液晶电视倍频频率的测量方法研究

2010-08-10张谷一

电视技术 2010年2期

温娜，张谷一

（国家广播电视产品质量监督检验中心，北京 100015）

1 引言

运动图像模糊是限制平板液晶电视（LCD）发展的主要技术瓶颈，近年来降低运动图像模糊的技术也层出不穷，其中倍频技术取得了很好的效果，好的运动预算及运动补偿（Motion Estimation Motion Compensation，MEMC）算法可以使动态图像响应时间（Motion Picture Response Time，MPRT）降低到4 ms。因此，很多厂家在倍频技术上进行研究，同时在中国国家广播电视产品质检中心进行倍频频率的验证。笔者针对各种倍频技术的技术特征，总结和研究了液晶电视倍频频率的测量方法[1]。

2 系统模型

目前常用的倍频方法主要有插帧和扫描背光。插帧倍频技术的实现方法可以分为插黑帧、插复制帧以及插运算帧。插入黑帧是在显示完一帧图像后，再显示一帧纯黑色图像。插复制帧的做法是通过提升原画面的帧速实现的。插运算帧，即MEMC，主要是通过对相邻两帧图像的智能分析，由MEMC电路系统重新运算生成1个介于原始两帧图像之间的新帧。插入运算帧的好处是让画面非常流畅顺滑，实现更加平滑的动作过程，同时减少拖尾，提高画面的稳定性和动态清晰度。

扫描背光中，背光灯按一定规则分时分区点亮，通过部分区域分时关闭背光的方法来降低模糊宽度，如图1所示。

笔者不对2种倍频技术的实现效果进行评价，只对倍频频率的测量方法进行研究和讨论。

图1 采用扫描背光技术将1帧信号分成2场

3 倍频频率测量

倍频频率的测量方法要根据倍频的技术特征来设计。扫描背光倍频相对容易，主要思路是验证分场显示。而对于插帧倍频的液晶电视，应该测量的是一帧图像刷新的频率，这要从电路的层次入手，采集电信号进行测量，然而这样测量倍频频率是不现实的，不易操作，而且各个产品采用的电路有差异，会给测量带来难度。为得到直观、简单又可行的测量方法，首先采用传统的采集亮度信号，进行光电转换，得到刷新频率的方法。然而，现在很多平板显示器对背光也进行了调制[3]，背光频率通常约300 Hz，这样测量到的频率是背光调制的频率，刷新频率被隐藏其中，无法正确测量。因此，进行倍频频率测量需要针对采用的倍频技术特征进行分别对待。下面将针对这2种主要的倍频技术给出倍频频率的测量方法[2]。

3.1 插帧倍频

插帧倍频的基本特征是增加了1帧，通过测量增加的帧数可以判断倍频数。用1根很窄（例如单像素）的直线由左向右移动，采用相机拍照，在固定时间内应该可以观察到更多根线。测量方法：相机快门时间设置为1/50 s。测试信号：背景颜色为 RGB（0，0，0），1 根颜色为RGB（255，255，255）、宽度为单像素的竖线，以 30 pixel/frame的速度由左向右移动，帧频50 Hz。若没有进行插帧处理，则1/50 s内应该抓拍到1根亮线，若进行了插帧双倍频，则应该可以抓拍到2根亮线，如图2所示。

图2 插帧倍频测量

由图2b所示，抓拍到2根亮线，帧频提升为100 Hz。应该注意的是移动速度要快，否则两根亮线重合在一起，无法进行区分。另外，通过这种方法可以观察到插帧效果，有些电路处理不好，会带来模糊边缘跳跃闪烁，或者有色变情况。

3.2 扫描背光

扫描背光倍频频率的测量主要思路是验证分场显示，通过分时分区显示达到降低动态模糊的效果。采用示波器抓取亮度响应波形的方法验证被测样机的背光扫描技术。测试信号为：全屏白 RGB（255，255，255），帧频50 Hz，示波器波形见图3。

图3 示波器波形

以图1中背光扫描区域划分为例，用两个光电转换头同时连接到示波器的两个通道，可以得到两个亮度信号波形，蓝色和黄色波形分别代表两个通道得到的亮度信号波形。若将两个光电转换头放在同一区域，得到的将是两个重叠的周期信号。放在不同区域，得到的就是如图3所示的两个交错的波形。由此可以证实所测的液晶电视是分为2个区域显示的。由此将液晶的保持时间缩短，变成“点亮—熄灭”方式，达到降低动态图像模糊的效果。

另外，该方法只适用于没有进行背光闪烁调制的屏，由于采用了背光扫描技术，屏的背光就不需要再进行背光闪烁调制，因此，目前采用上述给出的测量方法是可行的。