基于插灰?guī)岣?D圖像顯示質(zhì)量的解決方案

　　摘要：文章對(duì)現(xiàn)有的快門眼鏡式3D圖像顯示技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出一種基于插3D顯示。在圖像幀序列中插入電容器進(jìn)行了預(yù)充電、縮短了液晶分子的響應(yīng)時(shí)間、改善了圖像模糊，提升了3D圖像顯示質(zhì)量。

　　前言

　　由于人雙眼觀察物體的角度略有差異，每只眼睛看到的圖像會(huì)有細(xì)微不同，大腦會(huì)將左右眼看到的圖像進(jìn)行處理呈現(xiàn)出3D(立體)視覺^[1]。3D顯示可分為眼鏡式和裸眼式，眼鏡式分為主動(dòng)快門式、偏光式和色差式等^[2]。

　　主動(dòng)快門式3D顯示的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低，克服了其他眼鏡式3D顯示分辨率低的缺點(diǎn)，能夠使雙眼獲得1080P的高清顯示效果，畫質(zhì)優(yōu)越。主動(dòng)快門式3D顯示技術(shù)，主要是通過提高屏幕的刷新率，使左右眼畫面分時(shí)交替顯示，再通過快門式3D眼鏡的配合，使人的雙眼分別獲得左右眼圖像和利用人眼視覺暫留特性，從而在人腦中產(chǎn)生3D立體圖像^[3]。在同一時(shí)刻，僅一只人眼可以獲得圖像，然而在畫面切換過程中，會(huì)出現(xiàn)左右眼圖像分離不完全而引起的雙邊緣現(xiàn)象，也就是我們常說的串?dāng)_現(xiàn)象;串?dāng)_現(xiàn)象會(huì)降低3D顯示效果，長時(shí)間觀看時(shí)會(huì)使用戶產(chǎn)生頭暈現(xiàn)象，嚴(yán)重影響3D電視給觀眾帶來的感受^[4]。同時(shí)圖像模糊也會(huì)嚴(yán)重影響3D顯示的效果，在液晶顯示器件中導(dǎo)致圖像模糊的主要原因之一是液晶分子的響應(yīng)速度^[5]。

　　該文對(duì)現(xiàn)有快門眼鏡式3D顯示技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出一種基于插灰?guī)岣?D圖像顯示質(zhì)量的解決方案，能夠降低3D串?dāng)_和圖像模糊，有效地提升3D顯示質(zhì)量。

　　1 方案整體組成

　　方案整體構(gòu)成如圖1所示，由信號(hào)源、預(yù)處理模塊、幀處理模塊、微處理器MCU、無線發(fā)射器以及液晶顯示裝置組成。其中信號(hào)源用于產(chǎn)生3D圖像信號(hào);預(yù)處理模塊對(duì)3D圖像信號(hào)進(jìn)行格式識(shí)別、格式轉(zhuǎn)換功能，輸出L/R幀序列(左/右眼圖像幀序列);幀處理模塊對(duì)3D圖像信號(hào)進(jìn)行倍頻和插灰?guī)幚?，同時(shí)將3D圖像的幀同步信號(hào)發(fā)送給微處理器MCU;微處理器MCU通過C_S信號(hào)和GPIO信號(hào)與幀處理模塊進(jìn)行通信讀取幀同步信號(hào)，并將幀同步信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)送給無線發(fā)射器，將背光控制信號(hào)發(fā)送給液晶顯示裝置;無線發(fā)射器主要向快門式3D眼鏡提供幀同步信號(hào)用以切換左右鏡片的開關(guān);液晶顯示裝置接收3D圖像幀序列和背光控制信號(hào)，顯示3D圖像。

　　預(yù)處理模塊對(duì)來自信號(hào)源的3D信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、格式轉(zhuǎn)換等處理后，輸出左右眼畫面交替出現(xiàn)的L/R幀序列(3D圖像原始幀序列)，其中Rn和Rn+1幀為右眼圖像幀，Ln和Ln+1幀為左眼圖像幀，如圖2(a)所示。L幀和R幀的頻率為H。

　　幀處理模塊接到L/R幀序列后，首先對(duì)其進(jìn)行倍頻處理，產(chǎn)生如圖2(b)所示的R'/R''/L'/L''幀序列;然后對(duì)R'/R''/L'/L''幀序列做進(jìn)一步添加灰?guī)奶幚?，用灰?guī)珿取代幀序列中的幀Rn'和Ln'等，從而使幀序列變?yōu)镚/R''/G/L''幀序列，如圖2(c)所示。其中G幀圖像內(nèi)容的像素對(duì)應(yīng)著某一電壓，其電壓值不為零。

　　由圖2(d)所示，C_IR信號(hào)為經(jīng)過編碼的同步控制信號(hào)，由微處理器MCU發(fā)送給無線發(fā)射器。圖2(e)的波形為快門式眼鏡的開關(guān)信號(hào)，Right信號(hào)為右鏡片開信號(hào)，Left信號(hào)為左鏡片開信號(hào)。圖2(f)為液晶顯示裝置的背光開關(guān)信號(hào)，其開信號(hào)“ON”與L''/R''幀序列保持同步，且滯后于L''/R''幀而提前L''/R''幀結(jié)束。同樣，快門式眼鏡的左右開關(guān)信號(hào)滯后于背光開信號(hào)“ON”而提前背光關(guān)信號(hào)“OFF”結(jié)束。波形2(g)為像素極性控制信號(hào)，其正負(fù)極性交替出現(xiàn)是為了讓液晶分子向不同方向發(fā)生交替偏轉(zhuǎn)。