[发明专利]液晶显示设备的视频处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频处理方法，具体来说，涉及一种针对液晶显示设备的拖尾现象的视频处理技术。

背景技术

液晶显示设备（LCD）作为平板显示器技术中发展最为迅速的一种技术，随着其亮度、对比度和视角等问题的顺利解决，其色彩丰富的优点得到充分发挥，在静态图像和文本的显示效果方面已经赶上甚至超过了成熟CRT的显示效果，其应用得到了极大的推广。近几年，使用于PC与TV上的LCD面板大型化正在急速发展，目前，用LCD面板业者正积极改善动态画质，LCD对运动的图像文字显示方面，还存在一个难于解决的缺陷，这就是拖尾的问题。

近几年来的研究表明，导致LCD显示运动图像拖尾的原因主要有以下四个方面：1）LCD显示材料的慢响应过程；2）LCD显示的“抽样—保持”特性，就是在显示的刷新周期内保持各像素点的显示亮度；3）人眼视觉系统（HVS）的运动跟踪特性；4）人眼视觉系统（HVS）的低通滤波特性。

目前，国内外的学者提出各种办法来改善这种LCD显示运动图像拖尾的状况，主要包括：（1）提高液晶像素的响应速度；（2）改进LCD的保持特性；（3）采用图像处理技术。（1）、（2）从物理性能上的提高总是有限度的，例如不能让液晶材料的响应时间无限小，一般会在100-200ms之间，采用各种技术可以提高到几毫秒，虽然这样的响应速度已经可以比较好地改善拖尾现象了，可是对于视频图像而言，帧率一般在20-30之间，这时，液晶的保持特性是引起拖尾的主要因素。研究表明即使液晶材料的响应时间为零，在显示动态视频的时候，仍然会有拖尾现象。

近几年，液晶显示倍频技术（又称帧率上变换），将液晶显示设备显示信号从原来的50HZ/60HZ，提高到100HZ/120HZ,甚至200HZ/240HZ,一定程度上解决了液晶显示设备显示动态视频出现的拖尾现象。倍频技术之所以可以改善拖尾现象，主要原因是：根据Hao Pan等在“LCD MOTION BLUR MODELING AND ANALYSIS”一文中指出：液晶显示动态视频图像的模糊边沿的宽度是和视频图像像素的运动速度成正比的,模糊宽度w和运动速度v的关系近似为：w=0.8VT，T为帧周期，v为图像边沿沿着x轴运动速度，通过倍频技术可以降低图像边沿的运动速度，从而有效降低液晶显示设备拖尾现象。

液晶显示倍频技术，是指在两帧之间没有本地参考信息的时间点，利用相邻两帧的信息重构图像。倍频技术的基本原理如图2所示，图中T表示原始图像序列两连续帧之间的时间间隔，称为帧周期，F_t-1和F_t+1为输入帧序列，F_t为待插帧，假设f_in为输入图像序列的帧率，f_out为输出图像序列的帧率引入参数k为帧频提升因子，即f_out =kf_in，假设F_t-1中的一点A，经过时间T后，移动了一个运动矢量V_i，运动到了F_t+1帧中的B点，P点即为在待插帧F_t中的待插补点。帧率上变换的不同算法指的就是插入F_t的不同方法，即如何得到P点的像素值，按照算法是否进行了运动估计和相应的运动补偿，可以把算法分为非运动补偿插帧和运动补偿插帧。非运动补偿插帧算法不考虑物体运动，直接利用相邻帧的各种组合内插出中间帧，例如帧重复和帧平均。尽管这些方法在图像不存在物体运动时，能够得到质量可接受的待插帧，但当图像存在物体运大时，插值效果会很差，帧重复会产生运动物体明显的运动突变现象，而帧平均会在运动物体边缘产生明显的模糊。为了减少运动突变和模糊，运动补偿插帧算法使用物体运动信息，采用运动估计得到运动矢量，进而运动补偿插值得到待插帧。

采用液晶显示倍频技术虽然是一种改善液晶显示设备拖尾现象的好方法，但是这种方法会增加液晶显示设备成本，而且，对于目前家庭用户主流采用的50HZ/60HZ的液晶显示设备是不实用的。因此，有必要提出一种能够改善目前主流液晶显示设备显示动态图像出现拖尾现象的方法。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种采用插帧和丢帧技术有效降低视频图像像素运动速度，从而有效降低液晶显示设备拖尾现象的液晶显示设备的视频处理方法，它包括：

1）接收待显示的视频信号，进行缓存；

2）对缓存的视频信号进行分类；

3）对分类后的视频信号进行插帧和丢帧处理；