CN1867082A - 动态图像显示性能判定方法和装置以及检查画面 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态图像显示性能判定方法和装置以及检查画面，在判定对象显示器的画面上，使测试图像滚动显示。准备利用相同测试图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像，在可与所述滚动中的测试图像对比的状态下，静止显示所述多个样本图像。然后，确定与所述追踪拍摄后得到的测试图像最相似的样本图像，将所确定的样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述测试图像的动态图像显示性能指标值。

Description

动态图像显示性能判定方法和装置以及检查画面

技术领域

本发明涉及一种根据在判定对象显示器的画面上放映的图像的移动，判定该判定对象显示器的动态图像显示性能的技术。

背景技术

在液晶显示器(LCD)、阴极射线管显示器(CRT)、等离子显示器(PDP)、场致发光显示器(EL)等各种显示器的画面上显示动态图像，通过测定该动态图像的移动，来判定动态图像显示性能。

以前，判定动态图像显示性能的方法是，使按不同的灰度等级左右二分画面的图案在画面上滚动，使照相机追踪图案的移动，将其拍摄为静止图像。与此同时，在旁边设置CRT等模糊小的显示器，以相同的滚动速度显示事先产生了规定模糊的测试图案，将其拍摄为静止图像，比较两者，通过目视来判定模糊程度(参照J.Someya，Y.Igarashi“A Review of MPRT Measurement Method forEvaluating Motion Blur of LCDs”IDW’04 VHF6/LCT7-1)。

另外，作为另一评价方法，具有下述方法：使照相机象眼球那样追踪图像的移动，将其拍摄为静止图像，评价该拍摄的静止图像的清晰度。尤其是在LCD等图像保持时间长的显示器的情况下，图像边缘的清晰度降低。上述方法是使该边缘的清晰度的降低数值化后构成指标的方法(参照特开2001-204049号公报)。

在上述J.Someya，Y.Igarashi的判定方法中，除了试样显示器之外，还需要CRT显示器等。

另外，由于使用容易目视判定的测试图案，所以是否可正当合理地判定放映了实际动态图像时的动态图像显示性能的可靠性低。

另外，上述特开2001-204049号公报的判定方法不过是在用照相机拍摄滚动的测定图案时，将重点放在客观地解析显示器上出现的拍摄轮廓的形状上。

在动态图像显示性能评价方法中，期望有一种再现性良好地导出观看实际图像者主观感觉到的显示器的动态图像显示性能的方法。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种动态图像显示性能判定方法、检查画面以及动态图像显示性能判定装置，可使用与可显示多快的移动这样的直觉理解相结合的指标，用简单的步骤确定判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

本发明的动态图像显示性能判定方法在判定对象显示器的画面上一边使测试图像滚动一边显示。另一方面，准备利用所述测试图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像，在可与所述滚动中的测试图像对比的状态下，静止显示所述多个样本图像。然后，确定与所述追踪拍摄后形成的测试图像最相似的样本图像，以所确定的样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述测试图像的动态图像显示性能指标值。

如果使用该判定方法，则可以通过对比正在滚动的测试图像和多个样本图像，确定最相似的样本图像，然后可将该样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述测试图像的动态图像显示性能指标值。因此，可以用简单的步骤来确定判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

所述测试图像最好是包含特定字符或记号的图像，以使模糊判定变得容易。尤其是，最好是无中间灰度等级的、具有简单形状的图像，以易于观察模糊的程度。

可以一边使所述测试图像每张每次移动单位象素距离或与显示器的显示分辨率相当的距离、并移动规定次数，一边使其相加，来生成样本图像。

当设画面的帧频率为f、每帧的滚动速度为v时，可以通过用单位象素距离Δ来除与动态图像显示性能指标值相当的时间EBET、帧频率f和滚动速度v的积，来得到使所述测试图像相加的规定次数N。通过这样的简单处理，可自动生成样本图像。

另外，本发明的检查画面是用于实施所述动态图像显示性能判定方法的画面，在同一画面内，在可同时对比的状态下显示在判定对象显示器的画面上滚动的测试图像和根据所述测试图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个固定样本图像。

