第三部分 显示伪像和图像质量
简介
这是深入比较CRT、LCD、等离子和DLP显示技术以分析每个技术的相对强项和弱项的四部分文章系列的第三部分。在第一部分，我们对每个显示技术测量，分析和比较了主要规格，例如黑色电平，色温，峰值亮度，动态范围和显示对比度。点击这个连接以阅读第一部分。在第二部分，我们继续关注了灰度、灰度系数、主要色度和色彩范围以了解它们是如何影响色彩和灰度精确性的。点击这个连接以阅读第二部分。在第三部分，我们将讨论复杂的显示伪像以及它们是如何影响图像质量的。
伪像
在第一部分和第二部分，我们对每个显示器测量了光度和色度。如果在显示器上的所有象素都是按照这种方式工作，那么就没有什么好讨论的了因为图像是由象素组成的。整体将是部分的准确叠加。不幸的是事情并不是这样简单因为在图像或信号源与实际的显示装置之间需要大量的处理。所有的这些处理将会影响和改变每个象素的最终显示，经常降低图像的质量和精确度并经常在图像中引入伪像。伪像是在图像中不属于它的地方显现的独特的特征。不同的显示技术是如何对这些问题产生反应是第三部分的主题。当为了存储和传输而对图像或信号进行编码或压缩时，伪像通常会发生，但是我们将主要考虑由显示器自身引起的伪像。压缩伪像本身就是一个大的课题，我们将只做稍微接触。
首先我们将考虑对强度，象素和信号的模拟与数字的问题。然后我们将检测信号质量和精确度，随后将讨论内在分辨率和图像尺度改变，图像噪声，移动伪像和信号处理。在第三部分的讨论将是影响所有显示技术的广泛问题。仅适用于莫个特定显示技术的许多特别伪像将在第四部分的每个技术的详细评价中讨论。
模拟对数字
对任何显示器的三个基本问题是它产生象素，产生强度和处理输入信号的方式。这些中的每一个都能存在于模拟或数字域中。模拟和数字术语包含了许多范围。通常模拟是指能够具有连续变化值的任何东西，而数字是指具有一套不连续的列举值的东西。模拟是平滑但不精确的，而数字是跳跃但是精确的。在每一个相应部分中，我们将进一步解释和定义这些含义。 大部分人都认为数字自然要比模拟更好些，这是不正确的。每一种方法都有它自己独特的优点和弱点，任何一种都能够产生优异的图像和图片质量，任何一种都可以比另一种优越。实施的细节决定了最终结果的质量和产生的伪像。我们下面将探究这些问题。
模拟对数字强度
显示象素的强度(亮度或照明度)能够被模拟过程或数字过程来控制。每一个显示技术都必须用特别的方法实现它。任何显示器都可以接受模拟和数字信号，但是当它们到达真正的显示设备时，它们必须被转换成为合适的内在模式。
CRT和LCD都是通过设备的模拟电压控制来产生强度刻度。产生的亮度范围是完全光滑的并是无限刻度的。像在第二部分讨论的那样，为了获得需要的灰度系数和灰度，需要进行一些信号处理。如果这都是通过模拟电路来实现的，那么显示器将保留它的纯模拟特性，这意味着它没有强度伪像但易于导致信号和图像质量的退化。
另一方面，等离子和DLP显示器仅有数字的开和关象素状态，因此它们必须通过在这两个状态间快速切换并改变在每一个状态上花费的时间百分比来数字地产生强度刻度。如果切换频率足够的高，眼睛将会对象素的时间平均亮度作出反应。例如，对25%的亮度，四分之一的时间花费在开状态上而四分之三的时间花费在闭状态上。理论上，就像上面的模拟设备一样，产生无限分度的强度刻度是可能的。实际上，切换频率是固定的并且状态是数字控制的，因此只能产生一套分离的强度级别。因此强度刻度不再是光滑的，而是以一系列台阶增加的。在强度中导致的跳跃产生了量化误差因为所有的强度都向上或向下地取得最接近的可获得的数字值。如果台阶是非常精细的，那么眼睛不会注意到中间数值和光滑度的欠缺。如果它们不是很精细，那么尤其是在较低的强度时，在图像上能够看见假的强度和彩色轮廓(是伪像)。由于大多数信号现在都是数字产生的(包括几乎所有的模拟信号)，在大多数图像中都有内在的量化误差。我们在下面将进一步讨论它。在低强度时，开状态的时间是如此之短暂以至于它可能被作为图像噪声而被察觉(参见下面的图像噪声和时间振动)。在大多数消费者设备中，目标是产生256个强度等级(每个主色8比特，总共24比特)。信号处理通常会降低事实上能够获得的等级总数，因此在现实