CN103024436B - 一种评价与测量立体显示装置串扰的方法 - Google Patents

一种评价与测量立体显示装置串扰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,包括采用串扰率定义和采用受扰度定义两种方法。采用串扰率定义的方法包括:以左眼通道图像作为受串方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的串扰率,并将各测试点串扰率的加权平均值作为总的串扰率;以右眼通道图像为受串方,采用同样方法计算左眼通道图像对右眼通道图像的总串扰率。采用受扰度定义的方法与采用串扰率定义的方法相同,均设定了测量区域亮度,且均通过加权平均值的方法得到测量结果。本发明引入权重因子,对不同灰度差图像所引起的串扰加权平均,更符合人眼的实际观察结果。

Description

一种评价与测量立体显示装置串扰的方法
技术领域
本发明涉及立体显示技术领域,特别是涉及一种评价与测量立体显示装置串扰的方法。
背景技术
目前国内外各大品牌电视都具备立体显示功能,但是立体显示技术属于新型科技,其技术发展和研究还不成熟,存在许多问题,其中串扰对于立体显示效果影响极大。对立体显示串扰做出准确的测量与评价,有助于立体显示技术改进与整机质量的提升。
现有对于立体显示串扰测量与评价,如现有的国际上的测量标准IEC2009 3D display device-Part x-x:Optical measuring methods for stereoscopicdisplays using glasses(符合IEC 2009 3D显示设备第XX部分:光学测量立体眼镜显示器使用方法)等,仅得到了不同灰阶下亮度串扰率,而并不能得到整机总体串扰性能结果,并且对于显示模式和类型的立体显示器,测量得到结果的一致性和同人眼感受的复合性偏差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,用于解决现有技术不能得到整机总体串扰性能结果、测量结果不理想等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
本发明首先提出串扰率和受扰度定义:串扰率是描述由于左右图像(或不同视图)不能完整地区分而导致互相干扰程度的物理量,等于受串方亮度变化量与引起此亮度变化的施串方亮度变化量之百分比;受扰度等于受扰方亮度变化量在施扰、受扰信号交换的条件下受扰方应有亮度变化量之百分比。
根据串扰率及受扰度定义,本发明的技术方案如下:
一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,包括:
步骤1:在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域;
步骤2:以左眼通道图像作为受串方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的串扰率,引入权重因子,并将各测试点串扰率的加权平均值作为总的串扰率;
步骤3,以右眼通道图像作为受串方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的各测试点的串扰率,引入权重因子,并将各测试点串扰率的加权平均值作为总的串扰率。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述步骤2及所述步骤3中:g、g1和g2的取值范围在立体显示装置显示的2n灰度级中选择,其中n为图像像素数据比特数量,且g1≠g2。
进一步,所述步骤2具体包括:
步骤21,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值分别为Ll(g,g2)和Ll(g,g1)
步骤22,透过立体眼镜右镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值分别为Lr(g,g2)和Lr(g,g1)
步骤23,计算右眼通道图像对左眼通道图像的串扰率,计算公式为 C rtol ( g , ( g 1 , g 2 ) ) = | L l ( g , g 2 ) - L l ( g , g 1 ) L r ( g , g 2 ) - L r ( g , g 1 ) | ;
步骤24,根据设定g、g1和g2及计算出的串扰率,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2))
步骤25:改变g、g1和g2,重复步骤21至步骤24,计算出所有状态下右眼通道图像对左眼通道图像的串扰率,并计算所有串扰率加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体串扰率,该串扰率的计算公式为 C rtol = Σ ( C rtol ( g , ( g 1 , g 2 ) ) × Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) ) Σ Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) .
进一步,所述步骤3包括:
步骤31,透过立体眼镜右镜分别测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g2,g)和Lr(g1,g)
步骤32,透过立体眼镜左镜分别测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g2,g)和Ll(g1,g)
步骤32,计算左眼通道图像对右眼通道图像的串扰率,计算公式为 C rtol ( g , ( g 1 , g 2 ) ) = | L r ( g 2 , g ) - L r ( g 1 , g ) L l ( g 2 , g ) - L l ( g 1 , g ) | ;
步骤33,根据设定g、g1、g2及计算出的串扰率,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2))
步骤34.:改变g、g1和g2,重复步骤31至步骤33,计算出所有状态下左眼通道图像对右眼通道图像的串扰率,并计算所有串扰率加权平均值作为该显示装置左眼通道图像对右眼通道图像的总体串扰率,计算公式为 C ltol = Σ ( C ltol ( g , ( g 1 , g 2 ) ) × Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) ) Σ Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) .
