用赛灵思Spartan-6控制液晶电视短时间内不爆灯

王浩然

LED背光液晶电视因其节能、时尚和更好的视频效果而受到消费者的青睐，已成为在售的主流平板电视。然而，由于LED液晶电视在短时间内爆发的原因，使得 该技术并不成熟，市场的增长与技术的改进正在同步进行，特别是LED背光控制技术，现在仍没有一统天下的方案，芯片厂商、电视机厂商都在努力使出自己的杀 手锏，方案之间的差异非常大。同样都是LED背光的液晶电视，当采用了更好的动态背光技术时能耗能下降50%以上，而图像也能达到更高的动态与静态对比 度。从目前主流的液晶电视芯片厂商如MTK、MStar、Trident（NXP）、卓然等来看，还没有集成高效动态背光技术的SoC出现，即使有也仅是 集成了基本的背光控制功能。所以，目前现行的中高端LED液晶产品中均是主芯片配一块独立的LED背光控制芯片，而这块独立的背光控制芯片多数是在 FPGA平台上搭建的，由于各家的设计不同，所实现的效果也相差甚远。
上海易维视科技有限公司常务副总经理龚晶指出：“动态背光控制技术，尤其是局部背光控制技术，在功耗、对比度和图像质量之间存在协调的矛盾，需要优秀的背 光控制算法才能解决。现有的大部分背光控制方案不能有效解决动态背光面临的难题。”他对目前市场上的几种背光技术进行了分析，指出目前市场上的背光技术方 案存在的主要问题有：1)只调整背光，不补偿图像，从而导致显示的图像质量很差，场景暗；其次，因为不补偿图像，不能大幅降低背光亮度，节能和改善对比度 的程度有限。2)侧重于简单的全局背光控制，不做局部背光控制，导致LED液晶电视性能改进有限。3)调整背光同时补偿图像，但产生许多图像赝像，如丢失 细节、过亮闪烁、亮度不均匀等。不过，总体上来说，第三种方案节能与对比度优于上述两种情况。
“针对目前的现状，易维视公司研发的动态背光液晶显示控制方案就是努力要解决上述问题，达到大幅降低功耗、改进对比度和无图像赝像的动态背光控制目标。” 龚晶说道。虽然成立不到一年，但是该公司的主要技术负责人来自著名电视芯片厂商，拥有在视频处理方面的诸多专利技术。目前公司在视频方面拥有的专利技术包 括背光控制、运动估计和运动补偿、视频信号的二维转三维、图像的超解析等。
易维视公司的控制芯片基于Xilinx的Spartan-6  LX16平台，采用了专有的基于内容的局部背光检测算法，可有效避免动态背光控制导致的图像质量问题比如细节丢失、帧间闪烁、光晕等。据他表示，该方案的 最大静态对比度≥1,000,000:1，动态对比度≥10,000,000:1，可实现平均功耗/最大亮度功耗≤30-40%，也就是大幅降低LED液 晶屏功耗60-70%。“根据我们的评测，使用易维视公司的动态背光液晶显示控制芯片，55吋液晶屏在330cd/m2的条件下，使用一般电影节目源，可 将背光平均功耗降低到78瓦以下，满足美国最新的能源之星5.0标准。”龚晶称。该方案支持分区数目可达3000个，能满足LED液晶屏现在与未来发展的 需求。相比一些竞争对手方案的分区数目有几十倍到上百倍提升。此外，由于采用性价比优良的Spartan-6  LX16，他们可以将背光控制芯片的批量生产成本控制在10美元以下。
去年哥本哈根会议后，世界各国都确定了低碳经济的绿色发展道路，对于电视机节能减排的重视也到了前所未有的程度。2009年，美国环保局(EPA)出台了 新版4.0和5.0版电视机能源之星能效规范。其中4.0版要求已于今年5月1日生效，5.0版要求在2012年5月1日生效。按照此标准的要求，液晶电 视的能耗两年内必须降低60%以上，如按标准55英寸的LED液晶电视，其平均能耗要从260W降到108W  。而我国的《平板电视能效限定值及能效等级》标准也将在今年正式出台，“届时，20%左右的平板电视将被淘汰，符合标准的产品将得到财政补贴。因此，作为 液晶电视的关键技术的背光显示控制技术将向着更加节能、图像质量效果更佳的方向发展。”龚晶指出。
易维视公司的动态背光液晶显示控制芯片的技术方案流程图：