CN106713907B - 一种显示器的hdr图像显示性能评测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示器的HDR图像显示性能评测方法及装置。所述方法包括如下步骤：向被测显示器输送图像信号；获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，所述图像信号为由LDR图像转化成的HDR图像，对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值。所述装置，包括：图像信号输送模块和评测结果计算模块。本发明提供的方法及装置，能够使得HDR图像显示性能的测试受到LDR图像转HDR图像操作的影响较小。

Description

一种显示器的HDR图像显示性能评测方法及装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示器的HDR图像显示性能评测方法及装置。

背景技术

现在HDR(High-Dynamic Range，高动态光照渲染)显示技术受到各大厂商的重视，多家电视厂商都推出了HDR电视，但目前掣肘HDR发展的问题在于HDR片源的不足。为了弥补这一问题，不少公司推出了LDR(Light-Dynamic Range，低动态光照渲染)转HDR播放技术，即利用LDR片源完成HDR视频的播放。但目前这一技术常常采用灰度直方图统计的基础上进行灰阶拉伸，因此现有测试方案亮度容易受到该技术的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种显示器的HDR图像显示性能评测方法及装置，使得HDR图像显示性能的测试受到LDR图像转HDR图像操作的影响较小。

基于上述目的本发明提供的一种显示器的HDR图像显示性能评测方法，包括如下步骤：

向被测显示器输送图像信号；

获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值。

进一步地，所述背景区域包含0-255灰阶。

进一步地，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

在检测获得的亮度值中找出最大值，作为所述被测显示器显示当前图像信号时的峰值亮度。

进一步地，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为所述显示器显示当前图像信号时的黑色亮度。

进一步地，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

在所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数；

找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

将其余测量结果和相应白窗口信号分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

在EOTF_existence处于0.7～1.3之间时，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

本发明实施例还提供了一种显示器的高动态光照渲染HDR图像显示评测装置，包括：

图像信号输送模块：用于向被测显示器输送图像信号；

评测结果计算模块：用于获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值。

进一步地，所述背景区域包含0-255灰阶。

进一步地，所述评测结果计算模块具体包括：

第一亮度测试单元：用于当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

峰值亮度计算单元：用于在检测获得的亮度值中找出最大值，作为所述被测显示器显示当前图像信号时的峰值亮度。

进一步地，所述评测结果计算模块具体包括：

黑色亮度测试单元：用于当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为所述显示器显示当前图像信号时的黑色亮度。

进一步地，所述评测结果计算模块具体包括：

第二亮度测试单元：用于在所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数；

亮度对比单元：用于找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

归一化值计算单元：用于将其余测量结果和相应白窗口信号分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

归一化值均值计算单元：用于计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

电光转化函数符合度判断单元：用于在EOTF_existence处于0.7～1.3之间时，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

从上面所述可以看出，本发明提供的显示器的HDR图像显示性能评测方法，背景信号中包含多个不同灰阶，且不同灰阶在背景区域均匀分布，增加了灰阶的均匀性，从而提高了所述图像的画面直方图的均匀性，从而LDR图像在转化成HDR图像时不会存在因为传统的灰度拉伸转化方法而导致图片扭曲，从而保证图片的真实性，也提高了亮度检测的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示器的HDR图像显示性能评测方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的测试图像示意图；

图3为本发明实施例提供的显示器的HDR图像显示性能评测装置结构示意图。

具体实施方式

本发明首先提供一种显示器的HDR图像显示性能评测方法，其特征在于，如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：向被测显示器输送图像信号；

步骤102：获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值。

从上面所述可以看出，本发明提供的显示器的HDR图像显示性能评测方法，背景信号中包含多个不同灰阶，且不同灰阶在背景区域均匀分布，增加了灰阶的均匀性，从而提高了所述图像的画面直方图的均匀性，从而LDR图像在转化成HDR图像时不会存在因为传统的灰度拉伸转化方法而导致图片扭曲，从而保证图片的真实性，也提高了亮度检测的准确性。

