一种消除液晶显示动态拖影的方法技术

本发明专利技术公开了一种消除液晶显示动态拖影的方法，其具体步骤包括：ａ．将前后两帧图像转化为黑白亮度信号图像；ｂ．将前后两帧黑白亮度信号图像中相应位置的各对像素进行比较，留下灰度值较小的一个像素；ｃ．将每一对像素比较后所得的一组像素重新组成一帧插黑图像（Ｇｎ）；ｄ．将插黑图像（Ｇｎ）插入到前后两帧图像之间。本发明专利技术的方法是对两帧连续图像信号进行比较处理，选取每个像素位置上较暗的像素生成一帧“新的灰度分布信号”作为插黑画面，以达到减小ＭＰＲＴ，从而消除动态画面的拖影现象。既克服插黑技术能量利用效率过低的缺点，也克服插灰技术动态模糊消除不足、对比度降低大的损失，而且获得插入帧的方法简单易行，大大节省了制作成本。

Method for eliminating dynamic shadow of liquid crystal display

The invention discloses a method for eliminating method of liquid crystal display dynamic streaking, includes the following steps: A. before and after the two frame image into black and white image luminance signal; B. will be on each pixel corresponding to the position before and after the two black and white brightness signal in the image frame, leaving a relatively small pixel gray value; c. a group of pixels of each pixel after the re form a frame interpolation image (Gn); D. (Gn) will be inserted into the black image between two successive frames. The method of the invention is to two consecutive frames of image signal processing, selecting each pixel position. The darker pixels form a frame of \new gray distribution signal as the black insertion picture, in order to reduce MPRT, thereby eliminating ghosting phenomenon of dynamic images. To overcome the shortcomings both inserted black technology of the low efficiency, but also overcome the technology of dynamic fuzzy grey insertion, eliminate low contrast big losses, and method of obtaining insert frame is simple, can greatly save the cost of production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液晶显示的方法，尤其涉及一种提高液晶显示动态图象质 量的方法。
技术介绍
随着全高清(Full Definition)高画质电视时代的来临，LCD TV(液晶电 视)的的产业地位大为上升。这是因为CRT (Cathode Ray Tube,冷阴极射线管) 使用电子枪扫描，不容易达到FDTV要求的高精细度，而LCD釆用半导体制程， 可以达到极高的精细程度。但LCD TV也存在很多缺陷需要改善，动态画面拖影 (blur)是LCD TV需要改善的主要缺陷之一。LCD TV的拖影缺陷主要由两方面原因引起(1)液晶的响应速度不够快；(2 ) LCD的保持特性(hold type)工作模式。关于LCD的保持特性(hold type ) 工作模式，是与CRT 脉冲式(impulse-type)工作模式比较而言,CRT对每个 像素是通过电子枪的有序扫描和轰击荧光粉(发光)来显示的，由于电子束打到 荧光屏上是脉冲式的，而且电子信号的回落和受击荧光粉的明暗状态变化 是极速响应的，因此信号之间的切换是跳跃的，表现在髙速动态画面的显示效 果上，是几乎没有拖影。图1所示对比了 LCD TV保持特性驱动和CRT脉冲式驱 动的波形差异。相关的实验和研究表明在响应速度较慢时，拖影的严重程度主要取决于 液晶驱动电路的响应速度；而当液晶显示器的响应速度提升到较高的水平后， 所出现的拖影则主要取决于液晶显示器的保持特性。H.0ku薩,M.Akiy纖， LTakotoh和Y.Uematsu提出过驱动(OverDrive)技术，基本上已经可以解决LCD反应速度不够快的问题，[SID' 02 Digest, pp. 1284-1287， 2002]。但由 于人眼的视觉暂留效应，即便达到0ms的响应时间，液晶拖影依然存在。很多方法被用来解决保持特性引起的拖影问题U)T. Kurita提出插黑技 术(Black Frame Insertion Technology) [ID『98 Digest, pp. 823-826, 1998〗。 插黑技术的原理并不复杂，简单说就是通过IC控制芯片周期性地在两帧画面中 插入全黑画面，从而避免由人眼特殊的成像机理而导致的画面切换时，边缘出 现的模糊效果，从而消除液晶的拖影现象，图3表示了插黑技术的原理。