【正文】 儲(chǔ)在 *pColorTable1 和 *pColorTable2 中； 2) 用上面的轉(zhuǎn)換公式將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從 RGB 色彩空 間轉(zhuǎn)換到 YUV 空間； 3) 然后針對(duì)每一像素的兩幀數(shù)據(jù)的 Y 分量進(jìn)行比較， 比較結(jié)果可能有以 下兩種處理方法：一是兩幀 Y 分量值相同，則不進(jìn)行處理；二是兩幀 Y分量不同時(shí)， 將 兩幀的 Y 分量的值分別對(duì)灰度間隔求整和求余得到i,j,x,y的值。 線性插值的結(jié)果與插值的順序無(wú)關(guān)。 圖 32 雙線性插值示意圖 首先在 x 方向進(jìn)行線性插值，得到 211 1 1 2 12 1 2 1( ) ( ) ( )x x x xf R f Q f Qx x x x???? 其中 11( , )R x y? (33) 212 1 2 2 22 1 2 1( ) ( ) ( )x x x xf R f Q f Qx x x x???? 其中 22( , )R x y? (34) y2 y y1 x1 x x2 Q11 R1 Q12 P Q22 R2 Q21 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 然后在 y方向進(jìn)行線性插值，得到 21122 1 2 1( ) ( ) ( )y y y yf P f R f Ry y y y???? (35) 這樣就得到所要的結(jié)果 f(x,y), 1 1 2 12 2 1 22 1 2 1 2 1 2 11 2 2 22 1 1 12 1 2 1 2 1 2 1( ) ( )( , ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )f Q f Qf x y x x y y x x y yx x y y x x y yf Q f Qx x y y x x y yx x y y x x y y? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?(36) 如果選擇一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)使得 f 的四個(gè)已知點(diǎn)坐標(biāo)分別為 (0,0)、 (0,1)、 (1,0)、(1,1)，那么插值公式就可以簡(jiǎn)化為： ( , ) ( 0 , 0) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 , 0) ( 1 ) ( 0 , 1 ) ( 1 ) ( 1 , 1 )f x y f x y f x y f x y f x y? ? ? ? ? ? ? ? (37) 或者用矩陣運(yùn)算表示為： ? ? ( 0 , 0 ) ( 0 , 1 ) 1( , ) 1 ( 1 , 0 ) ( 1 , 1 )f f yf x y x x f f y?? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? (38) 與這種插值方法名稱(chēng)不同的是，這種插值方法并不是線性的，它的形式是 ： 1 2 3 4( )( ),a x a a y a?? (39) 它是兩個(gè)線性 函數(shù)的乘積。因此在本算法中，需要對(duì) 色彩空間進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ，即將輸入圖像的 色彩空間從 RGB 轉(zhuǎn)到 YUV，其轉(zhuǎn)換公式為： 0. 29 9 0. 58 7 0. 11 4 00. 16 9 0. 33 2 0. 5 12 80. 5 0. 41 9 0. 08 1 12 8YRUGVB? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? (31) 轉(zhuǎn)換過(guò)后，對(duì) YUV色彩空間中的 Y 分量進(jìn)行插值， 插值完成后，再將圖像數(shù)據(jù)從 YUV 色彩空間轉(zhuǎn)換回 RGB 色彩空間，轉(zhuǎn)換公式為： 1 0. 00 09 1. 40 170. 99 97 0. 34 36 0. 71 39 12 81. 00 18 1. 77 16 0. 00 03 12 8RYGUBV?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? (32) 雙線性 插值方法 雙線性插值是有兩個(gè)變量的插值函數(shù)的線性插值擴(kuò)展，其核心思想是在兩個(gè)方向分別進(jìn)行一次線性插值。 算法流程 圖 處理流程圖如下圖所示： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 圖 31 算法處理流程圖 在整個(gè)算法的處理流程中，需要對(duì)圖像 數(shù)據(jù)的讀取、 寫(xiě)出 和色彩空間轉(zhuǎn)換 ，以及 在對(duì)灰度值進(jìn)行插值處理時(shí)，需要用到插值 的 函數(shù)，將 在 后 面 分別 進(jìn)行說(shuō)明，其中，圖像數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)出見(jiàn)附錄 4。 該算法的主 要思想是 對(duì)輸入的圖像幀的相鄰兩幀 （前一幀和當(dāng)前幀） 的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 并 進(jìn)行 插值 處理 ，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)預(yù)處理。 過(guò)驅(qū)動(dòng)算法就是將輸入的 圖像數(shù)據(jù)的 前一幀 Pn1和當(dāng)前幀 Pn 在 過(guò)驅(qū)動(dòng)處理 單元 中通過(guò)一系列比較處理，然后從表存儲(chǔ)單元里面取出需要的值然后通過(guò) 插值 計(jì)算得到目標(biāo) 灰度 值 用以 代替當(dāng)前幀 Pn 進(jìn)行 輸出，即 Po，同時(shí)將輸出 當(dāng)前幀 Pn存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)單元，作為下一幀的前一幀。