在本发明一些实施例中，所述背景区域包含0-255灰阶，如图2所示，背景区域201均匀分布0-255灰阶，窗口区域202灰阶为0。现有技术将LDR图像转化为HDR图像时，往往采用灰度拉伸的方法，将每个灰阶所对应的像素点数进行均匀化，使得具有各个不同灰阶的像素点数均大于0，从而各个灰阶都对应一定数目的像素点。但现有技术中的检测图像中只具有0、255两个灰阶，这样的情况下，在LDR图像进行灰度拉伸时，会出现部分像素灰度改变，从而导致转化后的图片与原图片存在较大的偏差。本发明所提供的显示器的HDR图像显示性能评测方法，将测试用的图片设计为背景区域包含0-255灰阶，从而用于测试的LDR图像本身灰阶分布比较均匀，在进行灰阶拉伸后，不会出现图像扭曲、和原始LDR图像偏差大的情况，从而提高HDR图像显示性能评测的准确性。

在本发明一些实施例中，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

在检测获得的亮度值中找出最大值，作为显示器显示当前HDR图像信号时的峰值亮度。通过上述步骤，测量出的峰值亮度受图片信号影响较小，从而提高测量结果的准确性。

在本发明具体实施例中，令图像信号灰阶为0时，幅度为0％，当图像信号灰阶为最大值(例如255)时，幅度为100％。

在一种具体实施例中，所述窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值的步骤具体包括：

当所述窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值为10％、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量被测显示器屏幕中心点的第一亮度值；

当所述窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值为20％、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量被测显示器屏幕中心点的第二亮度值；

当所述窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值为30％、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量被测显示器屏幕中心点的第三亮度值；

当所述窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值为40％、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量被测显示器屏幕中心点的第四亮度值。

可从第一亮度值、第二亮度值、第三亮度值、第四亮度值中找出最大的，作为显示器显示当前HDR图像信号时的峰值亮度。

在本发明一些实施例中，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为被测显示器显示当前HDR图像信号时的黑色亮度。

具体实施例中，所述窗口区域位于背景区域的四个顶角位置，长和宽尺寸均为背景区域的2.5％，且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％，测量被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为被测显示器显示当前HDR图像信号时的黑色亮度。

在本发明一些实施例中，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体包括：

在所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数，例如16；

找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

将其余测量结果和相应白窗口信号分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

在EOTF_existence测量结果在0.7～1.3之间时，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

其中，在图像信号为白窗口信号时，将图像信号输送给被测显示器后，被测显示器的显示画面中窗口区域为全白。

在本发明具体实施例中所述16种10％白窗口信号指16种亮度不同的白窗口信号，且窗口区域的长宽尺寸分别为背景区域的长宽尺寸的10％。

在本发明另一些实施例中，所述电光转换函数的符合程度可通过下述步骤进行检测：

依次输入m种白窗口信号，分别测量被测显示器屏幕中心点的亮度并将每一测量结果记录为Ln；m为大于1的整数，例如21，n为不大于m的整数；

根据电光转化函数计算各白窗口信号对应的目标亮度值L_n′；

按下述公式计算实测亮度与目标亮度的偏差；

找出21个Pn的最大值，如小于15％，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

在本发明具体实施例中所述21种白窗口信号指21种亮度不同的白窗口信号。

同时，本发明还提供一种显示器的高动态光照渲染HDR图像显示评测装置，结构如图3所示，包括：

图像信号输送模块301：用于向被测显示器输送图像信号；

评测结果计算模块302：用于获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值。

在本发明一些实施例中，所述背景区域包含0-255灰阶。

在本发明一些实施例中，所述评测结果计算模块具体包括：

第一亮度测试单元：用于当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

峰值亮度计算单元：用于在检测获得的亮度值中找出最大值，作为所述被测显示器显示当前图像信号时的峰值亮度。

在本发明一些实施例中，所述评测结果计算模块具体包括：

黑色亮度测试单元：用于当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为所述显示器显示当前图像信号时的黑色亮度。

在本发明一些实施例中，所述评测结果计算模块具体包括：

第二亮度测试单元：用于在所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数，例如16；

亮度对比单元：用于找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

归一化值计算单元：用于将其余测量结果和相应白窗口信号分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

归一化值均值计算单元：用于计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

电光转化函数符合度判断单元：用于在EOTF_existence处于0.7～1.3之间，则判定当前图像在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