(2) T.Furuhashi, K. Kawabe， J.Hirikata, Y. Tanaka和T. Sato提出背光源闪烁技 术[SID， 02 Digest, pp. 1284-1287, 2002],其消除动态拖影的原理与插黑技 术类似，通过开关背光源来实现全黑画面。但这种开关背光源的方法要求灯管 有很快的开关速度，显然不适用于现在主流的CCFL灯管。(3)运动补偿反转滤 波技术(Motion Compensated Inverse Filtering, MCIF) [ SID，02 Digest, pp. 930-933]。从空间频谱分析的角度来看，液晶显示设备与我们的视觉系统 共同组成了一种与空间位置变化有关的滤波系统，也就是一种空间滤波系统。 拖影所导致的运动模糊现象实际上就是这种空间滤波系统对图像信号产生的一 种与运动相关的低通滤波效应(Low-pass Filtering Effect),即观看者只感知到了图像中空问频率较低的信息成份(运动物体的轮廓)，而空间频率较高的信 息(运动细节)则被过滤掉了，所以观看者看到的只是模糊的运动图像。因此， 要消减液晶显示器的运动拖影现象，可以利用某种有效的运动图像空间频谱数 据分析与处理算法，并增加相应的反转滤波装置来抵消或校正上述的空间低通 滤波效应，从而实现对运动图像的补偿，这就是运动补偿反转滤波技术的基本 原理。MCIF算法存在噪声、画面闪烁等问题。(4 )倍频技术(Double Frame Rate ),倍频技术将原本60Hz的画面频率倍增为120Hz,每张画面中间内插一张运算出来的画面，这样每帧画面的持续时间缩短为以前的二分之一，便可以有效降低 每帧画面对人视觉系统的持续作用时间，从而减少拖影，提供更流畅的运动图 像。与插黑技术相比，帧插补倍频技术要通过适当的运动估算机制和各种处理 电路生成所需插补中间帧的图像数据，并且还要进行图像信号的倍频化处理等 工作，所以从实现原理上来讲要比插黑技术复杂得多。相比较而言，插黑技术的最大特点在于非常容易实现，而且相对而言成本 较低，它只需要在显示器的驱动电路中增加相应的插黑处理电路，而不必改变 现有液晶显示以及背光系统的结构。但插黑技术本身也存在两大不足(1)插黑技术降低对比度，从图3[图片 来源，Samsung Electronics, SID 04 Digest)可见，当黑画面插入比例为 50%时，对比度降低一半多；(2)能量效率变低，以黑画面插入比例为50%记， 能量利用效率减少一半，意味着要保持同样亮度，背光源亮度要提高一倍。针 对插黑技术的第二点不足，人们提出插灰技术，但插灰技术虽然克服了插黑技 术能量利用效率过低的缺点，也同时带来更多问题，动态模糊消除不如插黑技 术好，对比度降低损失比插黑技术更大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全新的消除液晶显示动态拖影的方 法，即一种影像动态插黑技术，既克服插黑技术能量利用效率过低的缺点， 也克服插灰技术动态模糊消除不足、对比度降低大的损失。液晶显示的每一帧图像都包括有若干个像素，为了解决上述技术问题，本 专利技术提出了一种全新的消除液晶显示动态拖影的方法，其具体步骤如下a. 将前后两帧图像(Fn-l、 Fn)转化为黑白亮度信号图像(In-l,In);b. 将前后两帧黑白亮度信号图像(In-l,In)中相应位置的各对像素进行比较, 留下灰度值较小的(即更暗的) 一个像素；c. 将每一对像素比较后所得的一组像素重新组成一帧插黑图像(Gn);d. 将插黑图像(Gn)插入到前后两帧图像(Fn-l、 Fn)之间。 上述步序可以主要由带帧储存器的FPGA图像处理模块来完成，将视频图像信号输入带帧储存器的FPGA图像处理模块，利用帧存储器将前后帧图像画 面存储为数字信号作为运算对象，利用FPGA集成算法，将前后两帧图像转化为 黑白亮度信号图像；比较两帧画面的亮度大小，留下相应位置各对像素中灰度 值较小的一个像素，组成插黑图像；并通过FPGA调整帧画面显示时序，生成的 三帧图像信号顺序输入T-C0N芯片，通过T-CON芯片控制显示输出到屏幕终端。本专利技术的消除液晶显示动态拖影的方法，即一种影像动态插黑技术，是 对两帧连续图像信号进行比较处理，选取每个像素位置上较暗的像素生成一帧 新的灰度分布信号作为插黑画面，以达到减小MPRT(Moving Picture Response Time,动态画面响应时间)，从而消除动态画面的拖影现象。其与现有技术比较具有如下的优势1. 同插黑技术相比，具有高的能量利用效率。从图3中可以看出，插入 全黑画面的比率越高，对于亮度的损失越大，而我们的动态灰度区域控制插黑 技术所得到的插入帧的亮度是通过分析前帧和后帧的亮度比较所得到，因此对 于画面的亮度几乎没有损失。2. 同插灰技术相比，更有利于动态模糊消除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除液晶显示动态拖影的方法，液晶显示的每一帧图像都包括有若干个像素，该方法特征在于：ａ．将前后两帧图像转化为黑白亮度信号图像；ｂ．将前后两帧黑白亮度信号图像中相应位置的各对像素进行比较，留下灰度值较小的一个像素； ｃ．将每一对像素比较后所得的一组像素重新组成一帧插黑图像；ｄ．将插黑图像插入到前后两帧图像之间。

【技术特征摘要】
1.一种消除液晶显示动态拖影的方法，液晶显示的每一帧图像都包括有若干个像素，该方法特征在于a.将前后两帧图像转化为黑白亮度信号图像；b.将前后两帧黑白亮度信号图像中相应位置的各对像素进行比较，留下灰度值较小的一个像素；c.将每一对像素比较后所得的一组像素重新组成一帧插黑图像；d.将插黑图像插入到前后两帧图像之间。2. 根据权利要求l所述的消除液晶显示动态拖影的方法，其特征在于由带帧储...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克然，严华锋，
申请(专利权)人：上海广电光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]