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液晶显示之基于五帧循环Fi-FRC像素抖动算法

作　者: 王明龙
导　师: 毛志刚；林敏雄
学　校: 上海交通大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 液晶显示像素抖动 FRC Hi-FRC
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

作为一种LCD面板色彩增强技术,FRC像素抖动算法被广泛应用,它能够使用较低位宽的驱动IC实现高位宽的、色彩更加丰富的显示效果。现有的FRC像素抖动算法可以细分为FRC算法和Hi-FRC算法,对于6-bit驱动IC而言,前者可以在64级灰阶的基础上实现253级灰阶显示,而后者则可以实现完全的256级灰阶显示。不过Hi-FRC算法将Hi-FRC算法将引起灰度级差的不均匀问题,并加重FRC噪声。本文将就Hi-FRC算法所产生的这两个问题进行探究,了解其产生机制。在此基础上提出基于五帧循环的Fi-FRC算法并论证了算法的合理性,进而对Fi-FRC像素抖动算法可能的算法图形及其输出进行了阐述,并进行了算法的设计。经过理论推导以及实验的设计和验证,证实了Fi-FRC算法是一种可行的FRC像素抖动算法方案。可以解决灰度级差不均匀问题以及减轻FRC噪声。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
符号说明  5-9
第一章引言  9-14
  1.1 研究目的与意义  9-10
  1.2 研究方法  10-13
    1.2.1 问题提出  10-11
    1.2.2 解决的思路  11-12
    1.2.3 工作内容  12-13
  1.3 论文结构介绍  13-14
第二章 FRC 像素抖动算法研究现状  14-43
  2.1 FRC 像素抖动算法的基本原理  14-22
    2.1.1 LCD 数据位宽对显示品质的影响  14-15
    2.1.2 像素抖动算法的基本概念  15-17
    2.1.3 四帧FRC 算法的实现  17-20
    2.1.4 FRC 算法的灰阶不完整性  20-22
  2.2 HI-FRC 像素抖动算法简介  22-26
    2.2.1 HI-FRC 算法的基本概念  22-24
    2.2.2 HI-FRC 算法图形  24-26
    2.2.3 HI-FRC 算法灰阶过渡均匀性  26
  2.3 FRC 噪声及其抑制  26-35
    2.3.1 液晶的极性反转  26-28
    2.3.2 FRC 噪声及其形成机制  28-31
    2.3.3 FRC 噪声抑制的一般方法  31-33
    2.3.4 HI-FRC 算法的噪声抑制  33-35
  2.4 数字伽马校正  35-41
    2.4.1 LCD 中的伽马校正  35-38
    2.4.2 数字伽马校正的基本原理  38-40
    2.4.3 DGC 数据的HI-FRC 输出  40-41
  2.5 本章小结  41-43
第三章基于五帧周期FRC 像素抖动算法设计  43-65
  3.1 基于五帧循环FRC 算法的引入  43-51
    3.1.1 FRC 算法的评估与选择  43-48
    3.1.2 五帧FI-FRC 算法的实现方式  48-50
    3.1.3 五帧FI-FRC 算法的数据扩展  50-51
  3.2 五帧FI-FRC 像素抖动的算法设计  51-59
    3.2.1 算法图形的行像素排列  51-53
    3.2.2 L3B=100 与L3B=111 时的算法设计  53-56
    3.2.3 L3B=101 与L3B=110 时的算法设计  56-59
  3.3 FI-FRC 算法对FRC 噪声的抑制  59-64
    3.3.1 FI-FRC 基于像素和基于子像素的算法  59-61
    3.3.2 液晶极性对FI-FRC 算法图形输出的影响  61-63
    3.3.3 影响FI-FRC 算法效果的其他因素  63-64
  3.4 本章小结  64-65
第四章 FI-FRC 算法的硬件设计及仿真  65-93
  4.1 总体设计  65-70
    4.1.1 输入输出  65-66
    4.1.2 数据通道  66
    4.1.3 时序控制  66-67
    4.1.4 频率特性要求  67-68
    4.1.5 设计框图  68-69
    4.1.6 设计步骤及预期的成果  69-70
  4.2 DGC 模块设计  70-72
    4.2.1 模块的功能介绍及设计构想  70
    4.2.2 DGC 模块组成  70-72
  4.3 像素抖动算法模块设计  72-82
    4.3.1 抖动算法模块整体设计  72-75
    4.3.2 DMM 的相关设计  75-81
    4.3.3 数据预处理以及输出缓冲  81-82
  4.4 辅助功能模块设计  82-85
    4.4.1 数据输入与数据输出  82-84
    4.4.2 时序控制  84-85
  4.5 HDL 撰写以及仿真验证  85-92
    4.5.1 HDL 代码结构  85-88
    4.5.2 仿真验证  88-90
    4.5.3 综合  90-92
  4.6 本章小结  92-93
第五章 FI-FRC 算法实验与分析  93-101
  5.1 实验电路板设计  93-95
    5.1.1 实验板方块图  93-94
    5.1.2 电路设计及实验板制作  94-95
  5.2 FPGA 实验及FI-FRC 效果验证  95-99
    5.2.1 FPGA 实验系统  95-96
    5.2.2 FI-FRC 灰阶过渡效果验证  96-97
    5.2.3 FI-FRC 噪声抑制效果验证  97-99
  5.3 本章小结  99-101
第六章结论与展望  101-104
  6.1 回顾与结论  101-102
  6.2 未来工作展望  102-104
参考文献  104-107
致谢  107-110
附件  110

液晶显示之基于五帧循环Fi-FRC像素抖动算法

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