在本发明另一种实施例中，所述评测结果计算模块具体包括：

第三亮度测试单元：用于依次输入m种白窗口信号，分别测量被测显示器屏幕中心点的亮度并将每一测量结果记录为Ln；m为大于1的整数，例如21，n为不大于m的整数；

目标亮度值计算单元：用于根据电光转化函数计算各白窗口信号对应的目标亮度值L_n′；

测试亮度与目标亮度之间的偏差计算单元：用于按下述公式计算实测亮度与目标亮度的偏差；

第一电光转换函数复合程度判断单元：找出21个Pn的最大值，如小于15％，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

从上面所述可以看出，本发明提供的显示器的HDR图像显示性能评测方法，背景信号中包含多个不同灰阶，且不同灰阶在背景区域均匀分布，增加了灰阶的均匀性，从而提高了所述图像的画面直方图的均匀性，从而LDR图像在转化成HDR图像时不会存在因为传统的灰度拉伸转化方法而导致图片扭曲，从而保证图片的真实性，也提高了亮度检测的准确性。

应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种显示器的高动态光照渲染HDR图像显示性能评测方法，其特征在于，包括如下步骤：

向被测显示器输送图像信号；

获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值；

所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤包括：

当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

在检测获得的亮度值中找出最大值，作为所述被测显示器显示当前图像信号时的峰值亮度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背景区域包含0-255灰阶。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体还包括：

当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为所述显示器显示当前图像信号时的黑色亮度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取被测显示器上设定点的显示参数、并根据获取的显示参数计算评测结果的步骤具体还包括：

当所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数；

找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

将其余测量结果和相应白窗口信号R_Ln分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

在EOTF_existence处于0.7～1.3之间时，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。

5.一种显示器的高动态光照渲染HDR图像显示评测装置，其特征在于，包括：

图像信号输送模块：用于向被测显示器输送图像信号；

评测结果计算模块：用于获取被测显示器上设定点的显示参数，并根据获取的显示参数计算评测结果；其中，

所述图像信号为由LDR图像信号转化成的HDR图像信号，所述图像信号对应的显示画面包括背景区域和位于背景区域中的窗口区域，所述背景区域包含多个不同灰阶，所述不同灰阶在背景区域内均匀分布；所述窗口区域的灰阶为0，所述窗口区域的与所述背景区域的长宽比为设定值；

所述评测结果计算模块包括：

第一亮度测试单元：用于当窗口区域的宽度和长度与背景区域的宽度和长度的比值分别为设定的多个比例值、且窗口区域的图像信号幅度为100％时，测量每个比例值下被测显示器屏幕中心点的亮度值；

峰值亮度计算单元：用于在检测获得的亮度值中找出最大值，作为所述被测显示器显示当前图像信号时的峰值亮度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述背景区域包含0-255灰阶。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述评测结果计算模块具体还包括：

黑色亮度测试单元：用于当窗口区域位于背景区域的四个顶角位置、且所述窗口区域的图像信号的幅度为100％时，测量所述被测显示器屏幕中心点的亮度值，作为所述显示器显示当前图像信号时的黑色亮度。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述评测结果计算模块具体还包括：

第二亮度测试单元：用于在所述图像信号分别为n种10％白窗口信号时，分别测量输送每一种白窗口信号时所述被测显示器屏幕中心点的亮度并将测量结果记录为M_Ln；n为大于1的整数；

亮度对比单元：用于找到最接近被测显示器屏幕最大亮度60％的测量结果，将此测量结果和相应白窗口信号分别记为M_Lmax和R_Lmax；

归一化值计算单元：用于将其余测量结果和相应白窗口信号R_Ln分别与M_Lmax和R_Lmax一起代入下述公式计算归一化值：

归一化值均值计算单元：用于计算EOTF_n的平均值，记为EOTF_existence；

电光转化函数符合度判断单元：用于

在EOTF_existence处于0.7～1.3之间时，则判定当前图像信号在被测显示器上的显示亮度符合电光转化函数，否则判定不符合。