本文简要介绍了影响大屏幕背投显示图像质量的主要因素和一种通用评价方法 |
一、影响图像质量的因素
人对图像质量的感觉是由许多相关因素结合起来决定的,尽管在显示系统中人们最重视的是亮度,但其他因素至少也严重影响着人们对图像的感觉。这些因素有对比度,它决定了系统的动态范围;分辨率,它决定了系统显示细节的能力。
1、对比度
对比度是经常被强调的,因为它对图像质量影响很大。低的对比度意味着系统低的黑电平水平,这意味着没有能力显示“暗”及“黑”,你看到的是像洗过一样的图像或者在图像上比较暗的部位看不清细节。
2、分辨率
分辨率是指数字系统中水平和垂直的像素,像素越多,意味着图像有更多的细节,这也可称之为图像的空间频率,细节部位具有更高的空间频率。
3、亮度
亮度、对比度、分辨率交互影响图像的质量。人看清细节的能力主要受亮度和对比度影响。
因此要获得最好的图像质量感觉,最高的显示分辨率、最高的亮度是不必要的。亮度吸引人的注意,对比度成为表现信息的最主要指标。
4、调制函数(MTF)
亮度和对比度都影响图像的质量,但要分别测量他们的贡献是很困难的。亮度和对比度必须成为整个空间频率中整体特性,这样不同系统之间才可以进行比较。
对比度经常被定义成系统产生的最亮的白场和最黑的暗场之间的比值(IMAX/IMIN)。这里IMAX和IMAX都是屏幕亮度的值,单位每平方英尺辐特朗伯或坎德拉。这种简单的定义问题是不能表达与空间频率的关系,对比度与空间频率的关系定义为调制函数(MTF)。
MTF类似于电子系统的频率响应,各独立光学元件-例如镜头、图像器件等的MTFS乘在一起就是整个系统的MTF。随着空间频率的增加,MTF在减少,这是由图像器件和光学元件中的细小的畸变引起的,图像器件的全部像素确定了最高分辨率点。
5、对比度阈值函数
MTF不仅与图像系统的对比度限制有关,而且还与人的视觉觉有关。我们分辨低对比度模式与其空间频率有关,测量能够分分辨图像需要的最小对比度称为对比度阈值函数(CTF)。每个人都有不同的CTF曲线。
如图,在此图中,空间频率从左到右增加,从上端0%对比度以1%为单位变化到下端100%对比度。如果人眼对对比度的感觉是与频率无关的,那么中间的两个条形的高度就应是相同的高度,然而,中间的条形的高度高一些。显而易见的是峰值位置的变化如同一个人靠近和远离图像,这表明表现出的倒U形包络与图像本身无关,而是与人的视觉系统有关。
当将MTF与CTF两条曲线画在一起时,图像系统MTF与人眼系统的CTF结合在一起就决定了最高的有用的分辨率。在一定的空间频率时,图像系统的对比度特性将减少到人眼能分辨的某个数值,这个交叉点决定了最高的能察觉的分辨率。
两条曲线之间的区域称之为调制函数区域(MTFA),这表达了能被观察者认知的范围,最大化这个区域,图像的质量就最大化了。
6、高亮度与高对比度对图像质量的影响
利用MTFA的概念,很容易理解亮度与对比度对图像质量的影响。图像的平均亮度影响CTF的位置,暗的图像将向左移动CTF曲线,换句话说,如果图像有较低的平均亮度,那么在给定频率的情况下,对对比度的要求就变高,结果就是MTFA较小。
对比度影响MTFA的方式不同,如果将显示系统的峰值亮度特性变为增加对比度特性,图上出现两同时存在的效应,在下面的例子中,假设小的IMAX(降低亮度)和更小IMIN来获得大的IMAX/IMIN(增加对比度)。
<
广告