NL1028896C2

NL1028896C2 - Werkwijze en inrichting voor evaluatie van een beeldscherm.

Info

Publication number: NL1028896C2
Application number: NL1028896A
Authority: NL
Inventors: Koichi Oka
Original assignee: Otsuka Denshi Kk
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-03-27
Also published as: TWI276009B; US20050259153A1; KR20060048033A; NL1028896A1; KR100820017B1; US7394483B2; JP4445327B2; TW200604963A; CN1700779A; CN100525473C; JP2005333564A

Description

t. , WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR EVALUATIE VAN EEN BEELDSCHERM Achtergrond van de uitvinding

Vakgebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm en een inrichting voor het evalueren van een kwaliteit van een bewegend beeld van een beeldscherm van een te evalueren 5 beeldscherminrichting op basis van verschuiving van een meetpatroon weergegeven op het beeldscherm.

Beschrijving van gerelateerde stand der techniek 10 Voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld is het een conventioneel gebruik om verschuiving van een bewegend beeld, dat is weergegeven op een beeldscherm van een beeldscherminrichting, zoals een vloeibare kristallen beeldscherminrichting ("liquid crystal display de-15 vice", LCD), een kathodestraalbuis ("cathode ray tube", CRT), een plasma beeldschermpaneel ("plasma display panel", PDP) of een electroluminescentie beeldscherminrichting ("electroluminescence display device", EL), te meten. Een typische werkwijze voor evaluatie van dit soort 20 is zodanig dat de verschuiving van het bewegend beeld door een camera wordt gevolgd zoals oogballen. Het bewegend 2 beeld wordt als een stilstaand beeld opgenomen en de scherpte van het opgenomen stilstaande beeld wordt gemeten. In het bijzonder in het geval van een beeldschermin-richti'ng zoals een LCD die een langere beeldresponstijd 5 heeft, wordt de scherpte van een rand van een beeld verkleind. In deze conventionele werkwijze voor evaluatie van een.beeldscherm wordt de vermindering van de scherpte getalsmatig geïndexeerd (zie bijvoorbeeld, de niet onderzochte Japanse octrooipublicatie nr. 2001-204049).

]_q De werkwijze voor evaluatie van een kwaliteit van een.

bewegend beeld zoals hierboven beschreven focust slechts op de objectieve analyse van het profiel van een beeld zoals weergegeven op een monitor wanneer het verschuivende meetpatroon door de camera wordt opgenomen. In deze werk-15 wijze voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld wordt een index die indicatief is voor de competen tie van een beeldscherminrichting niet nauwkeurig en direct afgeleid.

Dienovereenkomstig is er in dit technische vakgebied 20 een behoefte aan een intuïtieve index die indicatief is voor de competentie voor weergave van bewegend beeld van het beeldscherm. Een dergelijke index is, bijvoorbeeld, een index die een maximale mogelijke weergavesnelheid of een maximaal mogelijke zichthoeksnelheid aanduidt.

25 Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze en een inrichting voor evaluatie van een beeldscherm te verschaffen waarmee eenvoudig een intuïtieve index kan worden verkregen voor de evaluatie van de bewegend beeldkwaliteit van een beeldscherm.

30 .

Samenvatting van de uitvinding

In een werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm volgens de onderhavige uitvinding, wordt op een beeld-35 scherm een meetpatroon verschoven, en wordt een beeld van het meetpatroon wordt opgenomen door te zorgen dat een visueel veld van een afbeeldingssensor de verschuiving van 4 λ η λ η n « 3 het meetpatroon volgt. Op basis van het opgenomen beeld wordt een responscurve MPRC van het bewegend beeld bepaald als een functie van tijd, een hoek of een afstand. Vervolgens wordt responscurve van het bewegend beeld getransfor-5 meerd naar een MTF ("modulation transfer function", modu-latie-overdrachtsfunctie). Een genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) wordt bepaald waarop een MTF-waarde met een voorafbepaald percentage van een hoogste helderheidsgedeelte van het MTF begint toe te nemen. De 10 genoemde uitdrukking "genormaliseerd" betekent hierbij dat de zichthoeksnelheid V0 van de beweging van het meetpatroon betrokken is. Vervolgens wordt dé kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm geëvalueerd op basis van de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde 15 N_Sf(a %) .