作为人的观察者看到该检查画面后，对比所述多个样本图像和在所述画面上滚动的测试图像，确定模糊程度最接近的样本图像。由此，可简单地获得用于正确地判定判定对象显示器的动态图像显示性能的指标值。

另外，本发明的动态图像显示性能判定方法是如下方法，即：准备图像，并准备根据该图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像，同时，在判定对象显示器的画面上，一边使所述图像滚动，一边对该图像进行追踪拍摄，生成测试图像。进行所述多个样本图像与所述测试图像的相关运算，求出相关值，确定相关值为最大的样本图像。将该确定的样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

该方法是对滚动的图像进行追踪拍摄，采用其作为测试图像，代替在判定对象显示器的画面上一边滚动、一边显示测试图像的方法。然后，为了确定与测试图像最相似的样本图像，不是通过目视与样本图像进行对比，而是使用相关运算方法。因此，不依赖于人的视觉，而是只通过图像处理，就可高精度且迅速地确定判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

当设画面的帧频率为f、每帧的滚动速度为v时，仅对于通过用单位象素距离来除与动态图像显示性能指标值相当的时间与帧频率f以及滚动速度v的积而得到的张数，一边使所述图像每张移动单位象素距离或与显示器的显示分辨率相当的距离，一边使其相加来生成所述样本图像。通过这样的简单处理，可自动生成样本图像。

所述相关值的取得方法，可根据在两图像的重复范围内对两图像的亮度值之差进行积分后得到的值来进行。

另外，本发明的动态图像显示性能判定装置具有：第1存储部，存储基于图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像；第2存储部，在判定对象显示器的画面上，使所述图像滚动，对其进行追踪拍摄后形成测试图像，并存储该测试图像；运算部，进行存储在所述第1存储部中的多个样本图像与存储在所述第2存储部中的、追踪拍摄后形成的测试图像的相关运算，求出相关值；和输出部，确定相关值为最大的样本图像。

通过以下参照附图所述的实施方式的说明，可以明确本发明的上述的或其它优点、特征及效果。

附图说明

图1是本发明的判定对象显示器的检查画面图。

图2是表示模糊程度与样本字符串的对应关系的图。

图3是表示对测试字符串以及样本字符串的字符与背景的亮度关系进行了几种改变的例子的图。

图4是表示用于追踪拍摄图像的摄影装置的结构的框图。

图5是表示照相机3的检测面31与判定对象显示器的显示画面5的位置关系的光路图。

图6是表示本发明的动态图像显示性能判定装置的功能框图。

图7是说明本发明的动态图像显示性能判定过程的流程图。

图8是用于说明样本图像的生成方法的图。

图9是用于说明相关值的求出方法的图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在下面的实施方式中，作为判定对象显示器的动态图像显示性能的指标值，采用EBET(扩充模糊边缘时间，Extended Blurred Edge Time)。

图1是表示判定对象显示器的检查画面1的图。

在该图的最上段描绘出“AaBbCc...”这样的测试字符串重复滚动的情形。白箭头4表示测试字符串滚动的方向。

在该图的下段，静止显示有5段使用相同字体和相同大小的字符串“AaBbCc...”生成的、表示不同模糊程度(模糊指数，Blur Index)的多个样本字符串。该样本字符串的生成方法后面使用图8来详细说明。

在上述的5段中，最上段的字符串“AaBbCc...”显示表示最小模糊程度的样本字符串，越到下段，样本字符串的模糊程度越大。

另外，测试字符串滚动的检查画面1和静止显示样本字符串的画面也可以不一定是同一显示器的画面，但这样使测试字符串和样本字符串在同一画面1上显示时，可以统一判定对象显示器的显示条件(背景的亮度等)，所以可提高判定的精度。下面，以同一画面为前提继续说明。

图2是表示样本字符串与模糊程度的对应关系的图。该图2的内容预先存储为数据，但必要时可以打印在纸上，也可静止显示在与判定对象显示器相同画面的子窗口、或别的显示器的画面上。

