[发明专利]一种消除液晶显示动态拖影的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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采用半导体制程，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，表现在高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.Okurama，M.Akiyama，K.Takotoh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：(1)T.Kurita提出插黑技术(Black Frame Insertion Technology)[IDW’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金黑画面。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 Inyerse 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间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。