De responscurve van het bewegend beeld kan een responscurve MPRC(0) van het bewegend beeld zijn die verkregen is op basis van de opgenomen afbeelding en die is weergegeven op de schaal van een zichthoek 0, of het een 20 responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld weergegeven op een tijdschaal door omzetting van de zichthoek 0 naar tijd. In het voorgaande geval is het noodzakelijk een ruimtelijke frequentie na de transformatie naar de MTF om te zetten naar een genormaliseerde ruimtelijke frequentie. 25 In het laatste geval is de door de transformatie verkregen MTF de functie van de genormaliseerde ruimtelijke frequentie. De responscurve van het bewegend beeld kan een functie zijn van een beeldpuntnummer van een camera die gebruikt wordt voor het opnemen van het beeld, of een func-30 tie van een coördinaat op een oppervlak dat het beeld opneemt.

Een vervagingsgrens-zichthoeksnelheid "V0,Verva-gingsGrens" kan worden bepaald door de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(a%) met de voorafbepaalde pro-35 centuele afname te delen door een ruimtelijke frequentie Sf(csf) die correspondeert met een zichtbaarheidsgrens-waarde. De kwaliteit van het bewegend beeld van het beeld-

J A A a A Λ A

4 scherm kan daarom worden geëvalueerd op basis van de ver-vagingsgrens-zichthoeksnelheid V0,VervagingsGrens.

Op alternatieve wijze kan de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm worden geëvalueerd op basis 5 van de ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens Sf (grens) die wordt verkregen door het bepalen van een standaard zichthoeksnelheid Vav van het bewegend beeld en de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(a%) met de voorafbepaalde procentuele afname te delen door de stan-10 daard zichthoeksnelheid Vav.

Een intuïtieve index, zoals de vervagingsgrens-zichthoeksnelheid of de ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens, kan worden verkregen voor de nauwkeurige evaluatie van de kwaliteit van het bewegend beeld van een 15 beeldscherm, door gebruik te maken van de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%).

Een inrichting voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld van een beeldscherm volgens de onderha-, vige uitvinding is een inrichting voor het implementeren 20 van de werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm zoals hierboven beschreven.

De voorgaande en andere voordelen, eigenschappen en effecten van de onderhavige uitvinding worden duidelijker aan de hand van de volgende beschrijving van de voorkeurs-25 uitvoeringsvormen onder verwijzing naar de bij gevoegde figuren.

Korte beschrijving van de figuren 30 Figuur 1 is een blokdiagram waarmee de constructie van een inrichting voor het implementeren van een werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt weergegeven;

Figuur 2 is een lichtbaandiagram waarop een positio-35 nele relatie tussen een detectie-oppervlak 31 van een camera en een beeldscherm 5 van een te evalueren beeld-scherminrichting wordt weergegeven; Λ Λ O O O O * 5

Figuur 3(a) toont hoe een visueel veld 33, dat geassocieerd is met het cameradetectie-oppervlak 31, met een bewegingssnelheid vc beweegt om een meetpatroon P te volgen dat met een snelheid vp beweegt zoals weergegeven met 5 een pijl;

Figuur 3 (b) toont een helderheidsdistributiediagram van het meetpatroon P dat wordt gedetecteerd door het cameradetectie-oppervlak 31;

Figuur 3(c) toont een helderheidsverdelingsdiagram 10 van het meetpatroon P dat wordt geobserveerd wanneer een beeld van het meetpatroon P wordt opgenomen met de minste vervaging;

Figuur 4 is een grafiek waarop de responscurven MPRC(t) van het bewegend beeld voor verschillende te eva-15 lueren beeldscherminrichtingen worden weergegeven;

Figuur 5 is een grafiek waarop schematisch een rand-gedeelte van een typische responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld in figuur 4 op vergrote schaal wordt weergegeven; 20 Figuur 6 is een grafiek waarop genormaliseerde func ties MTF(N_Sf), die zijn verkregen door gebruik te maken van de respectievelijk responscurven MPRC(t) van het bewegend beeld in figuur 4 als functies van een genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf, worden weergegeven; 25 Figuur 7 is een grafiek die de relaties weergeeft tussen een vervagingstijd N_BET en N_Sf(50%) van een bewegend beeld van de verschillende te evalueren beeldscherminrichtingen; en

Figuur 8 toont een grafiek waarop contrastgevoelighe-30 den zijn weergegeven die respectievelijk uitgezet zijn als functies van de ruimtelijke frequentie wanneer streeppa-troonafbeeldingen worden geobserveerd.

Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerings-35 vormen • * 6

Figuur 1 toont een blokdiagram waarop de constructie van een inrichting voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld van een beeldscherm wordt getoond voor het implementeren van een werkwijze voor evaluatie van een 5 beeldscherm volgens de onderhavige uitvinding.

De inrichting voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld van het beeldscherm omvat een galvano-meterspiegel 2 en een camera 3 die via de galvanometer-spiegel 2 een beeld opneemt van een beeldscherm 5 van een 10 te evalueren beeldscherminrichting.

De galvanometerspiegel 2 omvat een spiegel die bevestigd is aan een rotatie-as van een permanente magneet die op een roteerbare wijze in een magnetisch veld is geplaatst dat gegenereerd wordt door het voeren van een 15 electrische stroom door een spoel, zodat de spiegel geleidelijk en snel kan worden geroteerd.

De camera 3 heeft een visueel veld dat het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting gedeeltelijk of geheel bestrijkt.

20 De galvanometerspiegel 2 is tussen de camera 3 en het beeldscherm 5 geplaatst, zodat het visuele veld van de camera 3 lineair beweegbaar is (hierna "in een scanrichting" genoemd) over het beeldscherm 5 volgens de rotatie van de galvanometerspiegel 2.

25 Een roterend aandrijfsignaal wordt door een galvano- meterspiegelaandrijfbesturing 7 vanuit een computercontro-legedeelte 6 naar de galvanometerspiegel 2 verzonden.

Een beeldsignaal dat verkregen wordt door de camera 3, wordt door een afbeeldingopname I/O-plaat 8 naar het 30 computerbesturingsgedeelte 6 gevoerd.

In plaats van de combinatie van de galvanometerspiegel 2 en de camera 3 die afzonderlijk zijn verschaft, kan een combinatie van een draaibasis, een camera zoals een lichtgewicht digitale camera die geplaatst is op de draai-35 basis, en een rotatie-aandrijfmotor voor rotatiegewijs aandrijven van de rotatiebasis worden gebruikt.

7

Een beeldschermbesturingssignaal voor selectie van het beeldscherm 5 wordt vanuit het computerbesturingsge-deelte 6 naar een beeldsigriaalgenerator 9 verzonden. De beeldsignaalgenerator 9 verschaft een beeldsignaal (opge-5 slagen in een beeldgeheugen 9a) voor weergave van een meetpatroon P als een bewegende afbeelding naar de te evalueren beeldscherminrichting op basis van het beeldschermbesturingssignaal .

Verder is een vloeibare kristallenmonitor 10 verbon-10 den met het computerbesturingsgedeelte 6.

Figuur 2 toont een lichtbaandiagram waarop een positionele relatie tussen een detectie-oppervlak 31 van de camera 3 en het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting is weergegeven. j 15 Lichtstralen van het beeldscherm 5 binnen visuele j veld 33 van de camera 3 worden op de galvanospiegel 2 gereflecteerd en vallen in een lens van de camera 3, om daardoor te worden gedetecteerd door het detectie- j oppervlak 3 van de camera 3. Een spiegelbeeld 32 van het i 20 detectie-oppervlak 31 van de camera 3 die op de achterzijde van de galvanometer 2 wordt gevormd is weergegeven met een onderbroken lijn.

Een afstand tussen de te evalueren beeldscherminrichting en de galvanometerspiegel 2 zoals gemeten langs de 25 lichtbaan is weergegeven met L. Verder is een afstand tussen de te evalueren beeldscherminrichting en de lens zoals gemeten langs de lichtbaan weergegeven met a, en een afstand tussen de lens en het detectie-oppervlak 31 is weergegeven met b. Wanneer de lens een bekende brandpuntsaf-30 stand f bezit, kan een relatie tussen a en b worden bepaald door de volgende vergelijking: l/f=l/a+l/b Λ Λ O O Q Q ft 35 Hierbij is aangenomen dat voor detectie het beeld scherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting wordt gescand langs een X-as en het detectie-oppervlak 31 van de 8 camera 3 wordt gescand langs een Y-as. Het nulpunt XO van de X-as is in het centrum van het beeldscherm van de te evalueren beeldscherminrichting gepositioneerd, en het nulpunt YO van de Y-as is op het detectie-oppervlak gepo-5 sitioneerd corresponderend met het nulpunt XO. Wanneer de lens van de camera 3 een vergroting M heeft, is aan de volgende vergelijking voldaan:

X = MY

10

De vergroting M is bij gebruik van de afstanden a en b, uitgedrukt door: M—Jb/a 15

Wanneer de galvanometerspiegel 3 over een hoek <p wordt geroteerd, wordt een positie op het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting over een hoek 2φ verschoven om de rotatie-as van de spiegel van de galvono-20 meter 2. Een verschuiving langs de X-as op het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting corresponderend met de hoek 2cp wordt uitgedrukt door: X=Ltan2<p 25

Deze vergelijking wordt als volgt getransformeerd: (p=arctan (X/L) /2 30 De voornoemde vergelijking X=Ltan2<p wordt gedifferen tieerd naar de tijd om de volgende vergelijking te verschaffen: v=2Lmcos"2 (2<p) 35 J Λ «« - ^ - * 9 waarbij v de bewegingssnelheid is van het visuele veld 33 op het beeldscherm, en ω de zichthoekrotatiesnelheid van de galvanometerspiegel (o=d<p/dt) is.

Wanneer de hoek φ zeer klein is, wordt cos2(2<p) be-5 schouwd als cos2 (2φ) -»1. De bovengenoemde vergelijking wordt daardoor als volgt getransformeerd:

co=v/2L

IQ Dit betekent dat de bewegingssnelheid v van het visu ele veld 33 op het beeldscherm proportioneel is met de zichthoekrotatiesnelheid ω van de galvanometerspiegel.

De inventieve werkwijze voor beeldschermevaluatie zal vervolgens worden beschreven onder verwijzing naar de fi-15 guren 3(a) tot en met 3(c).

Het op het beeldscherm 5 van de te evalueren beeld-scherminrichting weer te geven meetpatroon P is een meet-patroon P dat een band omvat met een voorafbepaalde breedte zoals gemeten in de scanrichting, en met een helderheid 20 die hoger is dan de achtergrond daarvan.

Wanneer de galvanometerspiegel 2 met een bepaalde zichthoeksnelheid wordt geroteerd volgens de beweging van het meetpatroon P op het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting, wordt een beeld van het meetpatroon 25 P opgenomen door de camera 3. Tijdens rotatie van de galvanometerspiegel 2 is de apertuur van de camera 3 geopend.

Figuur 3(a) toont hoe het visuele veld 33 dat geassocieerd is met het cameradetectie-oppervlak 31 met een bewegingssnelheid vc beweegt om het meetpatroon P te volgen 30 dat met een snelheid vp beweegt zoals weergegeven door middel van een pijl.

De figuren 3 (b) en 3 (c) tonen elk een helderheidsdis-tributie van een beeld dat wordt gedetecteerd door het cameradetectie-oppervlak 31.

35 In de figuren 3 (b) en 3(c) geven de abscis een beeld- puntpositie aan in een reeks beeldpunten die in de scanrichting zijn opgesteld, en geeft de ordinaat een helder- Λ Λ Λ Λ O ft ö 1° heid weer. De zichthoekrotatiesnelheid ω van de galvanome-terspiegel 2 wordt veranderd, en een zichthoekrotatiesnelheid die wordt geobserveerd wanneer de afbeelding van het meetpatroon P met de minste helderheid wordt opgenomen, 5 wordt gedefinieerd als ωΟ. Op deze tijd is de bewegings-snelheid vc van het visuele veld 33 gelijk aan de bewe-gingssnelheid vp van het meetpatroon P.

Figuur 3(c) toont in het bijzonder een beeld van het meetpatroon P dat wordt geobserveerd wanneer de zichthoek-10 rotatiesnelheid ωΟ is.

In de hiervoor genoemde toelichting, wordt de zichthoekrotatiesnelheid ω veranderd en wordt de zichthoekrotatiesnelheid die wordt geobserveerd wanneer het beeld van het meetpatroon P met de minste vervaging wordt opgenomen, 15 gedefinieerd als ωΟ. Op alternatieve wijze, wanneer de belichtingstijd van de camera 3 zeer kort wordt ingesteld en beeld van het meetpatroon P tijdens de rotatie van de gal-vanometerspiegel 2 meerdere malen worden opgenomen, kan een zichthoekrotatiesnelheid die wordt geobserveerd wan-20 neer de beweging van het meetpatroon P in de scanrichting wordt geminimaliseerd, zoals te zien in de opgenomen beeld, kan worden gedefinieerd als ωΟ.

