液晶电视高动态对比度的实现技巧.doc

液晶电视高动态对比度的实现 ---动态LED背光源技术研究 龚国友 （成都工业学院 611730） 摘要： 提高液晶电视的动态对比度是LCD不断追求还原真实场景的创新技术之一。本文研究的基于FPGA技术的分区动态控制LED背光源技术，所实现的高动态对比度特性，明显的提高了液晶电视图像画质，并大大的降低了LCD的实际使用的电功率，在提高液晶电视画质和节能降耗方面作出进一步的贡献，应用前景广阔。 关键词：动态对比度、LED、FPGA、分区动态控制、节能 Dynamic LED backlight technology and its applications ---Research on dynamic?LED backlight?technology Gong guoyou Chengdu Electromechanical College Sichuan chengdu 610031 China Summary：improve dynamic contrast?of LCD TV? is the?constant pursuit of?innovation?technology?of?LCD?to restore thereal scene. Area dynamic control?LED backlight?technology studied in this paper,?based on the FPGA, The realization of the?high dynamic?contrast characteristics, LCD TV?image quality?is?improved obviously, And?greatly reduces the?electric power of?the practical use of LCD, In?a further contribution to?improve the LCD TV?picture quality?and?saving energy and reducing consumption, Has the broad application prospect. Keywords: Dynamic contrast ratio,?LED,?FPGA,?area dynamic control,?energy conservation 一、引言 液晶（LCD）面板是不发光的，人们所看到LCD的图像和数字信息，是由液晶面板后面的背光源所发出的光透过液晶面板而形成的。目前大量使用的背光源已经由CCFL 升级为LED，由于LED的电光效率不断提高，LED已经成为LCD背光源的主流。 LED背光源有两种形式，即侧发光式和直下式，一般采用符合色温要求的白色LED管。常用背光源沿用了CCFL的思路，仅仅只起到了按照固定亮度发光的功能，其光线在扩散板、滤光膜等的作用下，投射到液晶面板，液晶面板中的液晶分子根据图像信号发生偏转，在面板前形成我们肉眼能看得见的图像。 人们对电视图像质量要求的越来越高，特别是对图像清晰度、灰度等级、色彩还原性等的高要求，已经采用提高背光源的亮度，提高帧频、插黑帧的运动补偿插黑技术、ME/MC等技术，图像质量确实有提高，但是在高亮度一定的情况下，对比度变差，高清晰图的图像不能得到充分真实的显示，即该亮的部分实现了很亮，该暗的部分却暗不下去，图像层次（指标为：灰度等级）并未预期的要求。分析产生这种情况的原因：首先是由于在液晶分子在完全关闭的状态下背光不可能完全被遮住，由于背光源仍然按照固定要求亮着，产生的漏光现象，所以当图像为黑色的情况下，人眼看到的图像仍然呈现了一定灰度的图像，这种问题导致的后果就是严重降低了图像的对比度。一个传统液晶模组在白场的亮度是500 nit的时候，在黑场时亮度大约为1nit，这就是说整个图像的对比度最高才有500：1；其次是由于当人眼看液晶电视上的高速运动图像时，由于眼睛的视觉暂留现象,会在视觉上形成一个拖影效果，这个现象发生的原因大致有3种：（1）液晶分子的响应时间比较慢（2）液晶分子的scan-and-hold特性（3）人眼的视觉效应。要一直维持500nit亮度的背光源在图像发生变化是其功率也是一直不变的，电能也一直在按照最高设置而消耗。所以要进一步提高图像质量和降低功耗必需要采用更新的技术。 提高视频图像质量的技术 LCD显示器和电视机的清晰度，随着其液晶面板显示像素的增加，分辨率得以大幅提高，在高清电视标准1920X1080的推广过程中，液晶面板厂家又推出了3840X2160的超高清LCD面板，其分辨率是高清电视标准的4倍。这是实现高清晰度、高画质显示的关键基础技术。本文仅仅