CN113720583A - 一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，涉及可视角测量技术领域。本发明包括以下步骤：Step1：进行设备安装和测试准备；Step2：通过信号发生器对被测显示屏输入一标准测试图像；Step3：以P0点为基准测量点向左或向右改变测量点；Step4：进行可辨识度测量；Step5：对可辨识度VDL进行4个分量函数合成；Step6：基于上述步骤进行取值，完成显示屏可视角的测量。本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法对显示屏可视角测量操作精确便捷，适应性强，并且对图像的分辨率高，通过计算最优可视角，得到显示屏观看的画质保障。

Description

一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法
技术领域
本发明涉及可视角测量技术领域，特别是涉及一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法。
背景技术
目前常见的显示屏包括有：LED(发光二级管)显示屏、LCD(液晶)显示屏、DLP(投影)显示屏，可视角是衡量显示屏显示效果的一项重要技术指标，由于显示屏的显示特性，人眼在垂直于显示屏面的位置看到的效果是最好的，而随着观看屏幕位置的不同，观看到的屏幕画质就会相比垂直面观看而有所下降，当观看点与屏幕的垂线夹角越大，观看到的画面效果就越差，当画质下降到一度量值时，此时的观看位置与垂直于屏幕直线的夹角即为可视角；
在实际应用中，显示屏不可能都能让所有观看者始终垂直于屏幕表面观看，例如，多媒体教室里坐在两侧的学生，会议室坐在投影幕两边的与会者，监控中心在同一位置观看着不同监视屏的安保人员等等，因此无论观看者在任何正常观看位置，显示屏的视角都应该能满足实际使用要求；
可视角的测量就是通过显示屏显示质量的变化确定夹角的过程，可视角测量在产品选型、项目设计、系统验收等过程中至关重要，传统可视角测量方法大致分为二种：一是通过画面亮度值下降到一定值时(一般为下降到1/2或1/3亮度值)确定可视角；另一种是通过画面对比度下降到10：1时确定可视角，这两种方法都存在较为明显的缺点，对于现在飞速发展的显示技术，仅仅通过一个单一的图像指标的下降就代表整个图像质量的下降已经变得不科学了，事实证明采用对比度下降法目前所有的显示屏可视角都为178度(几乎平行于显示面)，采用亮度下降法也无法客观的反映出人眼对图像质量下降的可接受程度，特别是对于一些有背景光反射影响的应用场景，亮度还没有下降到指定值，图像就已经无法分辨了，所以采用这两种方法测量出的可视角已基本无现实意义；因此，我们提出一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，以解决上述背景中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，包括以下步骤：
Step1：进行设备安装和测试准备；
Step2：通过信号发生器对被测显示屏输入一标准测试图像；
Step3：以P0点为基准测量点向左或向右改变测量点；
Step4：进行可辨识度测量；
Step5：对可辨识度VDL进行4个分量函数合成；
Step6：基于上述步骤进行取值，完成显示屏可视角的测量。
优选地，所述Step1中设备安装包括显示屏和信号发生器，并进行用电检测。
优选地，所述Step2中，标准测试图像包括人眼视觉场景中对图像信号辨识空间上物体结构的各分量信息，具体包括亮块、色块和5％的多级灰阶块。
优选地，所述Step3中当图像可辨识度下降到规定的某一特定值时，移动到P1点测得的可视角为：θ(P1)＝ɑ。
优选地，所述Step4中定义可辨识度测量模型函数为：
VDL(s,r,d)＝l(r,d)Wl+c(s,d)Wc+k(r,d)Wu+t(s,d)Wt。
优选地，所述Step5中4个分量函数包括亮度比较函数l(r,d)、灰度级比较函数c(s,d)、色度比较函数k(r,d)和图像结构比较函数t(s,d)。
优选地，所述Step6中取值范围为0-1之间，一般当值为0.3时，可视角θ为最差可视角，即最大可接受可视角，取值为0.7时为最优可视角，在此角度内观看屏幕，得到画质的保障。
优选地，所述定义可辨识度测量模型函数中Wl、WC、Wu、Wt分别为四个函数的权重，根据不同的应用场景、不同的屏进行调整，在进行教学应用时Wl+Wu在0.6-0.7之间，在指挥中心进行图像分析时WC+Wt在0.65-0.8之间。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，对显示屏可视角测量操作精确度高，高效便捷，并且适应性强，推广价值高。
二、本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，对图像的分辨率高，通过计算最优可视角，得到显示屏观看的画质保障。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法流程图；
图2为本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法示意图；
