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    插灰?guī)谔岣?D圖像顯示質(zhì)量中的應(yīng)用

    2016-03-17 10:00:47鄧良柄
    科技與創(chuàng)新 2016年5期
    關(guān)鍵詞:預(yù)充電右眼液晶

    鄧良柄

    摘 要:隨著3D圖像顯示技術(shù)的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了基于插灰?guī)夹g(shù)的3D圖像改善方案。利用插灰?guī)捅额l處理能夠提高原有3D圖像的顯示質(zhì)量。這主要是因?yàn)槔肔VDS線可以將3D圖像的幀序列發(fā)送到液晶顯示器,同時(shí),關(guān)閉或打開3D眼鏡和顯示器背光即可呈現(xiàn)出3D顯示效果。插入灰?guī)蛄锌梢越档妥?、右眼間3D串?dāng)_問(wèn)題發(fā)生的概率,并為液晶顯示板上的像素電容器充電,以縮短液晶分子的響應(yīng)時(shí)間,改善圖像的模糊程度。

    關(guān)鍵詞:插灰?guī)?;顯示質(zhì)量;3D圖像;串?dāng)_問(wèn)題

    中圖分類號(hào):TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.117

    由于人雙眼的位置不同,所以,看事物時(shí)會(huì)有細(xì)微的差別,而大腦則會(huì)分析左眼、右眼看到的圖像,進(jìn)而呈現(xiàn)出3D效果。3D顯示分為主動(dòng)快門、偏光和色差3種。其中,主動(dòng)快門顯示比較復(fù)雜,它能提高3D顯示效果,讓雙眼看到1 080 P的高清畫面。主動(dòng)快門式3D顯示技術(shù)就是依靠增加刷屏次數(shù)讓左眼和右眼交替顯示圖像,并利用快門眼鏡獲取人們想要的信息。這個(gè)過(guò)程就是利用人眼的視覺暫留功能在腦海中生成有3D顯示效果的圖像。但是,在同一時(shí)間,僅有一只眼睛可以獲取圖像,而畫面之間的切換會(huì)導(dǎo)致人眼與圖像分離,產(chǎn)生“雙邊緣”效應(yīng),即串?dāng)_問(wèn)題。串?dāng)_問(wèn)題會(huì)影響3D顯示效果,讓人頭暈,還會(huì)影響人的視覺感受,同時(shí),圖像模糊也會(huì)在一定程度上影響3D顯示效果。由此可知,串?dāng)_問(wèn)題是導(dǎo)致圖像模糊的主要原因之一。

    1 方案概況

    運(yùn)用插灰?guī)岣?D圖像顯示效果的方案如圖1所示。

    由圖1可知,信號(hào)源、預(yù)處理器、幀處理模塊、MCU處理器、無(wú)線發(fā)射器和液晶顯示器幾部分共同構(gòu)成了運(yùn)用插灰?guī)岣?D圖像顯示效果的方案。在此,信號(hào)源主要用于產(chǎn)生3D信號(hào)。預(yù)處理器主要用于識(shí)別3D信號(hào),并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,調(diào)整左眼和右眼的幀序。其中,Rn+1幀為右眼幀,Ln+1幀為左眼幀,L幀和R幀的頻率為H.幀處理模塊處理了L幀和R幀后會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的倍頻處理,產(chǎn)生L幀序列和R幀序列,然后再進(jìn)行插灰?guī)幚??;規(guī)肎代替,使原有幀序變?yōu)長(zhǎng),G,R.這時(shí),G幀圖像的像素電容代表某一電壓,電壓值不為0.與此同時(shí),3D圖像幀同步信號(hào)會(huì)直接發(fā)送給MCU處理器,并通過(guò)C-S信號(hào)、GPIO信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。背光控制信號(hào)是由液晶顯示器接收的,無(wú)線發(fā)射器則是將相關(guān)信息發(fā)送給快門式3D眼鏡,并在左眼和右眼之間進(jìn)行信息切換。液晶顯示器接收到3D圖像后就會(huì)成像,并利用幀序列和背光控制信號(hào)將相關(guān)信息以3D的形式呈現(xiàn)給接收者。

    2 插入灰?guī)瑢?duì)3D串?dāng)_和圖像的優(yōu)化

    眾所周知,在左眼和右眼圖像序列中插入灰?guī)?,?huì)增加1/(2H)的間隔時(shí)間,使左右眼的圖像徹底分開,從而降低主動(dòng)快門式成像的串?dāng)_率。液晶顯示裝置是由源驅(qū)動(dòng)器、門驅(qū)動(dòng)器、液晶單元和VCOM電壓組組成的。

    液晶單元集是由m×n個(gè)像素構(gòu)成的,每個(gè)像素單元中又包括1個(gè)TFT和1個(gè)像素電容器。其中,像素電容器又包括顯示電極和公共電極,顯示電極與TFT的源極相連,將所有的公共電極連接在一起,再與VCOM電壓相連。

