CN204993622U - 图像处理装置和显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种图像处理装置和显示设备，其中，图像处理装置包括依次连接的信号处理器、编码器、解码器和信号输出装置，其中：信号处理器，用于将输入的图像信号处理成高动态范围图像信号，并将处理所得的高动态范围图像信号输出至所述编码器；编码器，用于对所述高动态范围图像信号进行压缩编码，并将压缩编码所得的编码数据输出至所述解码器；解码器，用于对所述编码数据进行解压解码，并将解压解码所得的解码数据经所述信号输出装置进行输出。本实用新型技术方案能提高具有该图像处理装置的显示设备的显示视觉效果。

Description

图像处理装置和显示设备

技术领域

本实用新型涉及图像处理技术领域，特别涉及一种图像处理装置和显示设备。

背景技术

目前，显示设备(例如电视机、液晶显示器等)通常采用的图像亮度转换标准为BT.1886，该标准只能显示出图像中0.02nit～100nit的亮度信号。随着技术的不断发展以及消费者对图像效果的更高要求，显示行业提出了新的BT.2020标准，该标准能显示出图像中0.0005nit～10000nit的亮度信号。现行图像处理技术通常仅提供LDR(Low-DynamicRange，低动态范围)图像，其所提供的图像的动态范围低、图像细节少，使得图像中可显示的亮度信号范围难以由0.02nit～100nit扩展到0.0005nit～10000nit，视觉效果一般。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种图像处理装置，旨在提高具有该图像处理装置的显示设备的显示视觉效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的图像处理装置包括依次连接的信号处理器、编码器、解码器和信号输出装置，其中：

信号处理器，用于将输入的图像信号处理成高动态范围图像信号，并将处理所得的高动态范围图像信号输出至所述编码器；

编码器，用于对所述高动态范围图像信号进行压缩编码，并将压缩编码所得的编码数据输出至所述解码器；

解码器，用于对所述编码数据进行解压解码，并将解压解码所得的解码数据经所述信号输出装置进行输出。

优选地，所述信号输出装置包括高清晰度多媒体接口及/或网络接口。

优选地，所述图像处理装置还包括与所述编码器连接的存储器，所述存储器的最小存储单元的位宽不小于10比特。

优选地，所述编码器为H.265编码器。

优选地，所述解码器包括BCM7251S芯片。

本实用新型还提出一种显示设备，包括图像处理装置、中央处理器和显示屏，

所述图像处理装置包括依次连接的信号转换器、编码器、解码器和信号输出装置，其中：信号处理器，用于将输入的图像信号处理成高动态范围图像信号，并将处理所得的高动态范围图像信号输出至所述编码器；编码器，用于对所述高动态范围图像信号进行压缩编码，并将压缩编码所得的编码数据输出至所述解码器；解码器，用于对所述编码数据进行解压解码，并将解压解码所得的解码数据经所述信号输出装置进行输出；

所述信号输出装置经所述中央处理器与所述显示屏连接，所述中央处理器将所述信号输出装置输出的所述解码数据处理后，输出至所述显示屏，进行高动态范围图像显示。

优选地，所述显示屏设有V-BY-ONE接口，所述中央处理器经所述V-BY-ONE接口与所述显示屏连接。

优选地，所述显示屏的分辨率不小于4K*2K，且所述显示屏的最高显示亮度不小于1000尼特。

优选地，所述中央处理器的配置最低要求为64位8核。

本实用新型技术方案通过信号处理器将输入的图像信号处理成高动态范围图像信号，再依次经编码器统一编码和解码器统一解码后，可得到统一格式的所述高动态范围图像信号所对应的解码数据，如此，可使得具有该图像处理装置的显示设备能方便地读取显示所述解码数据所对应的高动态范围图像，相较于LDR图像，高动态范围图像信号所对应的高动态范围图像能提供更多的动态范围和图像细节，且其可显示的亮度信号范围更高，具有更好的显示视觉效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型显示设备一实施例的结构示意图；

