如何将液晶显示器改为电视机

文章摘要：对于电视机来说，我们这一代消费者最重视的是电视机的色彩效果。若将不同品牌的电视机放在一起加以比较，大部分消费者都以色彩是否斑烂作为他们的选购指标。基于这个原因，业界一直在努力研究如何将图像的不同颜色准确套入个别液晶显示屏幕的彩色空间。色彩的套入通过图像的映射完成，整个映射过程将图像转为适当的流明及色度空间，而在处理过程中图像的某些颜色会被突出，其他颜色则会淡化。经过这样的处理之后，红绿蓝三色的精确度比原本图像的色度更为精确，因此电视机必须采用 10 位灰度 (30 位像素)，才可恰当处理及改善图像，以免出现一段段截断的假像。 一般的消费者也许会感到有点意外，液晶显示器的速度竟然无法跟得上视频系

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对于电视机来说，我们这一代消费者最重视的是电视机的色彩效果。若将不同品牌的电视机放在一起加以比较，大部分消费者都以色彩是否斑烂作为他们的选购指标。基于这个原因，业界一直在努力研究如何将图像的不同颜色准确套入个别液晶显示屏幕的彩色空间。色彩的套入通过图像的映射完成，整个映射过程将图像转为适当的流明及色度空间，而在处理过程中图像的某些颜色会被突出，其他颜色则会淡化。经过这样的处理之后，红绿蓝三色的精确度比原本图像的色度更为精确，因此电视机必须采用 10 位灰度 (30 位像素)，才可恰当处理及改善图像，以免出现一段段截断的假像。

一般的消费者也许会感到有点意外，液晶显示器的速度竟然无法跟得上视频系统。他们不知道电脑监视器等应用可以容忍较慢的像素响应时间。但电视广播的要求则完全不同。每一帧 -- 若以隔行扫描为例来说，则每半个帧 -- 的数据必须在 1/60 秒或 1/50 秒之内全部捕捉过来。以动作图像来说，电视画面比每一格影片更为细致。此外，播放电视图像的帧速率比电影院播放每格胶片的速度快。电视的播放速度如此高，充分显示电视机需要具备较快的响应时间。对于高画质电视机来说，响应时间尤其具有举足轻重的作用。但对于其他视频系统来说，响应时间的快慢并不那么重要。

基于以上的原因，液晶显示电视机必须加设响应时间补偿 (RTC) 过驱动电路模块，以便为液晶显示器的较慢光学响应提供补偿。这个响应时间补偿电路模块设于定时控制器 (TCON) 之内，负责截取数字视频流，然后将每一像素的前一个灰度指令与最新的灰度指令加以比较，再从查阅表 (LUT) 挑选另一个已预设的灰度级。这个预先写入查阅表的替用灰度值是通过实验挑选出来的，以便在帧尾段将亮度提升至目标值。若新的灰度级比前一级更浅色，系统便会发出指令，要求先提供一个更浅色的灰度级。若新的灰度级较深色，系统便会先发出一个远比这个灰度级深色的指令。

液晶显示器及笔记本系统监视器所采用的结构及技术根本无法满足液晶显示电视机的严格要求 (参看图1)。多站式差分总线结构利用不同的传输线将数字视频数据传送至列驱动器，但这样的结构难以应付液晶显示电视机的繁重工作量。例如，传送信号时，信号波形必须保持完美，以便电视机能够以更高速度传送数据。但由于信号的传送线路较长，加上电视机的屏幕更大，采用的列驱动器站也就更多，因此数据传输速率便很难满足要求。为了解决这些问题，有些公司正在研发级联式结构的技术。这种结构的优点是利用传统的总线连接列驱动器的一端，数据经过缓冲之后，再转送到下一个列驱动器。传统的总线只要采用这个结构，便可支持点至点的传送方式，其优点是信号素质有更高的保证，但缺点是要添加更多列驱动器输入/输出端及相关电路。利用级联方式将总线结构重新改造虽然可以改善信号完整性，但仍然无法满足其他的要求，例如提供更精确的灰度，增强光暗对比度，改善色彩管理，以及添加其他更先进的功能。 


 

图1：典型液晶显示器模块的主要功能块设有多站式差分总线，可以通过不同的传输线将数字视频数据传送至列驱动器。这样的结构只适用于一般的监视器及笔记本系统显示器，但难以应付液晶显示电视机的繁重工作量。


首先要指出的一点是，对于采用电阻串数字/模拟转换器(RDAC) 及列驱动器的传统结构来说，要在符合成本效益的基础上提供每一颜色 10 位的灰度是一个很艰巨的挑战。一直以来，只有笔记本系统显示器及一般的监视器才采用 RDAC结构设计。这个结构的优点是，数字灰度级的数据会通过差分传输线总线传送至列驱动器。列驱动器会通过映射将有关数值传送至串行电阻串上的其中一个电压节点。根据列驱动器的原有设计，每一节点的电压都设定在某一指定的水平，并确保这一设定的电压可以将液晶显示器的亮度调节至可与某一灰度级相匹配的水平。换言之，R DAC不但负责执行数字/模拟转换功能，而且还负责执行反伽玛转换功能，而后者可通过映射确保液晶显示器所获得的供电电压能配合每一灰度级所要求的显示器亮度。

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