過(guò)驅(qū)動(dòng)算法的工作原理就是將輸入圖像 各像素點(diǎn)的 灰度級(jí)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而改變灰度轉(zhuǎn)換時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓， 降低液晶顯示器 響應(yīng)時(shí)間。同樣， 當(dāng)灰度級(jí)相差較小時(shí) 施加在液晶體上的 驅(qū)動(dòng)電壓 就 低， 液晶的翻轉(zhuǎn)速度也相應(yīng)變慢，使得液晶的響應(yīng)時(shí)間也就變慢了。 當(dāng) 液晶從一個(gè)灰度級(jí)過(guò)渡到另一個(gè)灰度級(jí)時(shí)，是通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓使液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種分子排列狀態(tài)的過(guò)程，針對(duì)不同的灰度級(jí)組合，驅(qū)動(dòng)電壓大小是不一樣的， 施加在液晶上的驅(qū)動(dòng)電壓是和灰度級(jí)直之間的差值大小成正比關(guān)系的。 實(shí)際上，我們上面所說(shuō)的 12ms 反應(yīng)時(shí)間是針對(duì)全黑和全白畫(huà)面之間切換所需要的時(shí)間，這種全白全黑畫(huà)面的切換所需的驅(qū)動(dòng)電壓 是比較高的，所以切換速度比較快，可以達(dá)到 12ms；而實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)都是灰階畫(huà)面的切換 (其實(shí)質(zhì)是液晶不完全扭轉(zhuǎn)，不完全透光 )，所需的驅(qū)動(dòng)電壓比較低，故切換速度相對(duì)較慢?？梢钥闯?12ms 的誕生意味著液晶制造的一個(gè)巨大進(jìn)步。 從早期的 25ms 到大家熟知的 16ms 再到最近剛剛出現(xiàn)的 12ms，反應(yīng)時(shí)間被本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 不斷縮短，液晶顯示器不適合娛樂(lè)的陳舊觀念正在受到巨大挑戰(zhàn)。所以，反應(yīng)時(shí)間在 CRT 顯示器中一般不會(huì)被人們提及。一般將響應(yīng)時(shí)間分為兩個(gè)部分：上升時(shí)間 (Rise time)和下降時(shí)間 (Fall time)，而表示時(shí)以兩者 之和為準(zhǔn)。 圖 22 GTG 上升過(guò)渡響應(yīng)時(shí)間直方圖 灰階響應(yīng)時(shí)間是指液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，即像素由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗所需要的時(shí)間 (其原理是在液晶分子內(nèi)施加電壓，使液晶分子扭轉(zhuǎn)與恢復(fù) )，響應(yīng)時(shí)間越小則使用者在看運(yùn)動(dòng)畫(huà)面時(shí)不會(huì)出現(xiàn)尾影拖拽的感覺(jué)。從全黑本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 到全白液晶分子面臨最大的扭轉(zhuǎn)角度，需施以較大的電壓，此時(shí)液晶分子扭轉(zhuǎn)速度較快。 但是當(dāng)我們玩 游戲或看電影時(shí)，屏幕內(nèi)容不可能只是做最黑與最白之間的切換，而是五顏六色的多彩畫(huà)面，或深淺不同的層次變化，這些都是在做灰階間的轉(zhuǎn)換。因此，傳統(tǒng)的關(guān)于液晶響應(yīng)時(shí)間的定義，試圖以液晶分子由全黑到全白之間的轉(zhuǎn)換速度作為液晶面板的響應(yīng)時(shí)間。 由 于液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)， LCD 屏幕上每個(gè)點(diǎn)由前一種色彩過(guò)渡到后一種色彩的變化，這會(huì)有一個(gè)時(shí)間的過(guò)程，也就是我們通常所說(shuō)的響應(yīng)時(shí)間。這中間明暗度的層次越多，所能夠呈現(xiàn)的畫(huà)面效果也就越細(xì)膩。說(shuō)到灰階響應(yīng)時(shí)間，首先來(lái)看一下什么是灰階。當(dāng) LCD 中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過(guò)第二層過(guò)濾層的過(guò)濾在屏幕上 顯示出來(lái)。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過(guò)改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類(lèi)似于一個(gè)個(gè)小的光閥。 背光板發(fā)出的光線在穿過(guò)第一層偏振過(guò)濾層之后進(jìn)入包含成千上萬(wàn)液晶液滴的液晶層。 LCD 由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約 1mm，其間由包含有液晶材料的 5μ m均勻間隔隔開(kāi)。如果給液晶層加電壓將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，液晶分子 就會(huì)重新排列，光線無(wú)法扭轉(zhuǎn)從而不能通過(guò)前層平面，以此來(lái)阻斷光線 。位于兩個(gè)平面間液晶分子的排列會(huì)形成一個(gè) Z 軸向90 度的逐漸扭曲狀態(tài)。液晶被灌在兩個(gè)制作精良的平面之間構(gòu)成液晶層，這兩個(gè)平面上列有許多溝槽，單獨(dú)平面上的溝槽都是平行的，但是這兩個(gè)平行的平面上的溝槽卻是互相垂直的。 如圖21 所示， 液晶面板主要是由兩 塊無(wú)鈉玻璃夾著一個(gè)由偏光板、液晶層和彩色濾光片構(gòu)成的夾層所組成。 液晶顯示器的 顯示 原理 液晶的物理特性是：當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)。 