图2为图1中显示设备的图像处理装置一实施例的结构示意图；

图3为图2中图像处理装置的信号处理器的结构示意图；

图4为图1中显示设备的图像处理装置另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	图像处理装置	10	信号处理器
11	信号分类模块	12	信号转换模块
				20	编码器	30	解码器
40	信号输出装置	50	存储器
				2	中央处理器	3	显示屏
31	V-BY-ONE接口

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种图像处理装置。

参照图2，在本实用新型一实施例中，该图像处理装置1包括依次连接的信号处理器10、编码器20、解码器30和信号输出装置40，其中：

信号处理器10，用于将输入的图像信号处理成HDR(High-DynamicRange，高动态范围)图像信号，并将处理所得的HDR图像信号输出至所述编码器20；

编码器20，用于对所述HDR图像信号进行压缩编码，并将压缩编码所得的编码数据输出至所述解码器30；

解码器30，用于对所述编码数据进行解压解码，并将解压解码所得的解码数据经所述信号输出装置40进行输出。

本实施例中，所述编码器20优选为H.265编码器。H.265编码器采用H.265图像压缩技术，其压缩比可达到400:1，使得经H.265编码器压缩编码后的图像数据在传输过程所占用的带宽更小，相较于传统的H.264编码器，H.265编码器能满足HDR图像的大数据量传输需要。本实施例中，所述解码器30优选包括BCM7251S芯片，解码器30将接收到的所述编码数据通过BCM7251S芯片进行解压解码而得到解码数据，以得到统一格式的所述HDR图像信号所对应的解码数据，从而便于具有该图像处理装置1的显示设备对HDR图像信号的读取显示。本实施例中，所述信号输出装置40包括HDMI(HighDefinitionMultimediaInterface，高清晰度多媒体)接口，以便于通过HDMI接口将所述HDR图像信号所对应的解码数据进行输出；所述HDMI接口优选为HDMI2.0接口。当然，在本实用新型的其他实施例中，所述信号输出装置40还可包括网络接口，以便于通过有线网络输出所述解码数据；另外，于其他实施例中，该图像处理装置1还可包括无线数据收发模块，通过该无线数据收发模块可方便地接收输入的图像信号，该无线数据收发模块还可将所述解码数据输出，即所述信号输出装置40还可为该无线数据收发模块。

本实用新型技术方案通过信号处理器10将输入的图像信号处理成HDR图像信号，再依次经编码器20统一编码和解码器30统一解码后，可得到统一格式的所述HDR图像信号所对应的解码数据，如此，可使得具有该图像处理装置1的显示设备能方便地读取显示所述解码数据所对应的HDR图像，相较于LDR图像，HDR图像信号所对应的HDR图像能提供更多的动态范围和图像细节，且其可显示的亮度信号范围更高，具有更好的显示视觉效果。

参照图3，进一步地，所述信号处理器10包括相连接的信号分类模块11和信号转换模块12，所述信号分类模块11和信号转换模块12均与所述编码器20连接，其中：

信号分类模块11，用于将输入的图像信号分类处理成HDR图像信号部分和非HDR图像信号部分，并将所述HDR图像信号部分和非HDR图像信号部分分别输出至所述编码器20和所述信号转换模块12；

信号转换模块12，用于将所述非HDR图像信号部分转换处理成HDR图像信号后，输出至所述编码器20。

本实施例中，所述信号处理器10用于对输入的图像信号进行调整和匹配，以输出HDR图像信号。由于输入的图像信号可能包含HDR图像信号部分和非HDR图像信号部分(通常为LDR图像信号)，为实现HDR图像和非HDR图像在显示上的兼容性，信号分类模块11在接收到输入的图像信号后，将HDR图像信号部分进行标记，即在HDR图像信号部分中标记HDR信息，以便于对HDR图像信号部分和非HDR图像信号部分进行分别处理；具体地，将HDR图像信号部分直接输出至所述编码器20进行压缩编码，而将非HDR图像信号部分输出至信号转换模块12，通过信号转换模块12将其转换成HDR图像信号后，再输出至所述编码器20进行压缩编码。信号转换模块12的转换过程通常为：根据不同的曝光时间的LDR图像，利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终的HDR图像。本实施例中，所述信号处理器10可以为带有HDR功能的数码相机、现场监控摄像机等图像采集设备的图像增强处理器，其对输入的图像信号进行调整和匹配，以输出HDR图像信号的功能是现有技术。

