解决液晶拖尾 120Hz倍频插帧技术分析
一直以来，液晶电视最大的不足就是在动态画面显示上的拖尾和模糊现象，在显示高速画面时，普遍存在残影、拖尾现象，所以喜欢收看体育频道、喜欢看快速刺激大片的朋友都不是很满意液晶的效果。而为了驱除这个诟病，厂家都一直在寻求技术突破，在想方设法提升液晶电视的动态显示效果。我们都知道，动态图像要好，最常见的处理技术就是缩短液晶的响应时间，尽量将响应时间提升至4ms、2ms甚至1ms。而近段时间，100Hz或者120Hz的液晶电视被各大厂家广泛宣传，频频见于各大媒体，卖场里面我们也可以时常听见“刷新频率高了，动态清晰度也就高了”的推销说辞。那100/120Hz刷新频率的液晶电视究竟是行之有效还是糊弄炒作?我们不妨来分析一下。 (一)并非炒作，100/120Hz刷新频率技术分析 对于液晶电视拖尾现象，尽管业内一直在不断改善，但仍然长期没有什么质的飞跃，根本原因是因为液晶的工作原理所致。液晶电视依靠液晶板里的液晶体的转动控制光线的通过形成图像，而液晶体的转动有一个过程，需要一个反应时间，所以在表现运动画面时有滞后的现象，就是我们说的拖尾。故此简略分析一下，拖尾现象原因有三：第一，拖尾现象是响应时间不够短的问题;第二，拖尾现象是人眼本身的问题;第三，拖尾现象是视频优化技术不过关的问题。 国家广播电视产品质量监督检验中心数字电视实验室主任李剑指出，解决液晶电视的拖尾问题有两个途径：一个就是提高液晶分子的响应时间;另一个则是电路处理技术的提升。厂家们现在大力宣传的100/120Hz刷新频率的液晶电视就属于后面一个思路，支持100Hz或120Hz屏幕刷新频率，这可大幅改善图像抖动程度，提高图像稳定性，它在提升液晶电视的动态显示效果方面
(二)120Hz倍频插帧技术原理分析 
原来，100/120Hz刷新频率确有效果。那刷新频率?这究竟又是怎样一个概念?简单地说，刷新频率就是屏幕每秒钟画面被刷新的次数，也就是每秒能显示多少幅图像，刷新频率的单位是赫兹(Hz)。你也可以换个角度来理解，看电影时我们看到的其实是一副一副静止的画面，根据人眼睛的视觉停留效应，前一副画面留在大脑中的印象还没消失，紧接着后一副画面就跟上来了，而且两副画面间的差别很小，一个动作要用很多副画面来显示，这样我们就感觉画面在动了，这一副一副的更换画面，就是在刷新，假设一个动作由24张画面完成，我们看上去就有点像动画片，而这个动作增加到48张的话，看上去就自然多了，这就是刷新频率。一般来说，刷新频率越高越好，图象就越稳定，对眼睛的影响也越小。 
目前，液晶电视的100/120Hz刷新频率的技术笔者暂时统一称为插帧倍频技术，其原理就是采用动态映像系统，在传统的两帧图像之间加插一帧运动补偿帧，将普通平板电视的60Hz刷新率提升至120Hz。这样，运动画面更加清晰流畅，优于4毫秒响应效果，从而达到清除上一帧图像的残影、提高动态清晰度的效果，将影像拖尾降至人眼难以感知的程度。尽管说现阶段，多个厂家的多款产品采用类似这种技术的名称都不一样，但是都是通过倍帧加速、分帧消影、精帧还原一系列精确运算，将液晶电视显示信号从原来每秒60帧提升到现在的每秒120帧、240段，有效地解决了液晶电视播放运动画面时出现的残影、拖尾等问题，使液晶电视运动画面更稳、更快、更清晰。当然，不同厂家在技术上还是有差别的。有的厂家在两帧之间插入的是全黑帧，有的厂家则是插入经过计算生成的新的一帧。一般来说，后者与前者相比，除了能够达到清除上一帧图像的残影之外，还能够让物体运动的轨迹更连续，因此，实际观看的感觉拖尾现象明显减轻，动态清晰度大幅度提高 另外，除了电路的改善，120HZ技术必须建立在专用的屏幕(120HZ专用屏)基础上才能发挥作用，所谓120HZ专用屏，就是指黑-灰转换速度非常快的屏。