在图2中，将模糊程度从“Difficult to Read”(难以阅读)到“VeryClear”(非常清楚)定义为5个等级，并示出与各等级的模糊程度相对应的样本字符串。各样本字符产生从字符的亮度(brightenss)等级降低到背景的亮度等级的拖尾现象，该现象与模糊程度相对应。

并且，在图2中示出对应于上述模糊程度的EBET(ExtendedBlurred Edge Time)的数值。该EBET还与图像每帧移动几个象素的滚动速度有关。

如图2所示，即便外观上是相同的模糊程度，在滚动速度快的字符串中进行判定的情况下和在滚动速度慢的字符串中进行判定的情况下，前者的EBET优于后者(即EBET变小)。另外，如果是相同的判定对象显示器(即相同的EBET)，则滚动速度越快，模糊程度越大。

例如，滚动速度为4象素/帧的情况下，模糊程度判定为等级4、“Clear(清楚)”时，该判定对象显示器的EBET可判定为是17msec(毫秒)。在滚动速度为12象素/帧的情况下，模糊程度判定为等级2、“Blurred(模糊)”时，该判定对象显示器的EBST可判定为同样是17msec。

一个或多个观察者一边观察图1的判定对象显示器的检查画面1，一边对比在检查画面1上以规定的滚动速度滚动的上述测试字符串的模糊情况和下段的样本字符串的模糊情况，确定与上述滚动的测试字符串最相似的样本字符串。

并且，最好是改变滚动速度地重复进行上述观察。通过改变滚动速度，可收集更多的数据，进行更正确的判定。

将观察者的观察结果累积为观察数据。将观察数据发送给判定者(与观察者可以是同一人，也可以是别人)，判定者将所确定的样本字符串的模糊程度和上述滚动速度适用于图2的对应关系表，确定该判定对象显示器的EBET。如果是滚动速度不同的观察数据，则取按滚动速度确定的EBET的平均，将其作为该判定对象显示器的EBET。并且，如果是多个观察者的观察数据，则取按观察数据确定的EBET的平均，将其作为该判定对象显示器的EBET。

由此，可通过简单的步骤正确地确定判定对象显示器的EBET。

另外，也可事先对图2的对应关系表进行编程，将观察数据输入到计算机中，利用计算机代替判定者进行处理，从而可以自动确定该判定对象显示器的EBET。

在上述说明中，测试字符串或样本字符串在白色背景下用黑色字符显示。但是，不限于这样的亮度关系，也可以以得到观察者最正确的观察结果的方式来确定字符和背景的关系。

图3是表示对测试字符串以及样本字符串的字符与背景的亮度关系进行了几种改变的例子。最上方示出在白色背景的画面上显示的黑色字符串，越往下，背景的灰度等级越低，字符的亮度越高。最下方示出在黑色背景的画面上显示的白色字符串。

另外，在上述实施方式中，在判定对象显示器的同一画面中可对比地显示了测试字符串和样本字符串。但是，如前所述，也可在观察者附近的其他画面中显示样本字符串。另外，也可以不是在画面上显示样本字符串，而是印刷在纸等上，观察者对写在判定对象显示器的画面上的测试字符串与印刷在纸上的样本字符串进行比较。

另外，以上示出的字符串采用英文字符串，但本发明不限于此，例如，也可以是数字串，还可以是汉字或假名串。另外，不限于字符，也可使用记号、标记。

但是，最好使用无中间灰度等级的、具有简单形状的图像，以便易于判定模糊程度(例如如果是假名、汉字，则哥特体比宋体好)。这是因为在通过观察从字符的亮度等级下降到背景的亮度等级的拖尾现象来判定模糊程度的情况下，如果是具有简单形状的对象，则容易观察该拖尾现象。