参照图4，进一步地，所述图像处理装置1还包括与所述编码器20连接的存储器50，以缓存所述编码器20压缩编码所得的编码数据。本实施例中，所述存储器50的最小存储单元的位宽为10比特，其每一最小存储单元用于储存HDR图像一像素所对应的编码数据；相较于传统存储器50中最小存储单元的位宽为8比特，本设计所采用的存储器50能够储存每一像素的更多图像信息细节，也就能更为完整地保存HDR图像的细节信息。当然，当有更为先进的存储技术出现时，在本实用新型的其他实施例中，存储器50的最小存储单元的位宽还可大于10比特。

本实用新型还提出一种显示设备，该显示设备包括图像处理装置1、中央处理器2和显示屏3，该图像处理装置1的具体结构参照上述实施例，由于本显示设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述信号输出装置40经所述中央处理器2与所述显示屏3连接，所述中央处理器2将所述信号输出装置40输出的所述解码数据处理后，输出至所述显示屏3，进行HDR图像显示，参照图1。本实施例中，由于HDR图像信号所对应的解码数据的数据量较大，因此要求中央处理器2具备较高的处理速度，为满足要求，所述中央处理器2优选采用64位8核以上规格的中央处理器2。

进一步地，所述显示屏3设有V-BY-ONE(videobyone，一根线传输图像信号)接口31，所述中央处理器2经所述V-BY-ONE接口31与所述显示屏3连接，以通过V-BY-ONE信号的形式向显示屏3传输HDR图像信号。V-BY-ONE标准采用时钟信号恢复等技术，能提升每对线的传输速度，并解决时滞问题，同时还降低EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)和功耗；此外，由于传输信号对数的减少，使得配线及连接器的用量相应减少，进而可以实现该显示设备整体成本的降低。

在本实施例中，所述显示屏3的分辨率为4K*2K，对应地，所述编码器20的编码码流格式为4K*2K。当然，在本实用新型的其他实施例中，所述显示屏3的分辨率还可大于4K*2K，以将HDR图像的更多细节体现出来。本实施例中，所述显示屏3要求有较高的亮度、色域和对比度，以使得该显示屏3所显示的HDR图像的亮度信号各层次区分更清楚，具体地，所述显示屏3的最高显示亮度不小于1000尼特，色域覆盖率不小于82％，对比度不小于200000:1；另外，所述显示屏3要求支持局部调光功能，以使得该显示屏3所显示的HDR图像的亮和暗层次感更强，具体地，所述显示屏3优选支持180区以上的局部调光功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种图像处理装置，用于显示设备，其特征在于，包括依次连接的信号处理器、编码器、解码器和信号输出装置，其中：

信号处理器，用于将输入的图像信号处理成高动态范围图像信号，并将处理所得的高动态范围图像信号输出至所述编码器；

编码器，用于对所述高动态范围图像信号进行压缩编码，并将压缩编码所得的编码数据输出至所述解码器；

解码器，用于对所述编码数据进行解压解码，并将解压解码所得的解码数据经所述信号输出装置进行输出。

2.如权利要求1所述的图像处理装置，所述信号输出装置包括高清晰度多媒体接口及/或网络接口。

3.如权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于，还包括与所述编码器连接的存储器，所述存储器的最小存储单元的位宽不小于10比特。

4.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述编码器为H.265编码器。

5.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述解码器包括BCM7251S芯片。

6.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的图像处理装置、中央处理器和显示屏，所述信号输出装置经所述中央处理器与所述显示屏连接，所述中央处理器将所述信号输出装置输出的所述解码数据处理后，输出至所述显示屏，进行高动态范围图像显示。

7.如权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述显示屏设有V-BY-ONE接口，所述中央处理器经所述V-BY-ONE接口与所述显示屏连接。

8.如权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述显示屏的分辨率不小于4K*2K，且所述显示屏的最高显示亮度不小于1000尼特。

9.如权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述中央处理器的配置最低要求为64位8核。