目前 相比 CRT 顯示器， LCD 顯示器圖像質(zhì)量仍不夠完善。完全沒(méi)有輻射的優(yōu)點(diǎn)，即使長(zhǎng)時(shí)間觀看 LCD 顯示器屏幕也不會(huì)對(duì)眼睛造成很大傷害。 LCD 顯示器還通過(guò)液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗， 當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。 液晶顯示器概述 液晶顯示器 (LCD)英文全稱(chēng)為 Liquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 第二章 算法實(shí)現(xiàn)原理 本章將著重介紹液晶顯示器的構(gòu)造、特性和顯示原理，并由此引出 響應(yīng)時(shí)間在液晶顯示器領(lǐng)域的概念 。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述過(guò)驅(qū)動(dòng)算法的實(shí)現(xiàn)原理 ； 第三章詳細(xì)闡述了 過(guò)驅(qū)動(dòng) 算法及其實(shí)現(xiàn)； 第四章針對(duì)第三章算法 提出了一種改進(jìn)的 過(guò)驅(qū)動(dòng) 算法； 第 五 章闡述了部分未來(lái)仍 需努力的工作方向； 第 六 章為全文總結(jié)。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用時(shí)是采用硬件實(shí)現(xiàn)，所以針對(duì)查找表的存儲(chǔ)提出了分區(qū)域存儲(chǔ)，減小存儲(chǔ)的代價(jià)。三角插值只需要 3 個(gè)值，所以每次插值只需要訪問(wèn) 3 次查找表，這個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了方便。針對(duì)這些問(wèn)題，本文又提出了改進(jìn)的算法。 1. 采用雙線性插值的過(guò)驅(qū)動(dòng)算法：通過(guò)對(duì)不同的灰階組合在查找表中取出 4個(gè)值進(jìn)行插值處理，將插值得到的結(jié)果替代目標(biāo)灰階?？紤]到面向硬件實(shí)現(xiàn)，本文闡述了軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)的不同之處，并且對(duì)已實(shí)現(xiàn)的算法分別提出了一些要改進(jìn)的地方。 其 采取的處理方法為：對(duì) 輸入圖像的相鄰兩幀的灰度級(jí)進(jìn)行比較 ，將 當(dāng)前幀 圖像 的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù) 處 理 ， 降低 液晶體的響應(yīng)時(shí)間 。 趙鴻欣 等人在參考文獻(xiàn) [5]中 提出了一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)液晶顯示器 的 運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間（ MPRT） 遞歸搜索最優(yōu)的 OD 查找表， 并討論了由運(yùn)動(dòng)邊緣模糊和箱運(yùn)動(dòng)模糊引起的不同的運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)對(duì) OD 查找表的最優(yōu)化加工的性能的影響。 樸碩俊等人在 參考文獻(xiàn) [7]中提出了運(yùn)用一個(gè)加速單元對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后在將處理的數(shù)據(jù)輸出，使得相對(duì)于具有極其大或小的灰度值的圖像數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)改善液晶體的響應(yīng)時(shí)間成為可能。 李墺鉉等人在參考文獻(xiàn) [2]中介紹了 用于測(cè)量液晶的響應(yīng)時(shí)間的方法和裝置。 本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了預(yù)處理圖像的算法。 現(xiàn)在液晶電視 向大屏幕，高分辨率全色顯示方向發(fā)展， 人們對(duì)視頻畫(huà)面 顯示質(zhì)量 要求也越來(lái)越高，降低液晶 顯示器 的響應(yīng)時(shí)間成為急需解決的問(wèn)題。 圖 液晶電視的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)趨勢(shì) 對(duì)于 高清 液晶 電視 而言， 視頻畫(huà)面顯示質(zhì)量 往往是消費(fèi)者關(guān)心的一個(gè)重要指標(biāo)。一般將 灰階 響應(yīng)時(shí)間分為兩個(gè)部分：上升時(shí)間 (Rise time)和下降時(shí)間 (Fall time)，一般上升時(shí)間和下降時(shí)間是不同的。 所謂灰階響應(yīng)時(shí)間是指 液晶單元針對(duì)輸入信號(hào)從一個(gè)灰度值過(guò)渡到另一個(gè)灰度值所需要的時(shí)間，即 液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一 種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，其原理是在液晶分子內(nèi)施加電壓，使液晶分子扭轉(zhuǎn)與恢復(fù) .。目前已經(jīng)有很多這方面的研究，從不同的出發(fā)點(diǎn)提出了許多改進(jìn)技術(shù)。降低響應(yīng)時(shí)間在液晶顯示器的顯示中有重要意義。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 針對(duì)高清液晶電視的響應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué)生姓名 陳善軍 指導(dǎo)教師 魏廷存 畢業(yè)時(shí)間 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 摘 要 隨著液晶電視向大屏幕，高