量。只有經(jīng)過(guò)多道合理的降噪程序，才能得到干凈而通透的畫(huà)面。

亮場(chǎng)景降噪

    power meta brain引擎會(huì)根據(jù)圖像的亮度分布生成亮度直方圖，對(duì)圖像亮度變化劇烈的交界部分進(jìn)行減銳化處理，并且抑制普通圖像部分的噪音，提高畫(huà)面的清晰度。

暗場(chǎng)景降噪

    對(duì)于圖像中出現(xiàn)大面積暗部時(shí)的噪點(diǎn)，也進(jìn)行相應(yīng)的減銳化處理過(guò)程，減少原始圖像在拍攝時(shí)產(chǎn)生的噪點(diǎn)，提高黑色部分的清晰度。

動(dòng)態(tài)降噪

    對(duì)于夜景中容易產(chǎn)生的隨機(jī)干擾噪音，power meta brain引擎會(huì)把最容易產(chǎn)生噪音的暗部對(duì)比度適當(dāng)降低，而相比之下不容易產(chǎn)生噪音的位置做一定的增強(qiáng)，從而輸出更有透明感的畫(huà)面。

新MPEG降噪

    對(duì)于運(yùn)動(dòng)畫(huà)面中出現(xiàn)的馬賽克效應(yīng)，power meta brain引擎會(huì)調(diào)低文字邊緣的噪音現(xiàn)象，提高畫(huà)面的清晰度。

綜 述

    power meta brain強(qiáng)力數(shù)字新頭腦的發(fā)明，再次鞏固了東芝在平板電視圖像處理領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，即便是面對(duì)索尼最優(yōu)異的BRAVIA PRO引擎、又或者是飛利浦的“銳騰核芯”，power meta brain在它們面前依然顯得獨(dú)特而又強(qiáng)勁，性能毫不遜色。

    此外，東芝通過(guò)power meta brain強(qiáng)力數(shù)字新頭腦和之前的一系列數(shù)字新頭腦引擎形成的完整高、中、低端搭配，成就了一個(gè)在技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)上攻守兼?zhèn)涞膹?qiáng)力武器，為今后旗下全系列平板電視的發(fā)展打下了一塊堅(jiān)實(shí)的后盾。