B1a1405d57421e9ea65681aaeb9266161cc2cb42 【編按】終於來到鳥專欄談LCD TV動態影像模糊問題的最後一篇。在第一篇中,Bird談過人眼的動態影像視覺原理和LCD、CRT的顯示原理差別;第二篇解釋LCD如何使用各種技巧變出黑畫面,讓大腦有想像空間能拼出動態影像。這篇,Bird會揭開目前LCD TV如何透過演算技術「預測」動態畫面中原本不存在的場景,以及目前技術上的限制。

ME/MC 運動估計/運動補償

這是目前在LCD上降低運動模糊最猛的方法,直接介入人的視覺動態補償。它的觀念很簡單,就是分析兩張要顯示在LCD上的影像,並用計算的方式,算出這兩張影像的中間狀態,並把這張中間狀態的影像插在兩張原始影像間顯示。只要插入的中間影像符合人腦的視覺動態補償,它就能有效降低運動模糊,同時又不損失亮度。

不過,中間影像的計算可不是加起來除以二這麼簡單,它牽涉到極為複雜的影像處理以及大量的計算。它的計算基礎稱之為 ME(Motion Estimation),就是所謂的運動估計。ME演算法會找出畫面上所有會動的東西,並且利用兩張畫面之間的差異,計算出物體在畫面上運動的路徑。而接下來的就交給 MC(Motion Compensation),以運動補償演算法算出物體移動的中間狀態,產生出中間畫面。


▲ME/MC原理:最簡單的例子。

ME/MC的限制

ME/MC會遇到各式各樣不同的畫面或場景,有很單純的,也有很複雜的。比較簡單的狀況像是有個球要從A移動到B,ME/MC就會在從A到B的直線路徑上一半的地方,把那個球畫出來。但一般來說,你看電視的時候很少會看到畫面上只有一個球在跑來跑去吧?畫面上會動的東西何其多,而且有的左右跑,有的上下跑,有的斜著跑,有的還會轉彎,要一一估計這些物體的移動並且正確地補償相當困難,更不要說這些東西在移動時還可能會交錯而過了。


▲ME/MC原理:較難的例子。


▲ME/MC原理:可能會算錯的例子。

這幾年因應LCD電視的需求,有越來越多的研究投入在ME/MC的領域上,但目前仍然沒有非常令人滿意的演算法出現。各家做電視或是做IC的,都有各自的ME/MC祕技,但誰都無法保證不會算錯。ME/MC演算法在某些特定的場景會計算出帶有錯誤的中間畫面,而當這樣的中間畫面被插入到顯示的序列中時,就會造成觀賞者的不適。常見的ME/MC錯誤就是有東西在複雜的背景前移動時,由於ME/MC無法完美地分離主體與背景,而將主體附近的背景當做主體的一部份,因此造成主體在移動時,會破壞主體附近的背景。

除了會算錯以外,ME/MC造成的另一個問題是,它會讓電影看起來不像電影。電影是以24P的格式攝製,它每秒鐘會有24張完整的影像。而我們一般看的電視,則多半是以60i的格式攝製,它每秒會有60張垂直解析度只有一半的「場」,兩個場合成一具有完整垂直解析度的畫面。每秒60張和每秒24張在畫面的流暢性上有很大的差異,而我們其實已經習慣這樣的差異。很多使用電視攝影機攝製的偶像劇,為了要讓畫面看起來有電影的效果,甚至還會做減格處理,讓畫面看起來沒那麼流暢。但經過ME/MC處理後的電影,看起來會假假的,像在看電視劇一樣。

問題丟回給你,你自己決定要不要ME/MC

現階段的ME/MC的演算法存在諸多問題,畫面的流暢度和正確性很難兩者兼得,通常有其中一項的話,另一項就會搞砸。因此大部份的LCD電視製造商,都把這個困難的決定留給使用者:將ME/MC的設定列為可以自行調整的選項,讓你可以自己選擇要看比較流暢的畫面,還是比較正確的畫面,甚至可以讓你完全關掉ME/MC。如果連做電視的無法保證ME/MC算出來的結果就是使用者想要的,而寧願保留將ME/MC關閉的選項,那這個功能真的不能算是解決LCD動態模糊的好方法。

所以,我們真的需要 120Hz、甚至240Hz的液晶電視嗎?閃背光、插黑的機種可以考慮,但在ME/MC演算法真正成熟前,ME/MC的機種還是讓它們留在賣場的展示架上就好了。

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大家的回應

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1.  路人參 (發表於 2009年7月25日 01:43)
Bird的結論還真的有點出乎意料,雖然有點令人不安,但是似乎是說了真話。

我是JVC 37X977的用戶,當初看上這台有一大部分原因是因為那橫向120Hz倍速的功能說......雖然當時我也看不太出來到底120Hz好在哪裡......不過我還找不到可以關掉此功能的地方......也許這是個good sign吧!

唉~~想當初應該買Hitachi的L37-XR01了~~
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2.  david1539 (發表於 2009年7月26日 18:22)
請問bird,pdp有號稱600H z的,是否也有類似問題
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3.  wellss (發表於 2009年7月27日 17:39)
ME/MC 這個技術成本高、研發曠日費時。
單純補黑畫面反而較不會造成 ''資源" 的浪費...
因為我們的眼睛天生就具備這種能力不是嗎?
再去費事的產生出來就等於讓它英雄無用武之地。
天生的好處總是有好的一面。

120Hz 若成為主流的話,那往後要看立體電影、立體遊戲,不需要花很貴
的成本和機器費用,就能夠平民化在家中享用。
因為目前的 NVIDIA GeForce 3D VISION 就是需要這麼高頻率的螢幕 = = +
3D VISION 參考連結:http://www.oc.com.tw/article/0901/readarticle.asp?id=6677
9706520bf2b01e12eb62765029ee4a42?size=48&default=wavatar
6.  香草 (發表於 2012年1月31日 10:44)
請問結論是是60Hz就夠了,而是結論中提到的ME/MC的運算演算法,才是導致MOD中的運動節目模糊的原因嗎?

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