平板顯示器件視覺贗象研究.pdf

1、在信息時(shí)代，顯示器件作為人機(jī)聯(lián)系和信息展示的窗口，其作用日益顯著；人們對顯示圖像質(zhì)量要求也日益提高。液晶顯示(LCD)和等離子體顯示(PDP)等平板顯示技術(shù)憑借其薄、輕等優(yōu)點(diǎn)，不斷蠶食傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)顯示市場；同時(shí)運(yùn)動(dòng)模糊、動(dòng)態(tài)偽輪廓、大面積閃爍等視覺贗象對其顯示圖像質(zhì)量的影響也日益突出。 論文基于顯示器件發(fā)光機(jī)制和人眼視覺特性，揭示了常見視覺贗象的產(chǎn)生機(jī)制，分析了不同顯示器件視覺贗象表現(xiàn)形式之間的共性和個(gè)性；提出了運(yùn)動(dòng)

2、模糊、動(dòng)態(tài)偽輪廓、大面積閃爍等視覺贗象的定量分析方法，為各種顯示器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和性能測量提供了必要的客觀手段。論文同時(shí)分析了降低甚或避免視覺贗象的思路和具體實(shí)現(xiàn)方法，并著重從整個(gè)視頻系統(tǒng)出發(fā)，提出了消除視覺贗象的根本方法和未來電視技術(shù)的發(fā)展方向之——高保真電視系統(tǒng)。具體內(nèi)容可以概括為以下六個(gè)方面： 1.提出了顯示器件視覺贗象的一種研究方法。顯示器件發(fā)光機(jī)制和人眼視覺特性共同作用形成視覺贗象。論文通過測量顯示屏輸出光信號隨時(shí)間、空

3、間變化規(guī)律，利用計(jì)算機(jī)程序仿真人眼視覺特性，從而模擬出人眼對顯示圖像的實(shí)際感知效果，并用視覺感知實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。與傳統(tǒng)的利用特定設(shè)備(如移動(dòng)相機(jī))直接記錄視覺贗象的方法相比，該方法能夠清晰反映各種贗象背后的本質(zhì)機(jī)制：并具有成本低、靈活性高、易改進(jìn)等特點(diǎn)；而且對具體顯示技術(shù)依賴性小，論文所述方法和結(jié)論大多適用于各種顯示類型，包括有機(jī)電致發(fā)光顯示、場發(fā)射顯示等新型顯示技術(shù)。該方法已被寫入IEC國際標(biāo)準(zhǔn)草案。 2.自主設(shè)計(jì)了一套光電測量系統(tǒng)

4、。系統(tǒng)由可編程視頻信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集、信號校正，以及自動(dòng)控制等基本單元構(gòu)成。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對顯示器件輸出光信號亮度隨時(shí)間變化規(guī)律的快速、準(zhǔn)確測量。在設(shè)定的測試序列條件下，通過像素和基色組合，系統(tǒng)可以得到顯示屏輸出光信號亮度、顏色隨時(shí)間和空間的變化關(guān)系。其在精度、速度等方面滿足論文關(guān)于LCD、PDP等顯示器件視覺贗象研究的要求。 3.提出了平板顯示運(yùn)動(dòng)偽像通用仿真模型。該估算模型可以準(zhǔn)確估計(jì)包括LCD運(yùn)動(dòng)模糊、PDP動(dòng)態(tài)偽輪廓等運(yùn)動(dòng)

5、偽像。基于該模型，論文還根據(jù)不同顯示器件的發(fā)光特性，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的快速算法。該模型具備以下特點(diǎn)：(1)基于可測光信號變化特性；(2)速度快、實(shí)時(shí)性高；(3)與視覺感知實(shí)驗(yàn)結(jié)果相匹配、準(zhǔn)確性高。模型用一幅靜止圖像準(zhǔn)確模擬出人眼對運(yùn)動(dòng)圖像的感知結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)偽像的可記錄性，一定程度上擺脫了過去對主觀視覺感知實(shí)驗(yàn)的依賴，為后續(xù)的客觀分析奠定了基礎(chǔ)。 4.提出了液晶顯示動(dòng)態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)的一種測量計(jì)算方法。論文提出將動(dòng)態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)作為顯

6、示器件運(yùn)動(dòng)模糊的評價(jià)參數(shù)之一，并詳細(xì)討論了其測量、計(jì)算方法和應(yīng)用分析。傳統(tǒng)的評價(jià)方法主要基于兩個(gè)灰度之間跳變的階躍響應(yīng)，適用于簡單圖案顯示。而動(dòng)態(tài)調(diào)制傳遞函數(shù)的計(jì)算基于多灰度序列響應(yīng)，更接近自然動(dòng)態(tài)圖像顯示條件；而且該參數(shù)同傳統(tǒng)光學(xué)傳遞函數(shù)理論一致，易與其它光學(xué)系統(tǒng)兼容。 5.建立了等離子體顯示大面積閃爍估算的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。論文利用測得的光亮信號隨時(shí)間變化與人眼感知閃爍嚴(yán)重程度統(tǒng)計(jì)之間的對應(yīng)關(guān)系，通過回歸分析得到了大面積閃爍程度

7、量化估算的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。結(jié)合閃爍感知相關(guān)的視覺特性研究基礎(chǔ)，論文研究了顯示系統(tǒng)時(shí)間分辨率特性、顯示器件發(fā)光特性與大面積閃爍之間的關(guān)系，以及對動(dòng)態(tài)圖像質(zhì)量的影響。 6.針對現(xiàn)行電視系統(tǒng)無法同時(shí)消除大面積閃爍和運(yùn)動(dòng)偽像這一特點(diǎn)，論文提出了高保真電視系統(tǒng)概念。論文利用信號與系統(tǒng)的基本原理，從理論上分析了顯示器件靜態(tài)、動(dòng)態(tài)清晰度與視頻系統(tǒng)制式、顯示器件輸出光信號規(guī)律之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有電視系統(tǒng)無法同時(shí)從根本上消除大面積閃爍和運(yùn)動(dòng)模糊。所以論