Hierna worden een responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld en een responscurve MPRC(t) van het bewegend 25 beeld beschreven.

De helderheidsdistributie van het beeld van het meetpatroon P dat wordt gedetecteerd door het cameradetectie-oppervlak 31 zoals hiervoor beschreven (figuur 3 (b) of 3(c)) wordt gedefinieerd als de responscurve MPRC(y) van 30 het bewegend beeld. Hierin is y de beeldpuntcoördinaat van de camera 3 zoals hiervoor beschreven.

Eenvoudig gesteld is de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld een curve die wordt verkregen door de abscis y van de responscurve MPRC(y) van het bewegend 35 beeld om te zetten in tijd (door omzetting van de y-as naar een tijdsas).

11

Wanneer de verhouding van het aantal beeldpunten van het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrich-ting ten opzichte van het aantal beeldpunten van het came-radetectie-oppervlak 31 dat is geassocieerd met het beeld-5 scherm 5 wordt gedefinieerd als R, wordt de ratio R uitgedrukt als: R= (PiLCD/Picco) Mopt 10' waarbij een subscript "LCD" het beeldscherm van de te evalueren beeldscherminrichting aangeeft (het te evalueren beeldscherm is niet beperkt tot de LCD in de onderhavige uitvinding), en een· subscript "CCD" geeft het detectie-oppervlak van de camera aan (de camera is niet beperkt tot 15 de CCD in de onderhavige uitvinding) . Verder is PÏlcd de beeldpuntsafstand van het beeldscherm van de te evalueren beeldscherminrichting, is PÏccd de beeldpuntsafstand van het detectie-oppervlak van de camera 3, en is Mopt de vergroting van de camera 3 (Mopt is gelijk aan de hiervoor be-20 schreven vergroting M).

Een relatie tussen de coördinaat XlcD op het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting en de beeldpuntcoördinaat y van de camera 3 (verkregen door omzetting van de coördinaat y op het detectie-oppervlak van 25 de camera 3 naar een beeldpuntnummer) wordt uitgedrukt door:

Xlcd= (PÏlcd/R) y 30 De zichthoek Θ van de coördinaat XLCD wordt uitgedrukt door: 0=arctan (Xlcd/s) 35 waarbij a de afstand is tussen het te evalueren beeldscherminrichting en de lens zoals hiervoor beschreven.

4 Λ n o o fi * 12

Wanneer een zichthoeksnelheid van het beeldscherm 5 van de te evalueren beeldscherminrichting wordt gedefinieerd als νθ, wordt een relatie tussen de zichthoeksnelheid νθ en een snelheid (dy/dt) langs de reeks van beeldpunten . 5 op het detectie-oppervlak van de camera 3 uitgedrukt door: V0=d0/dt= (1/a) (dXLCD/dt) = (PiLCD/aR) dy/dt waarbij t tijd is. Deze vergelijking is echter een benaderende uitdrukking wanneer a voldoende groot is.

10 Wanneer de zichthoeksnelheid νθ constant is, kan het beeldpuntnummer op het detectie-oppervlak van de camera 3 en de tijd door deze vergelijking met elkaar gecorreleerd worden. Wanneer een verandering in het beeldpuntnummer op een detectie-oppervlak van de camera 3 is gedefinieerd als 15 Ay en een verandering in de tijd is gedefinieerd door At, wordt de volgende vergelijking verkregen:

Ay= (aRV0/Pix,CD) At 20 Met deze vergelijking kan de vervaging van het beeld op het detectie-oppervlak van de camera 3 worden omgezet naar een tijdspanne. De abscis y van de responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld, dat de helderheidsverde-ling is van het beeld van het meetpatroon P dat wordt ge-25 detecteerd door het cameradetectie-oppervlak 31, wordt geconverteerd naar de tijd t, waardoor de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld wordt verkregen.