另外，用5个等级来定义模糊程度，但不限于5个等级。例如，也可以用3个等级来定义，这时为“易读”、“普通”、“难读”。感觉上可评价至5～6个等级。

下面说明本发明的另一实施方式，与图像的移动一致地用照相机进行拍摄并形成测试图像，通过图像处理来判定与样本图像的相似度。

图4是表示用于追踪拍摄图像的摄影装置(用作动态图像显示性能判定装置)的结构的框图。

摄影装置具备电流镜(ガルバノミラ一)2和通过电流镜2拍摄判定对象显示器的显示画面5的照相机3。

电流镜2在由于电流流过线圈而产生的磁场中可旋转地配置永久磁铁，并在该永久磁铁的旋转轴上安装反射镜，可以平滑、迅速地进行反射镜的旋转。

照相机3以判定对象显示器的显示画面5的一部分或全部作为拍摄视野。

在照相机3与显示画面5之间存在电流镜2，对应电流镜2的旋转，照相机3的视野可沿一维方向(下面称为“滚动方向”。图4中用“S”表示。)在显示画面5上移动。

计算机控制部6通过电流镜驱动控制器7向电流镜2发送旋转驱动信号。

利用照相机3取得的图像信号通过图像取入I/O端口8取入到计算机控制部6中。

另外，也可以不分别构成电流镜2和照相机3，而是在旋转台上设置轻型数字相机等照相机本身，由旋转驱动马达旋转驱动。

从计算机控制部6向图像信号发生器9发送用于选择显示画面5的显示控制信号，图像信号发生器9根据该显示控制信号，向判定对象显示器提供用于对图像进行动态图像显示的图像信号(存储在图像存储器9a中)。

并且，在计算机控制部6上连接液晶监视器10。

图5是表示照相机3的检测面31与判定对象显示器的显示画面5的位置关系的光路图。

来自显示画面5上的照相机3的视野33的光线由电流镜2反射，射入照相机3的透镜，由照相机3的检测面31检测。在电流镜2的里侧，用虚线描绘出照相机3的检测面31的镜像32。

设判定对象显示器与电流镜2沿光路的距离为L。设判定对象显示器到透镜的沿光路的距离为a、从透镜到检测面31的距离为b。如果透镜的焦距f已知，则可使用式

1/f＝1/a+1/b

求出a、b的关系。

设判定对象显示器的显示画面5的滚动方向S的座标为X。设照相机3的检测面31的滚动方向S的检测座标为Y。将X的原点X0取在判定对象显示器的画面中央，将Y的原点Y0取在对应于X0的点。设M为照相机3的透镜的倍率，则

Y＝MX

成立。使用上述a、b，以M＝-b/a表示倍率M。

现在若将电流镜2旋转角度φ，则判定对象显示器在显示画面5上的对应位置以电流镜2的旋转轴为中心偏移角度2φ。与该角度2φ相对应的判定对象显示器的显示画面5的座标X是

X＝L tan2φ。

对该式进行变形后为

φ＝arctan(X/L)/2。

对上式X＝L tan2φ进行时间微分，导出

v＝2Lωcos^-2(2φ)。

v是视野33在画面上的移动速度，ω是电流镜的旋转视角速度(ω＝dφ/dt)。

如果φ是微小的角度，则因为cos²(2φ)→1，所以上式变为

ω＝v/2L，

从而可将视野33在画面上的移动速度v与电流镜的旋转视角速度ω视为成正比关系。

下面，参照图6说明本发明的动态图像显示性能判定装置的结构。动态图像显示性能判定装置作为计算机控制部6的处理功能来实现。

图6是表示动态图像显示性能判定装置的功能的框图。

动态图像显示性能判定装置具备第1存储部61，用于存储基于图像存储器9a中存储的图像生成的、表示不同动态图像显示性能指标值的多个样本图像。这里的“图像”不必象上述实施方式那样是无中间灰度等级的、具有简单形状的对象。这是因为不进行目视判定，而是如后所述利用软件处理来判定相关关系。因此，也可以是照片、电影等实际出现的1个场景。当然也可以是形成简单形状的图像。

