杜比新技术让LCD TV展现‘纯黑’魅力

就在光碟(CD)最初问世之际，一位记者曾经评论道：CD在音质方面最受瞩目之处就是静音水准高。在音符之间，CD不会传送嘶嘶声，完全没有噪音。

最近一次与此类似的情形是杜比实验室(Dolby Laboratories)所展示的一款液晶电视(LCD TV)原型。对这位记者来说，该产品最令人讚歎之处就在于该液晶显示器萤幕趋近于纯黑的表现。

杜比实验室日前在其纽约办事处展出了一款与义大利高阶家庭剧院製造商SIM2 Multimedia公司共同开发的原型产品，它採用了46吋LCD面板与1,838颗LED的背光模组，以全面彰显其高动态范围(HDR)技术潜力。

然而，Dolby/SIM2的原型产品并非第一次把LED应用在LCD TV背光中。三星(Samsung)公司从很久以前就开始推出採用LED背光模组(BLU)的LCD TV──这是一种与杜比实验室全然不同的技术。Insight Media公司总裁Chris Chinnock表示，儘管人们对于LED BLU的兴趣仍在成长，但估计LED BLU在2008年时的电视市场佔有率只有1-2%。

以杜比的HDR技术与市面上基于LED BLU的液晶电视进行比较后，Chinnock说：“杜比的技术可以针对个别的LED进行局部调光，这已远高于其它公司所能达到的水准。另外，局部调光演算法的细节更加複杂，且亮度水准也高得多。”总而言之，他认为“这是一种非常强而有力的局部调光技术。”

在该次展示中，SIM2可在PC上执行杜比实验室的专有影像处理演算法，以调节背光和LCD晶体；而预期SIM2在下一次的修订时将整合赛灵思(Xilinx)公司的Virtex-4 SX FPGA晶片来处理这个HDR演算法。

相较于对比度被限制在450～650cd/m2的传统液晶显示器而言，杜比实验室声称 该SIM2原型产品的面板亮度超过4,000cd/m2。

电子产业现已体认到LCD存在着动态模煳和色彩再现效果差等缺点。杜比实验室的影像技术业务线总监Bharath Rajagopalan指出，对比度是LCD TV的致命弱点。“黑色不像是黑色。动态范围偏小使得色彩的真实感严重扭曲，”他说。

HDR技术是杜比实验室针对该问题的解决方桉，它採用了‘局部调光’(local dimming)技术，能使LCD TV电视达到更佳对比度与亮度。

儘管杜比实验室早在今年初的国际消费电子展(CES)上即发佈其HDR技术，但此次在纽约展示出其採用了许多均可局部控制的LED以用于LCD背光，才真正让人亲眼目睹该技术的高阶品质。

再者，SIM2使用了杜比实验室专有的HDR‘双重调节’演算法，可在调节LCD晶体的同时，也为其背光照明进行局部调整。

Dolby/SIM2双方合作的最终结果是使得黑色的视讯影像表现得更黑，而更细緻的亮度控制则提供了更高的照明强度，以及像增加底片深度般地提供更多‘中调’(midtones)。

这次Dobly/SIM2的原型LCD展示中还包括一些影像，例如在暗黑的背景上浮现逼真的百合花；夜幕低垂的东京街道上一阵亮得令人眩目的车灯(取自电影《玩命关头：东京甩尾》的一个汽车追逐画面)；以及在漆黑的天际慢慢出现多块隐约呈现的灰云。

局部调光

目前的LCD萤幕由于无法完全隔绝背光照明，因而即使处在‘关机’状态下，其萤幕也不是纯黑色的。

通常解决此一问题的方法是‘全域调光’(global dimming)──将大部份阴暗影像的整个背光调暗，而将大部明亮影像的背光调亮。但因为大多数的影像多为平均亮度，使得全域调光对于影像品质和静态对比度的改善助益不大。

另一方面，杜比实验室的方桉则採用了“局部调光”。

“局部调光包含两项要素，”Rajagopalan解释道。首先，不同于大多数LCD萤幕以冷阴极管(CCFL)作为背光，而只能调节整个LCD亮度的作法，局部调光使用了可局部调节的LED等固态光源。其次，局部调光使用了杜比实验室所开发的专利演算法，可在空间和时间两个层次上进行影像处理，Rajagopalan说。

杜比公司表示，我们可以把背光分成若干个电力区间，每个区间可根据对应部份的影像亮度各自独立地加以改变。背光可各自独立调节的区间数越多，整体的对比度就越好。SIM2公司的LCD原型使用了1,838个LED灯，所达到的对比度和亮度是其它产品所无法比拟的。

杜比进入消费视讯领域？

杜比实验室一直以来最知名的成就是杜比数位(Dolby Digital)音讯技术，该技术普遍地使用在目前的每台数位电视和DVD播放器中。而今，杜比该实验室将凭藉着HDR技术强力进军消费视讯市场。

Rajagopalan坚称杜比并非视讯业务领域的新进者。在1965年杜比实验室成立以前，该公司创办人Ray Dolby在1950年代曾于Ampex公司从事视讯领域的工作。“他对视讯怀抱者满腔热情，”Rajagopalan说。

在专业的视讯市场上，杜比在数位电影方面已经非常活跃。“我们正为数位电影院设计和製造伺服器，”他说。“我们已经开发了3D电影技术。”

然而，杜比的HDR技术并不是该公司的内部自有发明。一年以前，杜比公司收购了加拿大Bright-Side公司并取得了HDR技术，当时，HDR是BrightSide公司尚处于开发阶段的成像技术。

Rajagopalan说，即使有了HDR技术，杜比的基本授权业务模式也不会改变。如同杜比的音讯技术一样，HDR技术也将授权给OEM。“我们将不会介入製造或销售液晶电视的业务，”他说。

LED製造商受益

目前尚不明确的问题是──採用HDR技术的LCD成本如何。“这将取决于许多因素，如萤幕尺寸、LCD背光所使用的LED数目、每台LCD TV型号的成本目标与功耗，”Rajagopalan说。

尽管使用更多的LED灯可使得LCD TV中背光达到更高的对比度(如同SIM2的LCD TV原型中展示的一样)，但LED的成本变化范围很大，每只从15美分到3～4美元不等，他说。

鉴于近年来LED市场正不断成长，杜比实验室因而满怀信心地相信，LED的技术改进和成本降低将提升人们对于HDR的兴趣。事实上，如果一家大型OEM决定生产基于HDR技术的LCD TV，而由于每台电视面板将使用多达1,000颗LED灯，那麽LED製造商将可以轻易地改变目前的成本/数量等式。

杜比实验室的Rajagopalan提到，杜比目前已经与多家LED供应商进行洽谈，其中包括三家一线的LED製造商：日本的日亚化学(Nichia)、德国的欧司朗(Osram)和美国加州的Philips Lumileds公司。

除了授权之外，杜比将为OEM提供与HDR相关的专门技术，Rajagopalan说。此外，SIM2公司也将为採用HDR技术的LCD TV提供相关参考设计。根据预测，採用HDR技术的消费用LCD TV最终将使用ASIC而非FPGA来执行HDR演算法。然而，杜比并未透露任何其消费晶片伙伴细节。[!--empirenews.page--]

图1：杜比的局部调光处理技术：透过对单独的LED或一组LED进行调节来改进静态和动态对比度

图2：液晶显示器性能比较：杜比的HDR技术有选择地提高影像中高亮度区域的背景照明。