Figuur 4 is een grafiek die typische profielen illustreert van het bewegend beeld responscurve MPRC(t) van 30 van randen voorzien meetpatroon P (een gedeelte is aangegeven met een verwij zingsletter A in figuur 3 (c)) . In figuur 4 is de helderheid I als de ordinaat uitgezet en is de tijd als de abscis uitgezet. De helderheid I op de ordinaat is genormaliseerd tussen 0 en 1. Een helderheid I 35 van 1 correspondeert met het helderste gedeelte van het meetpatroon P, en een helderheid I van 0 correspondeert met het donkerste gedeelte van het meetpatroon P. Een punt 4 Λ O Λ Λ Λ « 13 op de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld waarop de helderheidswaarde op de abscis is verkleind tot ongeveer 0,9 is uitgelijnd op t=0.

In figuur 4 geeft "CRT" een kathodestraalbuis aan, 5 geeft "LCD" een vloeibare kristallen beeldscherminrichting aan, geeft "PC" een toepassing voor een personal computer aan, geeft "TV" een toepassing aan voor een televisietoestel aan en geeft "Mon" een toepassing aan voor een meetinstrument.

IQ In het algemeen, wanneer de responstijd van de te evalueren beeldscherminrichting voldoende kort is, is de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld zodanig dat de helderheid bij t<0 1 is, neemt vervolgens steil af rond t=0, en 0 bij t>0 is. Wanneer de responstijd van de te 15 evalueren beeldscherminrichting langer is, is de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld echter zodanig dat de helderheid gematigd gewijzigd is voor en na t=0.

Verwijzend naar figuur 4, neigt de helderheid voor alle beeldscherminrichtingen gematigd verkleind te worden 20 na t=0. Slechts in het geval van de TV-kathodestraalbuis CRT-TV ("cathode ray tube"), treedt een piep op. Dit is omdat voor de TV-kathodestraalbuis een randverbeterings-proces wordt uitgevoerd.

De kwaliteit van het bewegend beeld van de beeld-25 scherminrichting kan worden geëvalueerd door de steilheid van de neerwaartse helling van de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld rond t=0 te kwantificeren.

Figuur 5 is een grafiek die op een vergrote schaal schematisch een randgedeelte illustreert van de respons-30 curve MPRC(t) van het bewegend beeld in figuur 4.

Een maximum waarde van de helderheid is gedefinieerd als Imax en een minimum waarde van de helderheid is gedefinieerd als Imin. Een helderheid die met een zeker percentage (bijvoorbeeld 10%) kleiner is dan Imax is gedefi-35 nieerd als Imax,th, en een helderheid die met een zeker percentage (bijvoorbeeld 10%) groter is dan Imin is gedefinieerd als Imin,th. Een tijdsperiode tussen een tijdpunt Λ Λ O O O Π e 14 met Imax,th en een tijdpunt met Imin,th is weergegeven als vervagingstijd van het bewegend.beeld "normalized blurred edge time" (genormaliseerde vervaagde rand tijd) N_BET.

Op conventionele wijze zijn bewegend beeldvervagings-5 tijden NMBET van de te evalueren bèeldscherminrichting voor verschillende toonhoogten vooraf bepaald, en zijn een gemiddelde waarde, een maximum waarde, een minimum waarde en dergelijke van het bewegend beeldvervagingstijden N_BET bepaald en toegepast als kwaliteitsindices van de beeld-10 scherminrichting.

In de onderhavige uitvinding wordt verder het volgende proces uitgevoerd.

Eerst wordt de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld bepaald op basis van de helderheidsdistributie van 15 de afbeelding van het meetpatroon P, dat wil zeggen, de responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld. De conversie van MPRC(y) naar MPRC(t) wordt op de voornoemde wijze uitgevoerd.

Vervolgens wordt de responscurve MPRC(t) van het be-20 wegend beeld getransformeerd naar een MTF.

De MTF wordt verkregen uit de volgende vergelijking: MTF(N_Sf)=JV0MPRC(t)sinc(N_Sf t)dt ...(1) 25 Een integratie-interval dient in principe een meetpe- riode te overspannen, maar kan worden uitgebreid door in de feitelijke integratie een voorafbepaalde periode aan de meetperiode toe te voegen.

In feite wordt in de transformatie het FFT ("Fast 30 Fourier Transform", snelle Fourier-transformatie) algoritme gebruikt voor deling door een frequentie. In dit geval wordt tevens de voorafbepaalde periode toegevoegd. Teneinde het probleem .te elimineren dat geassocieerd is met de grensgebieden, wordt een correctie doorgevoerd door middel 35 van weging door één of verschillende weegfuncties zoals een COS-functie of het gemiddelde op nul (in) te stellen.