根据上述图像取得样本图像的方法后述。

另外，动态图像显示性能判定装置具备第2存储部62，用于在判定对象显示器的画面上使上述图像滚动，利用照相机3追踪拍摄获得测试图像，然后存储该测试图像。

并且，动态图像显示性能判定装置还具备：运算部63，用于进行存储在上述第1存储部61中的多个样本图像与存储在上述第2存储部62中的追踪拍摄后得到的测试图像之间的相关运算，并求出相关值；和输出部63，确定相关值为最大的样本图像。

下面，参照图7说明使用上述动态图像显示性能判定装置的本发明的动态图像显示性能判定过程。

上述计算机控制部6不扫描地拍摄在判定对象显示器的显示画面5中静止显示的图像(步骤S1)。另外，也可以不重新拍摄，而是直接使用某些图像数据。

然后，根据所拍摄的图像，生成以帧频率f、滚动速度v、EBET为变量的多个样本图像(步骤S2)，将这些样本图像存储在第1存储部61中。

利用图8说明该样本图像的生成方法。图8的横轴为沿滚动方向的象素x，纵轴为时间t。一边使每张图像在每帧时间内沿滚动方向S移动1个象素，一边形成N张图像。N与EBET的关系为：

N＝f·EBET·v/Δ

Δ是显示器的每个象素的距离。

通过一边使每张移动1个象素、一边使该N张图像的亮度相加，获得对应于上述EBET、帧频率f、滚动速度v的样本图像。

用公式表现如下。设N张图像的亮度为I1、I2、...、IN，则样本图像的亮度为：

{I1+I2(Δ)+...+IN(NΔ)}/N

N表示空间移动的象素数。

也可对上述N张图像进行加权平均。设第1张图像的权值为α1、第2张图像的权值为α2、第N张图像的权值为αN，则样本图像的亮度为

α1I1+α2I2(Δ)+...+αNIN(NΔ)。

其中，α1+α2+...+αN＝1。若设定该权值与显示器的响应速度成反比，则接近实际的显示器识别图像。

通过改变EBET、帧频率f、滚动速度v的值，生成多张样本图像并存储。

接着，在判定对象显示器的显示画面5中显示在上述步骤S1中拍摄的图像并使其滚动，一边以某个视角速度使电流镜2旋转，一边用照相机3追踪拍摄图像(步骤S3)。将该追踪拍摄的图像称为“测试图像”。照相机3的曝光在电流镜2的旋转过程中打开。将得到的测试图像存储在第2存储部62中。

接着，运算部63抽取测试图像的、以从点(x1，y1)至点(x2，y2)作为对角线的部分区域R的图像(步骤S4)。这里，x表示测试图像的横轴，y表示纵轴。设x2-x1为恒定值，y2-y1也为恒定值。设部分区域R的中心座标为(x0，y0)。

X0＝(x2+x1)/2

Y0＝(y2+y1)/2

一边上下左右移动部分区域R，一边取与对应于各EBET的多个样本图像的相关(步骤S5)。这里，样本图像如前所述，是EBET、帧频率f、滚动速度v的函数，但帧频率f与判定对象显示器的帧频率一致。滚动速度v是由照相机3追踪拍摄图像时的滚动速度。

这里，说明相关值的求出方法。图9是以2个图像a、b的亮度I为纵轴、以象素为横轴的图。设图像a的亮度为Ia、图像b的亮度为Ib。取Ia与Ib的差的平方(Ia-Ib)²，设在重复象素区域中积分并开平方根后的值为残差C。