    為了防止相關(guān)(液晶)面板在顯示畫面時(shí)發(fā)生閃爍,或者液晶分子向兩邊交替旋轉(zhuǎn),應(yīng)將公共電極(VCOM)的電壓數(shù)值設(shè)定在像素信號(hào)的中值左右。因?yàn)橐壕Х肿拥钠蚪嵌炔煌?,所以,它的透光度也?huì)有偏差,導(dǎo)致液晶板顯示的透光度不同。顯示畫面是由不同亮度的像素單元矩陣構(gòu)成的,因此,畫質(zhì)也不同。

    像素電容器的放電速度過(guò)慢或者液晶分子的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使圖像變得模糊,甚至還會(huì)出現(xiàn)圖像拖尾等情況。當(dāng)液晶顯示器顯示運(yùn)動(dòng)畫面時(shí),因?yàn)橄嘟?張圖像有很大的區(qū)別,所以,相關(guān)電容器兩端的電壓也會(huì)發(fā)生大幅跳變。

    在顯示3D圖像時(shí),第一幀為灰?guī)℅),SW為正極性操控指令,源驅(qū)動(dòng)器輸出的Si是正極性像素指令。當(dāng)Si通過(guò)TFT為像素電容器預(yù)充電時(shí),電壓值為Ug+,充電時(shí)間為1/(2H).像素電容器會(huì)使液晶分子偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度為¢g+。當(dāng)圖像顯示Rn”幀時(shí),SW輸出的依然是正極性操控指令,源驅(qū)動(dòng)器輸出的Si依舊是正極性像素指令。當(dāng)Si通過(guò)TFT為像素電容器繼續(xù)充電時(shí),電壓值為U+,充電時(shí)間為1/(2H),如圖2所示。在顯示下一灰?guī)瑫r(shí),SW為負(fù)極性操控指令,源驅(qū)動(dòng)器輸出的Si為負(fù)極性相關(guān)指令。當(dāng)Si通過(guò)TFT為像素電容器反向預(yù)充電時(shí),電壓值為Ug-,充電時(shí)間為1/(2H)。像素電容器會(huì)使液晶分子偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度為¢g-,如圖3所示。當(dāng)圖像顯示Rn”幀時(shí),液晶分子會(huì)偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度為¢-。

    利用插入灰?guī)梢詾橄袼仉娙萜黝A(yù)充電,使液晶分子提前旋轉(zhuǎn)一定的角度,減小其實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。同時(shí),圖像信號(hào)到來(lái)時(shí)會(huì)加快液晶分子的旋轉(zhuǎn)速度,并發(fā)生較大角度的旋轉(zhuǎn),以縮短液晶分子的響應(yīng)時(shí)間,有效控制圖像模糊和拖尾情況的發(fā)生。

    3 方法驗(yàn)證

    由圖2和圖3可知,在灰?guī)瑫r(shí)段內(nèi)如果不作任何處理或者插入全黑幀,能有效避免主動(dòng)快門顯示的3D串?dāng)_問(wèn)題。但是,如果插入黑幀圖像,像素電容電壓為0,不僅能為像素電容預(yù)充電,還能延長(zhǎng)液晶分子的響應(yīng)時(shí)間,使圖像變得模糊,同時(shí),偏轉(zhuǎn)角度減少也會(huì)降低顯示亮度。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    本文針對(duì)快門眼鏡3D成像技術(shù)進(jìn)行了插灰?guī)治?,旨在提出一種提高3D圖像顯示質(zhì)量的方案。3D圖像幀進(jìn)行倍頻處理后,可以在左右眼之間插入灰?guī)?,將左右眼圖像完全分離,降低主動(dòng)快門式3D顯示的串?dāng)_問(wèn)題。在插入灰?guī)瑫r(shí)對(duì)像素電容進(jìn)行預(yù)充電,液晶分子就會(huì)發(fā)生角度偏轉(zhuǎn),進(jìn)而減小左右眼圖像信號(hào)的角度偏轉(zhuǎn),縮短液晶分子的偏轉(zhuǎn)時(shí)間,加快顯示響應(yīng)速度,解決圖像模糊和拖尾等問(wèn)題。因此,運(yùn)用插入灰?guī)夹g(shù)可以優(yōu)化3D圖像。目前,這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于液晶顯示領(lǐng)域。

    參考文獻(xiàn)

    [1]王瓊?cè)A.3D顯示技術(shù)與器件[M].北京:科學(xué)出版社,2013.

    [2]陳兆林.快門式3D液晶電視重影消除研究[J].電視技術(shù),2012.

    [3]龐志勇,譚洪舟,朱雄泳,等.基于盲信號(hào)處理方法的LCD運(yùn)動(dòng)圖像去模糊研究[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,49(2).

    〔編輯:白潔〕

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