进一步,所述权重因子Q(g,(g1,g2))的计算公式为其中GLg1、GLg2分别为g1、g2对应的归一化亮度;MLg为g所在灰阶分区的中心归一化亮度。
本技术方案还包括一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,其包括:
步骤A:在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域;
步骤B:以左眼通道图像作为受扰方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度;
步骤C,以右眼通道图像作为受扰方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,所述步骤B及所述步骤C中:g、g1和g2的取值范围在立体显示装置显示的2n灰度级中选择,其中n为图像像素数据比特数量,且g1≠g2。
进一步,所述步骤B具体包括:
步骤B1,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g,g2)、Ll(g,g1)
步骤B2,交换左眼通道图像和右眼通道图像,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g2,g)和Ll(g1,g)
步骤B3,计算左眼受扰度 C lg · etr ( g , ( g 1 , g 2 ) ) = | L l ( g , g 2 ) - L l ( g , g 1 ) L l ( g 2 , g ) - L l ( g 1 , g ) | ;
步骤B4,根据设定g、g1和g2及计算出的受扰度,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2))
步骤B5:改变g、g1和g2,重复步骤B1至步骤B4,计算出所有状态下右眼通道图像对左眼通道图像的受扰度,并计算所有受扰度加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体受扰度,该受扰度的计算公式为 C lgetr = Σ ( C lg etr ( g , ( g 1 , g 2 ) ) × Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) ) Σ Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) .
进一步,所述步骤C具体包括:
步骤C1,透过立体眼镜右镜测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g2,g)和Lr(g1,g)
步骤C2,交换右眼通道图像和左眼通道图像,透过立体眼镜右镜测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g,g2)和Lr(g,g1)
步骤C3,计算右眼受扰度 C rg · etl ( g , ( g 1 , g 2 ) ) = | L r ( g 2 , g ) - L r ( g 1 , g ) L r ( g , g 2 ) - L r ( g , g 1 ) | ;
步骤C4,根据设定g、g1和g2及计算出的受扰度,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2))
步骤C5:改变g、g1和g2,重复步骤C1至步骤C4,计算出所有状态下左眼通道图像对右眼通道图像的受扰度,并计算所有受扰度加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体受扰度,该受扰度的计算公式为 C rgetl = Σ ( C rgetl ( g , ( g 1 , g 2 ) ) × Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) ) Σ Q ( g , ( g 1 , g 2 ) ) .
进一步,所述权重因子Q(g,(g1,g2))的计算公式为其中GLg1、GLg2分别为g1、g2对应的归一化亮度;MLg为g所在灰阶分区的中心归一化亮度。
可知,采用受扰度评价与测量立体显示装置串扰的方法与采用串扰率的方法相比,均按相同方法设定了左、右眼通道图像的两个测量区域的亮度,且均引入了相同的权重因子,以加权平均值作为最终的测量结果。对不同灰度差图像所引起的串扰加权平均,使测量结果更为准确。
本发明的有益效果是:串扰率定义、受扰度定义及相应的计算公式更适用于整机性能的测量;引入权重因子,对不同灰度差图像所引起的串扰加权平均,更符合人眼的实际观察结果,有助于厂家技术改进;可推广到多视点立体显示的串扰测量。
附图说明
图1为本发明采用串扰率对立体显示装置进行评价与测量的流程示意图;
图2为本发明左眼作为受串方进行测量时区域亮度值示意;
图3为本发明右眼作为受串方进行测量时区域亮度值示意;
图4为本发明采用受扰度对立体显示装置进行评价与测量的流程示意图图;
图5为本发明实施例一右串左测量的SBS示意图;
图6为本发明实施例一左串右测量的SBS示意图;
图7为本发明实施例测量窗口位置安排示意图(以右串左为例);
图8为本发明实施例测量窗口灰阶安排示意图(以右串左为例);
图9为本发明实施例二的单测试图测试法示意图;
图10为本发明9视点立体显示串扰测试第0号视点测试示意图;
图11为本发明9视点立体显示串扰测试第8号视点测试示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
按时间顺序切换的LCD、PDP等3D系统,受响应速度的影响,前一个信号的激励进程会影响后续信号的激励效果,于是产生了机理上与漏光完全不同的另类串扰,且串扰性能可能随不同激励信号而变。原则上说,对此类3D显示,只有测得了所有激励状态下的串扰率才算全面掌握其串扰性能。对于量化精度8比特的图像,g可取0到255共256种状态,g1≠g2条件下边界两侧的灰阶组合则有256×255/2种,总计有256×256×255/2=8355840种不同状态的串扰率。