$C=\sqrt{\left\{\mathrm{\Σ}{(\mathrm{Ia}-\mathrm{Ib})}^2\right\}}$

用该残差C的倒数来定义相关值。

相关值＝1/C

当然，相关值的求出方法不限于上述，可采用已知的多种数学方法。

如果在测试图像的整个区域移动部分区域R(步骤S6)，则确定相关值为最大的部分区域R的中心座标为(x0，y0)(步骤S7)。

接着，采用EBET不同的样本图像(步骤S8)，再次进行从步骤S4至步骤S7的处理，求出相关值。

如果求出全部样本图像的相关值(步骤S9)，则确定相关值最大的EBET(步骤S10)。从输出部64输出该EBET。

通过上述处理，可利用计算机的图像处理确定测试图像的EBET。不是通过目视与样本图像进行对比，而是不依赖于人的视觉，仅通过图像处理，就可高精度且迅速地确定判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的实施不限于上述的方式。例如，在存在多个模糊参量的情况下或在存在画质恶化的参量的情况下，也可利用使相关值为最大的非线性最小二乘法求出各参量。另外，可以设上述C或上述相关值为模糊指标。

Claims (10)

1、一种动态图像显示性能判定方法，根据在判定对象显示器的画面上放映的图像的移动，判定该判定对象显示器的动态图像显示性能，其特征在于，所述方法包含以下(a)～(e)的步骤：

(a)准备基于测试图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像；

(b)在判定对象显示器的画面上，使所述测试图像滚动；

(c)在可与所述滚动中的测试图像对比的状态下，静止显示所述多个样本图像；

(d)确定与所述滚动中的图像最相似的样本图像；和

(e)将所确定的样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

2、根据权利要求1所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

所述测试图像是包含用于模糊判定的特定字符或记号的图像。

3、根据权利要求1所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

一边使所述测试图像每张每次移动单位象素距离或与显示器的显示分辨率相当的距离、并移动规定次数，一边使其相加，来生成所述步骤(a)中的样本图像。

4、根据权利要求3所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

当设画面的帧频率为f、每帧的滚动速度为v时，通过用单位象素距离Δ来除与动态图像显示性能指标值相当的时间EBET、帧频率f和滚动速度v的积，来得到使所述测试图像相加的规定次数N。

5、一种判定对象显示器的检查画面，用于实施如权利要求1所述的动态图像显示性能判定方法，

在同一画面内，在可同时对比的状态下显示在判定对象显示器的画面上滚动的测试图像和基于所述测试图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像。

6、一种动态图像显示性能判定方法，根据在判定对象显示器的画面上放映的图像的移动，判定该判定对象显示器的动态图像显示性能，其特征在于，所述方法包含以下(a)～(e)的步骤：

(a)准备图像，并准备基于该图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像；

(b)在判定对象显示器的画面上，一边使所述图像滚动，一边对该图像进行追踪拍摄，由此生成测试图像；

(c)进行所述多个样本图像与所述测试图像的相关运算，求出相关值；

(d)确定相关值为最大的样本图像；和

(e)将所确定的样本图像的动态图像显示性能指标值作为所述判定对象显示器的动态图像显示性能指标值。

7、根据权利要求6所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

一边使所述图像每张每次移动单位象素距离或与显示器的显示分辨率相当的距离、并移动规定次数，一边使其相加，来生成所述步骤(a)中的样本图像。

8、根据权利要求7所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

当设画面的帧频率为f、每帧的滚动速度为v时，通过用单位象素距离Δ来除与动态图像显示性能指标值相当的时间EBET、帧频率f和滚动速度v的积，来得到使所述图像相加的规定次数N。

9、根据权利要求6所述的动态图像显示性能判定方法，其特征在于：

所述步骤(c)中的相关运算方法是基于在两图像的重复范围内对两图像的亮度值之差进行积分后得到的值。

10、一种动态图像显示性能判定装置，根据在判定对象显示器的画面上放映的图像的移动，判定该判定对象显示器的动态图像显示性能，其特征在于，所述装置包含以下(A)～(D)的要素：

(A)第1存储部，存储基于图像生成的、表示不同的动态图像显示性能指标值的多个样本图像；

(B)第2存储部，在判定对象显示器的画面上，使所述图像滚动并对其进行追踪拍摄，由此生成测试图像，并存储该测试图像；

(C)运算部，进行存储在所述第1存储部中的多个样本图像与存储在所述第2存储部中的、追踪拍摄后得到的测试图像的相关运算，求出相关值；和

(D)输出部，确定相关值为最大的样本图像。

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