4 Λ η η Λ Λ .

15

In de vergelijking (1), sinc (x) =sin (nx)/nx, V0 is de zichthoeksnelheid van het beeld van de bewegende afbeelding, en is N_Sf een genormaliseerde ruimtelijke frequentie.

5 In de voornoemde werkwijze wordt de MTF verkregen door de conversie van de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld die verkregen is op basis van de helderheids-distributie van het beeld van het meetpatroon P, dat wil zeggen, de responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld.

10 Op alternatieve wijze kan de MTF worden verkregen uit de volgende vergelijking nadat y van de responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld wordt geconverteerd naar de zichthoek 0 en vervolgens wordt genormaliseerd. Wanneer de responscurve MPRC(y) van het bewegend beeld wordt getrans-15 formeerd naar een responscurve MPRC(0) van het bewegend beeld gebaseerd op de zichthoek Θ, wordt de MTF verkregen uit de volgende vergelijking: MTF(Sf)=/MPRC(0)sinc(Sf 0)d0...(2) 20 waarbij 0 de zichthoek is van het beeld van het bewegend beeld, en Sf een ruimtelijke frequentie is (in eenheden van omwenteling/graad) van MPRC(0). Een integratiebereik dient in principe een zichthoekmeetbereik te overspannen, 25 maar kan worden uitgebreid door in de feitelijke integratie een voorafbepaald bereik aan het meetbereik toe te voegen.

Aangezien de zichthoek 0 een product is van zichthoeksnelheid V0 van het beeld van het bewegend beeld, en 30 de tijd t, wordt de zichthoek 0 naar de tijd t geconverteerd onder gebruik van de volgende vergelijking: 0=t·V0 35 Als resultaat wordt de volgende conversievergelijking verkregen: 16 MTF(N_Sf)=;veMPRC(t)sinc(N_Sf t)dt

De MTF is een functie van de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf, waarbij N_Sf=V9.Sf.

5 Dit is hetzelfde als de voornoemde vergelijking (1).

Figuur 6 is een grafiek die genormaliseerde MTFs MTF(N_Sf) weergeeft die verkregen zijn door gebruik te maken van de responscurven MPRC(t) van het bewegend beeld van het meetpatroon met een rand in figuur 4 als functie 10 van de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf.

De profielen van de functies MTF(N_Sf) geven elk de graad van de vervaging van het beeld weer. Wanneer de MTF-waarde over een groot bereik van de genormaliseerde tu-ruimtelijke frequentie N_Sf 1 is (100%) is de vervaging 15 geminimaliseerd. In het algemeen wordt de MTF-waarde verkleind vanaf (100%) wanneer de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf toeneemt. Daardoor wordt een punt waarop de MTF-waarde begint toe te nemen, omgezet in een getal en gebruikt als een index die de graad van vervaging van het 20 beeld van het bewegend beeld weergeeft. In het geval van de CRT-Mon, heeft de MTF(N_Sf) curve een gedeelte waarin MTFwaarde>l (100%) . Dit is omdat een randverbeteringspro-ces wordt uitgevoerd zoals hiervoor beschreven. Daarom wordt een genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf ge-25 meten waarop de MTF-waarde a% kleiner is dan 1 (100%). Deze genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf is gedefinieerd als N_Sf(a%). De speciale frequentie N_Sf(a%) is een index waarmee de zichtbaarheid van het bewegend beeld-patroon wordt weergegeven. Oftewel, de speciale frequentie 30 N_Sf(a%) wordt beschouwd als een maximale ruimtelijke frequentie waarop het beeld van het bewegend beeldpatroon acceptabel is.

Relaties tussen de vervagingstijd N_BET van het bewegend beeld, de genormaliseerde ruimtelijke frequentie 35 N_Sf(50%) en de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(80%) voor de respectievelijke beeldscherminrichtingen zijn getoond in Tabel 1.

. . Λ λ £ 17

Tabel 1 N-BET (msec) N-Spatial N-spatial

Frequentie (MTF50) Frequency (MTF80)_

Gem. Max. Min. Gem. Max. Min. Gem. Max.__Min.