在全面测量串扰率时,为了简化测量操作,先在左右激励信号取各种灰阶条件下集中测量亮度(共计2562次测量操作),然后从中选取需要的3个代入公式,集中计算得出相应的串扰率值。这种简化测量操作的策略称为灰阶到灰阶(简称G2G)测量。即使如此,测量操作仍然过于繁琐,工程上常作降阶处理。若降为N阶,则不同状态的串扰率值的总数降为N×N×(N-1)/2,所需亮度测量操作为N2次。即使做了降阶,并按G2G的操作进行测量,其测量及计算的工作量仍然很大。
因此,在上述基础上,本实施例一给出了两种评价与测量立体显示装置串扰的方法,
如图1所示,第一种方法是基于串扰率定义进行的,具体包括:
步骤1:在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域。
步骤2:如图2所示,以左眼通道图像作为受串方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的串扰率,引入权重因子,并将串扰率的加权平均值作为串扰率;
步骤3:如图3所示,以右眼通道图像作为受串方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的串扰率,引入权重因子,并将串扰率的加权平均值作为串扰率。
如图4所示,第二种方法是基于受扰度定义进行的,具体包括:
步骤A:在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域;
步骤B:以左眼通道图像作为受扰方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度;
步骤C,以右眼通道图像作为受扰方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度。
下面将上述两种方法结合在一起,进行具体的测量和计算。
图5及图6为本实施例一中用到的测试图。该测试图采用5灰阶测试(用编号0、1、2、3、4表示),该测量方法仅需两个测试图,每个测试图包括9个测试单元(测试窗口),每个测试单元又包括两个测试区域。采用图4及图5的测试图,只需要测72个原始数据,即可测得全部串扰参数,大大简化了测量的工作量。
5灰阶按亮度等比排列,9个测试窗口位置与排列如图7和图8所示,其中图8中窗口外的数字是测量点位置代号,窗口内的数字是亮度阶号。各测试窗口权重及权重和如下表所示:
其具体实施测量步骤如下:
步骤一,安排测量设备,调整亮度计、3D眼镜、测试信号源、待测机等就绪;
步骤二,测试信号源选择图7所示测试信号输出开始右串左串扰率测量;
步骤三,按下表提示,通过3D眼镜左镜和右镜以从左至右、从上至下的顺序对测试图中9个测量区域进行亮度测量,每个区域位置上又细分为A、B两点(即两个测试区域)
步骤四,测试信号源选择图8所示测试信号输出开始左串右串扰率测量;
步骤五,按下表提示,通过3D眼镜左镜和右镜以从左至右、从上至下的顺序对测试图中9个测量区域进行亮度测量,每个区域位置上又细分为A、B两点(即两个测试区域);
步骤六,按照公式计算各测量点串扰率值,按照公式计算各测量点受扰度值;
步骤七,根据韦伯-菲涅尔定律,人眼对亮度感受与亮度变化呈对数关系,可取权重因子其中GLA、GLB为各A、B点处归一化亮度;MLPi为5灰阶分区的中心亮度,对于ML0取值GL1/4,MLn-1取值1-GL1/4,其余与GLi重合;计算各测量点对应的权重因子;
步骤八,根据公式 C ltor = Σ ( C ltor ( Pi ) × Q Pi , A , B ) Σ Q Pi , A , B C rtol = Σ ( C rtol ( Pi ) × Q Pi , A , B ) Σ Q Pi , A , B 计算该立体显示设备左串右和右串左串扰率,根据公式计算该立体显示设备左受右和右受左受扰度。
实例例二是一种单测试图法,各测试窗口分成上下两个部分,下部按图5设置,上部按图6设置就得图9之单一测试图形,如此,各测试窗口中一半是施扰亮度,另一半则是受扰亮度。不难看出,仅此一个测试图形,同样72个原始数据,即可测得串扰性能的各项参数。由于测试点的位置稍有偏移,测试误差会稍大于双测试图形法。此方法的提出主要目的不在于再减少一个测试图形,而在于它可推广应用到多视图立体电视场合,此外用此法还能直观地发现串扰参数为负值的现象。
图10和图11为推广到多视点立体显示串扰测试示意图。图示为9视点立体电视串扰测试信号,由0至8视点各不相同的测试图形组成,这些图形则是在二视点测试信号的基础上略作变动而形成。它们也分成9个测试窗口,各窗口的亮度也按双视点场合同样设置,不同之处仅仅是,2视点场合各窗口划分成2个区域,分别设置施扰和受扰信号,在9视点场合各窗口则划分成9个区域,并加以编号,其中只有1个区设置施扰信号,其区号与视点号相对应,其余各区均置受扰信号。计算出各窗口的串扰参数后同样作加权平均即可得综合结果。因此仅此一个组合的测试图形就能测量出多视点场合下全部串扰率和受扰度。不过,相比之下,此种场合下测量受扰度会简便许多。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,其特征在于,包括: 
步骤1,在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域; 
步骤2,以左眼通道图像作为受串方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的串扰率,引入权重因子,并将各测试点串扰率的加权平均值作为总的串扰率; 
步骤3,以右眼通道图像作为受串方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的各测试点的串扰率,引入权重因子,并将各测试点串扰率的加权平均值作为总的串扰率;