图3为本发明基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法的可辨识度测量模型函数架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示：本发明为一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，包括以下步骤：
Step1：进行设备安装和测试准备；设备安装包括显示屏和信号发生器，并进行用电检测；
Step2：通过信号发生器对被测显示屏输入一标准测试图像；标准测试图像包括人眼视觉场景中对图像信号辨识空间上物体结构的各分量信息，具体包括亮块、色块和5％的多级灰阶块；
Step3：以P0点为基准测量点向左或向右改变测量点；当图像可辨识度下降到规定的某一特定值时，移动到P1点测得的可视角为：θ(P1)＝ɑ；
Step4：进行可辨识度测量；定义可辨识度测量模型函数为：
VDL(s,r,d)＝l(r,d)Wl+c(s,d)Wc+k(r,d)Wu+t(s,d)Wt；
Step5：对可辨识度VDL进行4个分量函数合成；4个分量函数包括亮度比较函数l(r,d)、灰度级比较函数c(s,d)、色度比较函数k(r,d)和图像结构比较函数t(s,d)；
Step6：基于上述步骤进行取值，完成显示屏可视角的测量；取值范围为0-1之间，一般当值为0.3时，可视角θ为最差可视角，即最大可接受可视角，取值为0.7时为最优可视角，在此角度内观看屏幕，得到画质的保障。
其中，定义可辨识度测量模型函数中Wl、WC、Wu、Wt分别为四个函数的权重，根据不同的应用场景、不同的屏进行调整，在进行教学应用时Wl+Wu在0.6-0.7之间，在指挥中心进行图像分析时WC+Wt在0.65-0.8之间。
请参阅图3所示：本方案中，亮度比较函数l(r,d)是用测得的亮度与参考标准亮度进行估量比对：
Figure BDA0003244746070000051
其中N为测量取样点数量，Lr为参考的标准亮度值(一般室内LED屏取值800，室外LED屏取值6000，LCD屏取值350，DLP屏取值150)，Ldi为各测点亮度值。
灰度级比较函数c(s,d)：
Figure BDA0003244746070000052
其中Cd为带角度测量的灰度级值，Cs为垂直面测量的灰度级值。
色度比较函数k(r,d)：
Figure BDA0003244746070000061
其中N为测量色块数量(色块至少包括白、红、绿、蓝、相隔5％的各灰阶)，Uri、Vri为各测试色块参考的标准色度值，Udi、Vdi为各色块测试色度值。
图像结构比较函数t(s,d)：
标准图像中M×N测试区域中的图像fs(m,n)经二维傅里叶变换后得到x×y的图像Fs(x,y)；被测图像中同样M×N测试区域中的图像fd(m,n)经二维傅里叶变换后得到x×y的图像Fd(x,y)，将变换后的图像分别进行滤波平均分割成N个图像子带，即得对应的子带图像Fsi(x,y)和Fdi(x,y)，i∈(1...N)，按下式计算出t(s,d)：
Figure BDA0003244746070000062
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，包括以下步骤：
Step1：进行设备安装和测试准备；
Step2：通过信号发生器对被测显示屏输入一标准测试图像；
Step3：以P0点为基准测量点向左或向右改变测量点；
Step4：进行可辨识度测量；
Step5：对可辨识度VDL进行4个分量函数合成；
Step6：基于上述步骤进行取值，完成显示屏可视角的测量。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step1中设备安装包括显示屏和信号发生器，并进行用电检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step2中，标准测试图像包括人眼视觉场景中对图像信号辨识空间上物体结构的各分量信息，具体包括亮块、色块和5％的多级灰阶块。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step3中当图像可辨识度下降到规定的某一特定值时，移动到P1点测得的可视角为：θ(P1)＝ɑ。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step4中定义可辨识度测量模型函数为：
VDL(s,r,d)＝l(r,d)Wl+c(s,d)Wc+k(r,d)Wu+t(s,d)Wt。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step5中4个分量函数包括亮度比较函数l(r,d)、灰度级比较函数c(s,d)、色度比较函数k(r,d)和图像结构比较函数t(s,d)。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述Step6中取值范围为0-1之间，一般当值为0.3时，可视角θ为最差可视角，取值为0.7时为最优可视角，在此角度内观看屏幕，得到画质的保障。
8.根据权利要求5所述的一种基于图像可辨识度的显示屏可视角测量方法，其特征在于，所述定义可辨识度测量模型函数中Wl、WC、Wu、Wt分别为四个函数的权重，根据不同的应用场景、不同的屏进行调整，在进行教学应用时Wl+Wu在0.6-0.7之间，在指挥中心进行图像分析时WC+Wt在0.65-0.8之间。
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