液晶電視倍頻頻率的測量方法研究

溫 娜，張谷一

（國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，北京 100015）

1 引言

運(yùn)動(dòng)圖像模糊是限制平板液晶電視（LCD）發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸，近年來降低運(yùn)動(dòng)圖像模糊的技術(shù)也層出不窮，其中倍頻技術(shù)取得了很好的效果，好的運(yùn)動(dòng)預(yù)算及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償（Motion Estimation Motion Compensation，MEMC）算法可以使動(dòng)態(tài)圖像響應(yīng)時(shí)間（Motion Picture Response Time，MPRT）降低到4 ms。因此，很多廠家在倍頻技術(shù)上進(jìn)行研究，同時(shí)在中國國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)檢中心進(jìn)行倍頻頻率的驗(yàn)證。筆者針對各種倍頻技術(shù)的技術(shù)特征，總結(jié)和研究了液晶電視倍頻頻率的測量方法[1]。

2 系統(tǒng)模型

目前常用的倍頻方法主要有插幀和掃描背光。插幀倍頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法可以分為插黑幀、插復(fù)制幀以及插運(yùn)算幀。插入黑幀是在顯示完一幀圖像后，再顯示一幀純黑色圖像。插復(fù)制幀的做法是通過提升原畫面的幀速實(shí)現(xiàn)的。插運(yùn)算幀，即MEMC，主要是通過對相鄰兩幀圖像的智能分析，由MEMC電路系統(tǒng)重新運(yùn)算生成1個(gè)介于原始兩幀圖像之間的新幀。插入運(yùn)算幀的好處是讓畫面非常流暢順滑，實(shí)現(xiàn)更加平滑的動(dòng)作過程，同時(shí)減少拖尾，提高畫面的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)清晰度。

掃描背光中，背光燈按一定規(guī)則分時(shí)分區(qū)點(diǎn)亮，通過部分區(qū)域分時(shí)關(guān)閉背光的方法來降低模糊寬度，如圖1所示。

筆者不對2種倍頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行評價(jià)，只對倍頻頻率的測量方法進(jìn)行研究和討論。

圖1 采用掃描背光技術(shù)將1幀信號分成2場

3 倍頻頻率測量

倍頻頻率的測量方法要根據(jù)倍頻的技術(shù)特征來設(shè)計(jì)。掃描背光倍頻相對容易，主要思路是驗(yàn)證分場顯示。而對于插幀倍頻的液晶電視，應(yīng)該測量的是一幀圖像刷新的頻率，這要從電路的層次入手，采集電信號進(jìn)行測量，然而這樣測量倍頻頻率是不現(xiàn)實(shí)的，不易操作，而且各個(gè)產(chǎn)品采用的電路有差異，會給測量帶來難度。為得到直觀、簡單又可行的測量方法，首先采用傳統(tǒng)的采集亮度信號，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，得到刷新頻率的方法。然而，現(xiàn)在很多平板顯示器對背光也進(jìn)行了調(diào)制[3]，背光頻率通常約300 Hz，這樣測量到的頻率是背光調(diào)制的頻率，刷新頻率被隱藏其中，無法正確測量。因此，進(jìn)行倍頻頻率測量需要針對采用的倍頻技術(shù)特征進(jìn)行分別對待。下面將針對這2種主要的倍頻技術(shù)給出倍頻頻率的測量方法[2]。

3.1 插幀倍頻

插幀倍頻的基本特征是增加了1幀，通過測量增加的幀數(shù)可以判斷倍頻數(shù)。用1根很窄（例如單像素）的直線由左向右移動(dòng)，采用相機(jī)拍照，在固定時(shí)間內(nèi)應(yīng)該可以觀察到更多根線。測量方法：相機(jī)快門時(shí)間設(shè)置為1/50 s。 測試信號：背景顏色為 RGB（0，0，0），1 根顏色為RGB（255，255，255）、寬度為單像素的豎線，以 30 pixel/frame的速度由左向右移動(dòng)，幀頻50 Hz。若沒有進(jìn)行插幀處理，則1/50 s內(nèi)應(yīng)該抓拍到1根亮線，若進(jìn)行了插幀雙倍頻，則應(yīng)該可以抓拍到2根亮線，如圖2所示。

圖2 插幀倍頻測量

由圖2b所示，抓拍到2根亮線，幀頻提升為100 Hz。應(yīng)該注意的是移動(dòng)速度要快，否則兩根亮線重合在一起，無法進(jìn)行區(qū)分。另外，通過這種方法可以觀察到插幀效果，有些電路處理不好，會帶來模糊邊緣跳躍閃爍，或者有色變情況。

3.2 掃描背光

掃描背光倍頻頻率的測量主要思路是驗(yàn)證分場顯示，通過分時(shí)分區(qū)顯示達(dá)到降低動(dòng)態(tài)模糊的效果。采用示波器抓取亮度響應(yīng)波形的方法驗(yàn)證被測樣機(jī)的背光掃描技術(shù)。 測試信號為：全屏白 RGB（255，255，255），幀頻50 Hz，示波器波形見圖3。

圖3 示波器波形

以圖1中背光掃描區(qū)域劃分為例，用兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換頭同時(shí)連接到示波器的兩個(gè)通道，可以得到兩個(gè)亮度信號波形，藍(lán)色和黃色波形分別代表兩個(gè)通道得到的亮度信號波形。若將兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換頭放在同一區(qū)域，得到的將是兩個(gè)重疊的周期信號。放在不同區(qū)域，得到的就是如圖3所示的兩個(gè)交錯(cuò)的波形。由此可以證實(shí)所測的液晶電視是分為2個(gè)區(qū)域顯示的。由此將液晶的保持時(shí)間縮短，變成“點(diǎn)亮—熄滅”方式，達(dá)到降低動(dòng)態(tài)圖像模糊的效果。

另外，該方法只適用于沒有進(jìn)行背光閃爍調(diào)制的屏，由于采用了背光掃描技術(shù)，屏的背光就不需要再進(jìn)行背光閃爍調(diào)制，因此，目前采用上述給出的測量方法是可行的。

4 小結(jié)

針對目前2種常用的倍頻技術(shù)提出了倍頻頻率測量方法，在實(shí)際測試中得到了良好的應(yīng)用。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，該測量方法科學(xué)、可行。同時(shí)，隨著倍頻技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，測量方法也將得到進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

[1]張谷一，溫娜.MEMC倍頻技術(shù)對LCD運(yùn)動(dòng)圖像模糊的影響[J].電視技術(shù)，2009，33（8）：113-115.

[2]VESA.Flat panel display measurements standard v2.0 update[S].2005.

[3]溫娜，張谷一.利用響應(yīng)時(shí)間曲線進(jìn)行MPRT測量[J].電視技術(shù)，2009，33（9）：109-111.