现在的屏主要是50/60HZ，就如同普通的CRT电视机，120HZ屏就如同100HZ机器，需要屏、电路同时支持。现时，120HZ专用屏基本还不是FULL HD的，已应用于量产的主要是一系列WXGA解析度(1366x768)电视面板，包括32英寸、37英寸及42英寸。那大家就会明白为什么东芝目前的只有32寸和42寸上采用频插帧技术，而47寸却没有的主要原因了。确实能起到一定的作用。
(三)主要厂家120Hz倍频插帧技术一览 (1)东芝“极光瞬影”技术 
东芝在2006年11月29日于国内发布Regza WL68C系列的时候，已经推出了结合PAL100Hz高刷新频率的“极光瞬影”技术，其就是在原始信号源的50帧图像之间，插入经过计算生成的新的一帧，将原本中国PAL制式50Hz屏幕刷新率提高一倍达到100Hz，从而将影像拖影降至肉眼难以感知的程度，比较好地改善了动态画面质量，即使激烈的动态画面也能清晰表现。PAL100Hz技术针对中国50Hz的信号源研发而成，同时在NTSC支持下也可以自动提供60Hz倍频到120Hz的功能。 而在2007年01月09日，在CES展会前的发布会上，东芝又展示了新款Regza“睿智”液晶电视，其主要是对“极光瞬映”进行了改进。在NTSC制式下，通过120Hz刷新率的“极光瞬映”技术结合“ClearFrame”黑屏插入技术，在相邻两帧画面之间通过插入黑色画面从而消除液晶固有的拖影现象。由于频繁的黑屏插入容易带来闪烁感和屏幕亮度的显著降低，因此Regza LX177系列的“ClearFrame”技术在启用黑屏插入的同时会对画面内容进行分析，通过反转Gamma曲线(Inverse Gamma)确保关键过渡画面不会丢失，在改善响应速度的同时能够避免亮度的显著降低。
(2)索尼Motionflow 120Hz帧插入技术 对于120Hz倍频插帧技术，索尼称之为Motionflow。它同样是通过将每秒钟图像刷新的频率加倍，在正常画面中间插入过渡帧来减弱液晶分子的稳态(Hold-type)效应，从而使回放动态画面更为清晰流畅。 
虽然同样是120Hz刷新率，但索尼BRAVIA的Motionflow在技术方面又有独到之处。除了支持60Hz的数字信号格式外，还支持24p的电影格式，通过对相邻两帧图像运动方向的判断，插值运算来生成过渡帧插入从而消除液晶电视在显示动态画面时容易出现的拖影，确保更加流畅的动态效果。在24p的电影播放中，正常的两帧画面之间最多可插入4个过渡帧。 
目前索尼只将120Hz刷新率应用在了1366×768的高清规格产品中，2007年3月28日推出的J5000系列就全面采用了120Hz刷新率。J5000系列的过渡帧插入功能划分了3个档位，按照不同的频率插入过渡帧，档位越高，插入过渡帧的间隔就越短，最高为1:1，即在每两帧画面之间插入一个过渡帧，这对于电视的运算能力是一个严峻的考验。当然，由于过渡帧的插入导致用户实际看到的画面比正常情况下要多，并且过渡帧的运算需要耗费时间，有可能导致在某些情况下出现音画不同步的现象，因此索尼在J5000系列内置的游戏模式中就关闭了帧插入的功能。
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狗仔卡
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发表于 2015-12-7 20:44