所述步骤2具体包括: 
步骤21,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值分别为Ll(g,g2)和Ll(g,g1); 
步骤22,透过立体眼镜右镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值分别为Lr(g,g2)和Lr(g,g1); 
步骤23,计算右眼通道图像对左眼通道图像的串扰率,计算公式为
步骤24,根据设定g、g1和g2及计算出的串扰率,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2)); 
步骤25:改变g、g1和g2,重复步骤21至步骤24,计算出所有状态下右眼通道图像对左眼通道图像的串扰率,并计算所有串扰率加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体串扰率,该串扰率的计算公式为
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2及所述步骤3中:g、g1和g2的取值范围在立体显示装置显示的2n灰度级中选择,其中n为图像像素数据比特数量,且g1≠g2。 
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3包括: 
步骤31,透过立体眼镜右镜分别测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g2,g)和Lr(g1,g); 
步骤32,透过立体眼镜左镜分别测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g2,g)和Ll(g1,g); 
步骤32,计算左眼通道图像对右眼通道图像的串扰率,计算公式为
步骤33,根据设定g、g1、g2及计算出的串扰率,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2)); 
步骤34.:改变g、g1和g2,重复步骤31至步骤33,计算出所有状态下左眼通道图像对右眼通道图像的串扰率,并计算所有串扰率加权平均值作为该显示装置左眼通道图像对右眼通道图像的总体串扰率,计算公式为
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述权重因 子Q(g,(g1,g2))的计算公式为其中GLg1、GLg2分别为g1、g2对应的归一化亮度;MLg为g所在灰阶分区的中心归一化亮度。 
5.一种评价与测量立体显示装置串扰的方法,其特征在于,包括: 
步骤A:在立体显示装置上显示测试图,测试图分为左眼通道图像和右眼通道图像两部分,且左眼通道图像和右眼通道图像分别设有两个测量区域; 
步骤B:以左眼通道图像作为受扰方,设定左眼通道图像中两个测量区域亮度为g,右眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算右眼通道图像对左眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度; 
步骤C,以右眼通道图像作为受扰方,设定右眼通道图像中两个测量区域亮度为g,左眼通道图像中两个测量区域亮度分别为g1和g2,计算左眼通道图像对右眼通道图像的各测试点的受扰度,引入权重因子,并将各测试点受扰度的加权平均值作为总的受扰度;
所述步骤B具体包括: 
步骤B1,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g,g2)、Ll(g,g1); 
步骤B2,交换左眼通道图像和右眼通道图像,透过立体眼镜左镜测量右眼通道图像两个测量区域相对于左眼通道图像两个测试区域的亮度值Ll(g2,g)和Ll(g1,g); 
步骤B3,计算左眼受扰度
步骤B4,根据设定g、g1和g2及计算出的受扰度,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2)); 
步骤B5:改变g、g1和g2,重复步骤B1至步骤B4,计算出所有状态下右眼通道图像对左眼通道图像的受扰度,并计算所有受扰度加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体受扰度,该受扰度的计算公式为
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤B及所述步骤C中:g、g1和g2的取值范围在立体显示装置显示的2n灰度级中选择,其中n为图像像素数据比特数量,且g1≠g2。 
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤C具体包括: 
步骤C1,透过立体眼镜右镜测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g2,g)和Lr(g1,g); 
步骤C2,交换右眼通道图像和左眼通道图像,透过立体眼镜右镜测量左眼通道图像两个测量区域相对于右眼通道图像两个测试区域的亮度值Lr(g,g2)和Lr(g,g1); 
步骤C3,计算右眼受扰度
步骤C4,根据设定g、g1和g2及计算出的受扰度,确定相应权重因子Q(g,(g1,g2)); 
步骤C5:改变g、g1和g2,重复步骤C1至步骤C4,计算出所有状态下左眼通道图像对右眼通道图像的受扰度,并计算所有受扰度 加权平均值作为该显示装置右眼通道图像对左眼通道图像的总体受扰度,该受扰度的计算公式为
8.根据权利要求5或7所述的方法,其特征在于,所述权重因子Q(g,(g1,g2))的计算公式为其中GLg1、GLg2分别为g1、g2对应的归一化亮度;MLg为g所在灰阶分区的中心归一化亮度。 
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