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数字视频图像显示器测量方法(上)

2008-02-25 徐康星 依马狮广电资讯网


  此期测试测量栏目我们将介绍一些有关标准清晰度、高清晰度平板显示器的测量条件和测量方法。

1.有关术语和定义
  1)响应时间 response time
  显示器各像素点在激励信号作用下,亮度由暗变亮和由亮变暗的响应过程,响应时间等于上升时间和下降时间之和。其中包括:“灰阶响应时间”——任意两灰度级间变化的响应时间。部分产品指标(如:JVC)的“响应时间”是按“灰阶响应时间”定义的。

  2)上升时间  rise time
  显示器各像素点在激励信号作用下,图像亮度从10%上升到90%所需的时间。

  3)下降时间  fall time
  显示器各像素点在激励信号作用下,图像亮度从90%下降到10%所需的时间。

  4) 残留影像  residual image
  显示器长时间显示静止画面时,该画面消失后显示器仍留有残余影像的现象。

  5)拖尾  smearing
  显示运动图像时,运动物体在背景上或背景在运动物体上留下残影的现象称为拖尾,用拖尾时间表示。

  6)拖尾时间  smearing time
  拖尾时间包含亮拖尾时间和暗拖尾时间。运动物体亮度比背景亮度高的场合下的拖尾时间称为亮拖尾时间,运动物体亮度比背景亮度低的场合下的拖尾时间称为暗拖尾时间。拖尾时间系指运动物体在运动方向上所显示的长度与实际的长度之差再与其运动速度之比。
  
2.测量的一般要求
  测试场地:测量应在不受来自外界电磁场干扰的室内进行。如果干扰可影响测量结果,测量应在屏蔽室内进行。测量亮度、色度时应在暗室中进行,杂散光照度≤ 1 lx 。
  
3.测试信号
  标准清晰度信号符合GB/T 14857-1993的规定,高清晰度测试信号符合GY/T 155-2000的规定。

  从消隐电平开始测量图像信号的幅度,并以基准白电平幅度的百分数来表示。黑电平与消隐电平相同。  
  1)复合测试图
  2)彩条信号
  3)全白场和全黑场信号
  4)极限八灰度等级信号

  极限八灰度等级信号是一个亮度信号,它是在50%的灰色背景上产生两排灰度等级如图1所示。全黑场电平=0%,全白场电平=100%,第一排灰度为:0%、5%、10%、15%;第二排灰度为:85%、90%、95%、100%,每个灰度矩形占满屏面积的5%,并且具有与整个显示图像一致的幅型比。该信号用来调整显示器的标准状态。
      

数字视频图像显示器测量方法(上)

  5)白窗口信号
  白窗口信号是一个亮度信号,它是在黑色背景上形成一个白色窗口信号,如图2所示。窗口的宽度是图像高度的1/2,窗口信号的幅度从10%~100%可变。

数字视频图像显示器测量方法(上)

  6)黑窗口信号
  黑窗口信号是一个亮度信号,它是在白色背景上形成一个黑色窗口信号,如图3所示。窗口的宽度是图像高度的1/2。

数字视频图像显示器测量方法(上)

  7)黑白窗口信号
  黑白窗口信号是一个亮度信号,它可在50%和40%的灰色背景上产生一个白色的矩形窗口和四个黑色矩形窗口,如图4和5所示,白窗口的尺寸分别是图像高度的2/15(HDTV)和1/6(SDTV)。

数字视频图像显示器测量方法(上)

数字视频图像显示器测量方法(上)

  8)棋盘格信号
  棋盘格信号是一个亮度信号,图像由5×5矩形组成,单个矩形的尺寸分别为图像的宽度1/5及高度1/5,矩形框信号幅度分别为100%及0%如图10(9.3.8)所示。

数字视频图像显示器测量方法(上)

  
4.测试仪器
  1) 视频测试信号发生器
  视频测试信号发生器应能产生如9.3节所示的测试信号,其形式为显示器所采用的Y、PB、PR分量信号或R、G、B基色信号。

  2) 亮度计和色度计
  亮度计测量屏幕上小面积的亮度,其范围至少满足0.2cd/m2~2000cd/m2。

  色度计应能够在亮度低于2cd/m2时,测量屏幕上小面积色度坐标(x,y)或(,)。推荐采用分光型色度计。
  
5.测量准备条件
  1)显示器标准工作状态的调整
  A.图像对比度和亮度:输入极限八灰度等级信号,改变对比度和亮度控制器位置,调整到极限八灰度等级信号能够清晰分辨的极限状态。
  此时对比度、亮度的位置分别定义为“正常对比度位置”和“正常亮度位置”。

  B.色温:将显示器色温置于出厂位置,如果没有预置的位置设置,应调整到最佳图像质量。

  C.图像(质量增强)控制或开关:将显示器控制开关置于出厂位置,如果没有预置的位置设置,将其调整到关闭状态。

  D.彩色(饱和度)和色调控制:将显示器控制器置于出厂位置,如果没有预置的位置设置,将其调到中心位置。
  
  2)测量位置
  光学测试仪器设备的光轴应与显示屏中心区域正交垂直,测试距离为3倍(HDTV)、4倍(SDTV)显示器屏幕高度,如图7
                            

数字视频图像显示器测量方法(上)

  (3)显示格式
  可分为两种格式分别描述
  A.支持图像的显示格式如表1所示。

  表1支持图像的显示格式

数字视频图像显示器测量方法(上)

6.测量
  主要是图像显示特性的测量
  (1)亮度
  A.测量条件
  视频测试信号:白场信号(全场白)用于“有用平均亮度”的测量
  白窗口用于“有用峰值亮度”的测量

  B.测量步骤
  将显示器调整到规定的标准工作状态。
  a) 有用平均亮度: 将全白场信号输入到显示器,用亮度计测量图14 (9.6.1)所规定的P0点上的亮度值。
  b) 有用峰值亮度: 将白窗口信号输入到显示器,用亮度计测量图14 (9.6.1)所规定的P0点上的亮度值。
      
  C.结果表示
  测量结果用cd/m2表示。
     
  (2)对比度
  A.测量条件
  视频测试信号:黑白窗口信号。图8 (9.3.7. 1) HDTV 黑白窗口信号或图9(9.3.7. 2)  SDTV黑白窗口信号

  B.测量步骤
  将显示器调整到规定的标准工作状态。
  a) 将黑白窗口信号输入到显示器,分别测量L0,L1,L2,L3和L4的亮度值,参见图13(9.6.2)。如果在这些位置上不能测量黑色窗口亮度,应调节亮度控制器,在黑色窗口上测得仪器可测量的最低亮度,并在测量结果中注明。

  b) 用下式计算对比度Cr:             
  对比度:Cr=L0/Lbw ............(1)
  式中:Lbw为L1,L2,L3,L4的平均值。                                                          &

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