電視顯示技術改進具有突破性的視覺體驗

　　簡單的說，杜比局域調光技術極大地改善了LCD畫面的視覺效果。相比于HDTV顯示器，這些技術迅速的脫穎而出，演示著令人吃驚的逼真畫面，它有近乎自然界所有的對比度，繽紛的色彩，純真的黑色，以及只有細微差異的暗紋。如此親切動人的視覺體驗無疑要優(yōu)越于傳統(tǒng)的顯示器。

　　利用局域LED背光而不是當前傳統(tǒng)的冷陰極熒光管(CCFL)，杜比高動態(tài)范圍技術通過獨有的設計專門針對LCD顯示的局限性。我們的技術使圖像達到肉眼所能見的全部視覺動態(tài)范圍，它是通過控制局部的亮度來實現(xiàn)的，以便提供圖像中每一小塊所需的精確電平。

LCD面板的性能優(yōu)勢及不足

　　基本上，一個LCD屏幕由LCD陣列加上各種屏蔽與擴散陣列以及背光模塊構成。LCD自身是不發(fā)光的，要依靠背光的亮度在屏幕上產(chǎn)生圖像。

　　當前LCD技術的優(yōu)勢在于解像度，但也有不足，以致于不能還原出完全逼真的圖像。甚至于在其關閉的狀態(tài)，LCD也不能完全切斷來自于CCFL的亮光，總有一些微弱的光線逸出。因此，LCD平板顯示器不能做到純真的黑色，而且被限制于1200：1的對比度。黑色電平可以通過調低背光來改進，但是犧牲了亮度。甚至于當圖像只需要很小的亮度，而(LED的)亮度與功率消耗卻保持恒定。

　　盡管高清晰度圖像比標準清晰度的圖像更加突出，但背光的自身特性使一些色彩，特別是膚色，色深和紋理看上去不太真實。

LED-CCFL背光的替代物

　　CCFL背光價格相對低廉，而且工藝一直在改進。由于CCFL的缺陷，顯示器產(chǎn)業(yè)正開始轉移到替代工藝，就是LED技術。這項新技術已經(jīng)開始應用在大量的小型膝上型電腦的LCD顯示屏，而且有一廠商已經(jīng)建立了一條LED背光電視機生產(chǎn)線。

　　LED具有與生俱來的優(yōu)勢。它環(huán)保，因為不含汞而且壽命相當長。它的響應時間比CCFL短，而且RGB LED可以用于增加色度域。按照單位功耗發(fā)光量，LED的能效增加了指數(shù)量級。從經(jīng)濟學的觀點，LED成本(每流明每瓦所需的美金)在快速下降，事實上，比CCFL成本下滑的還要快。

　　當前趨勢的要點是，不僅僅是在顯示器的背光，還有其他的一些要求所共同推動下，LED的工藝改善以及成本的降低還將會繼續(xù)。更多的行業(yè)正在發(fā)掘對LED有利的應用，例如，在高級汽車的前燈和尾燈上的應用。

圖1：傳統(tǒng)的顯示處理架構

還原逼真的動態(tài)范圍

　　從最亮到完全沒有光線，之間的明暗差異，肉眼可以感知的動態(tài)范圍有14個數(shù)量級(對數(shù))。

　　在進入視覺環(huán)境的一瞬間，眼睛可以感知的動態(tài)范圍大約5個數(shù)量級，而且會逐漸適應它。今天還在用的傳統(tǒng)工藝的顯示器，最好的也僅僅能夠還原3個數(shù)量級，這是屏幕上的圖像看上去缺乏真實感的主要因素。如今，LCD工藝能夠在絕大多數(shù)領域匹敵肉眼的感知能力，比如清晰度和運動捕捉(顯示圖像的刷新速率)，但是它依然無法在亮度范圍上接近我們的眼睛。

　　杜比對比度工藝通過同增加瞬態(tài)對比度和黑電平細度，極大改善了動態(tài)范圍。杜比視頻科技還原了同一瞬間肉眼所能辨識亮度的動態(tài)范圍，也極大地增強了動態(tài)對比度，同時提供了出色的黑電平細度。杜比視覺技術甚至更進一步使圖像如此真實，以致于讓圖像成為真實世界的一面窗戶。

