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出版日期:2004-08-09 总期号:1337 本年期号:58

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复真芯片:逼真还原色彩
——LG真像技术揭秘
郑鸿雯

  “复真芯片”是专门针对LCD的一个图像处理单元,内含大规模集成电路,其本质是对影像信号进行一系列处理,对显示器的亮度、对比度等色彩指标进行综合调整,使之最大化地还原色彩和图像的本来面目。翻阅关于复真芯片(F-Engine)的厚重技术文档,会发现一个新名词频繁出现,它就是LG研发多年的真像技术,也就是复真芯片作为一个硬件芯片所承载的技术本质。

  复真芯片的内核——真像技术


  采用真像技术LCD显示器全过程

  

  真像技术,英文缩写为D.A.F.I(Digital Adaptive Fine Image),其宗旨是通过数字化的硬件设备处理,使显示设备展示出最真实的影像画面。真像技术包括两个主要过程,即真实色彩管理系统(RCM)和色彩及对比度适配增强系统(ACE)。一台采用真像技术的LCD的显示过程是这样的:计算机主机或其它信号源提供数字或是模拟图像信号,模拟信号经过模数转换,形成数字图像信号,再对数字信号进行处理。

  在处理前还有两个必须的工作是,对Gamma值进行控制,将传统RGB信号转换为YUV信号。YUV信号是一种常见于高端视频设备的信号方式,以完美画质著称的DVD记录的就是YUV信号。在YUV中,“Y”代表明亮度(Luminance或Luma),也就是灰阶值,而“U”和“V”表示的则是色度(Chrominance或Chroma),作用是描述图像色彩及饱和度,用于指定像素的颜色。“亮度”是通过RGB输入信号来创建的,方法是将RGB信号的特定部分叠加到一起。色度则定义了颜色的两个方面——色调与饱和度,分别用Cr和Cb来表示。其中,Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异,而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异,此即所谓的色差信号,也就是我们常说的分量信号(Y、R-Y、B-Y)。

  我们知道,液晶显示器的色彩调整比较微妙,影响其色彩的因素也有很多种,像面板前置开关与否、Gamma值变化等,都会同时影响到显示结果,使图像的亮度和色彩同时变化,难以达到精准的调整。为了可以独立调整亮度和色彩,把RGB转化为YUV信号,来达到独立调整图像色彩和亮度的目的,不失为目前最好的一种解决方案。

  将输入的RGB信号转化为YUV信号后,准备工作就已经完成,新的分量信号开始过RCM(Real Color Managment)关。RCM中文名称即真实色彩管理系统,它通过在UV色域中进行局部的颜色控制,提供在肤色、自然、运动和色彩增强等不同模式下的最佳化的彩色图像。

  除了色彩,亮度和对比度也是图像处理中必不可少的一环,这就是真像技术中色彩及对比度适配增强系统(ACE)功用所在。ACE号称是色彩及对比度增强系统,但在整个过程中,代表色彩的UV值是被锁定的。RCM和ACE对它们进行了独立计算和调整,保证了图像信号能被精准地再现。对于一般图像而言,暗处的图像往往有更多的图像信息,数码影像领域也有暗处表现这条重要指标,只有提高暗色的对比度,才能使细节图像不丢失,得以表现出来。ACE将图像像素按照亮度分为了黑暗、适中、明亮三个区域,并通过增强明亮区域像素的亮度、降低黑暗区域像素的亮度的方法,达到增强对比度的目的,这与著名图像编辑软件PhotoShop中的色阶调整很类似,比传统的所谓简单的增亮等方法复杂得多,也准确得多。

  经过真像技术调整后,完美的图像信号在经过DCM(Digital Color Mapping,数字色彩映射)后,再将YUV信号转化为RGB信号,就可以通过LCD显示器的屏幕展现出前所未有的真实影像,而显示器作为一台显示设备的“本职工作”,其显示也被发挥到了淋漓尽致的地步。

  复真芯片呈现精彩视界

  真像技术是一个庞大而又完备的图像信号处理系统,这使得通过软件或是普通电路难以承载。由于涉及到很多信号处理方面的东西,软件处理无论在速度还是功能上都不可能,而采用普通电路或者小规模集成电路都会使LCD的体积空前庞大,超过一台CRT也无不可能,因此LG专门设计了一款芯片,还提供强大的信号处理能力,这就是复真芯片—F-Engine。

  在复真芯片内部,密布着无数的电子单元,这些单元统一有序地完成着图像还原复真的一系列工作,并将信号源的信号经过处理后源源不断地提供到显示面板上转化为肉眼可见的真实影像。复真芯片就像LCD的心脏一样,供应富含养分和氧气的血液,使人的肤色充满生机。有了复真芯片,接受信号、显示图像这样死气沉沉的显示器,变得生意盎然。

  作为LG在高端LCD显示器市场上祭出的“杀手锏”,复真芯片带来了LCD显示器家族中最新成员,编号带有“P”的专业显示器,即1730P和1930P。新产品有了更多的技术特性,甚至菜单调节也因为具有复真芯片而开始变得迷人。