圖2：LCD性能比較一覽表

杜比局域調光技術的優(yōu)點

　　杜比局域調光技術提供了許多顯而易見的好處，源于多種原因，利用杜比對比度和杜比視覺的顯示器能達到意想不到的突出效果。

　　杜比局域調光技術通過關閉圖像中黑色局域的背光能產(chǎn)生純正黑色。

　　利用杜比技術可產(chǎn)生鮮亮的白色。出現(xiàn)在我們眼中的圖像是物體的反射光(就如同陽光被水反射一樣)精確的如真實般的重現(xiàn)。傳統(tǒng)的LCD無法做到這一點是由于它的背光亮度不夠。杜比對比度和杜比視像技術能夠選擇性地增亮圖像中明亮局域的背光，使發(fā)出的光更具真實感。

　　杜比視覺技術極大的改進了色度的動態(tài)范圍，帶來了生動活潑的色彩。紅色分外的紅，緊接著是明亮的藍色，純正的黑色以及介于這些它們之間的一切色彩。它在相當多的地方進行細微的改進提高了圖像的質量。

　　杜比視覺技術將可表征的色度細度提升了幾個數(shù)量級，逼近了真實生活中的色深范圍。例如，它精確還原了膚色的細膩。因為肉眼是通過使用的顏色深淺度來輔助感知深度超過大約一米的立體視覺范圍，所以杜比視覺圖像擁有3維的質量，包括附加色深和細度，而這些在傳統(tǒng)顯示器都丟棄了。

　　除了引人入勝的圖像質量，杜比局域調光技術還能夠降低相當可觀的功耗，具體依賴于圖像的內(nèi)容。

圖3：杜比視覺體驗解決方案方框圖

使用LED背光解決LCD的局限

　　傳統(tǒng)的LED背光并未被用于解決LCD性能的局限性。在當前主流應用中，恒定亮度的LED背光未能改善對比度和黑色灰度級。一個比較折中的改進方法是統(tǒng)一調光，即通常所說的OD調光或背光調制。這種方法中，通過整個背光變暗來呈現(xiàn)基本的黑色和變亮來突出明亮的場景。無論如何，因為大部分圖像的亮度是比較平均的，這個途徑對提高圖像的質量只能提供有限的改進。

　　杜比開發(fā)出了一種突破性的技術能夠使背光亮度低到一個新的級別。杜比的專利開發(fā)覆蓋了所有的局域調光的實現(xiàn)方法，即所謂的1維和2維的調光，通過這些，背光被分為一系列的區(qū)域。這些區(qū)域依照與圖像中相應區(qū)域的亮度要求各自獨立的調暗或變亮，獨立局域的數(shù)量被分的越細，整體的對比度會變得越好。

　　許多新顯示技術中也使用了某些程度的局域調光技術，但還不能達到杜比技術的性能。特別是，無法與杜比視覺圖像技術所帶來的額外好處相匹敵。

杜比對比度和杜比視覺技術完整解決方案

　　杜比對比度專利技術注重于解決目前LCD的局限性，用局部背景光控制代替統(tǒng)一背景光控制。這能夠調節(jié)單個LED，或者幾個LED，相當大的增強了靜態(tài)和動態(tài)的對比度。

　　杜比對比度技術利用經(jīng)過位置優(yōu)化的LED背光。杜比技術首先分析一個標準的8比特視頻幀，用來匹配局部亮度背景光控制所能實現(xiàn)的更高對比度等級。然后分析每個視頻圖像幀，計算每個LED的背景光驅動等級。對于每一幀，每一個圖像都是由多個LED產(chǎn)生的，還有相鄰LED和顯示器光學特性的影響。

　　杜比視頻科技增加了先進的高動態(tài)范圍處理技術。將8比特視頻幀擴展到16比特幀，實現(xiàn)了圖像灰度動態(tài)補償。除了其他的一些杜比對比度的處理外，杜比視頻科技基于LED背光和一些顯示參數(shù)，還實現(xiàn)了LCD圖像生成補償。