LCD-PC 28,7 37,6 13,1 21,2 37,1 14,4 11,1 21,7 7,7 LCD-TV 22,6 45,3 14,1 '25,0 34,4 10,9 12,8 19,3 6,7 “over drive'uit ___ LCD-TV 16,9 45,4 13,7 30,6 34,8 25,2 16,9 21,8 7.6 “over drive"aan__________ PDP 9,9 36,4 6,6 63,3 79,1 36,3 34,8 46,4 7,4 CRT-Mon 6,8 19,8 4,9 100,5 108,1 75,9 39,1 49,2 12,0 CRT-TV 2,8 7,0 1,5 191,1 208,4 160,4 157,6 180,4 134,0

In Tabel 1 zijn de vervagingstijden N_BET van het be-5 wegend beeld berekend door gebruik te maken van de werkwijze zoals getoond in figuur 5. "Gem.", "Max." en "Min.", geven respectievelijk een gemiddelde waarde, een maximale waarde en een minimale waarde voor de waarden die gemeten zijn door gebruik te maken van 6 soorten meetpa-10 tronen met verschillende tonen.

Figuur 7 toont een grafiek waarin de N_BET gemiddelde waarde is uitgezet langs de abscis en N_Sf(50%) gemiddelde waarde en de N_Sf(80%) gemiddelde waarde zijn uitgezet langs de ordinaat. De grafiek toont dat er zekere correla-15 ties zijn tussen de N_BET gemiddelde waarde en de N_Sf(50%) gemiddelde waarde en tussen de N_BET gemiddelde waarde en de N-Sf(80%) gemiddelde waarde.

Dit betekent dat de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(a%) als een index dient voor evaluatie van de 20 competentie voor de weergave van het bewegend beeldpatroon van de te evalueren beeldscherminrichting.

4 Λ O o O O ft 18

Ondertussen is het tevens mogelijk om weergavecompe-tentie van het bewegend beeldpatroon te evalueren door gebruik te maken van een visibiliteitsparameter zoals een contrastgevoeligheid die op conventionele wijze wordt be-5 studeerd. Het is een empirisch feit dat het contrast van het geobserveerde beeld wordt verkleind wanneer de ruimtelijke frequentie van het beeldprofiel van het meetpatroon toeneemt. Daarom wordt de graad van afname van het contrast beschouwd als een functie van de ruimtelijke fre- 10 quentie van het beeld.

Figuur 8 toont een grafiek waarin de contrastgevoeligheid is uitgezet als functie van de ruimtelijke fre quentie die wordt verkregen wanneer een streeppatroonbeeld wordt geobserveerd. In figuur 8 corresponderen cirkels met 15 een monochromatisch streeppatroon met verschillende tonen (groen 526 nm) en corresponderen vierkanten met een dichromatisch rood- en -groen streeppatroon (rood 602 nm/groen 526 nm) (zie Muilen, K.T. "The Contrast Sensiti-vity of Human Color Vision to Red-Green and Blue-Yellow 20 Chromatic Gratings", J. Physiol., 359, 381-400 (1985)).

Een ruimtelijke frequentie corresponderend met een voorkeurswaarde voor de zichtbaarheidsgrens csf is hierin gedefinieerd als Sf(csf).

Een vervagingsgrens-zichthoeksnelheid V0, Vervagings-25 Grens kan worden verkregen door de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(50%) te delen door de ruimtelijke frequentie Sf(csf).

V0, VervagingsGrens=N_Sf(50%)/Sf(csf) 30

De genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(50%) van de LCD-PC ("personal computer liquid crystal display device", personal computer vloeibare kristallen beeld-scherminrichting) in Tabel 1 is bijvoorbeeld 21 gra-35 den/sec. Wanneer de voorkeursgrenswaarde voor zichtbaarheid een contrastgevoeligheid van 100 is, is de ruimtelijke frequentie Sf(csf=100) voor deze grenswaarde 3 cy- - . A « a Λ ft 19 cli/sec. zoals getoond in figuur 3. De vervagingsgrens-zichthoeksnelheid V0, VervagingsGrens wordt daarom als volgt bepaald: 5 V0,VervagingsGrens=7 graden/sec.

Op deze wijze kan de beeldscherminrichting worden geëvalueerd op basis van een intuïtief begrijpbaar concept, dat wil zeggen, de zichthoeksnelheid.

10 Volgens een verder aspect wordt een standaard zicht hoeksnelheid Vav van het bewegend beeld bepaald door de beeldscherminrichting te bekijken vanaf een zekere afstand. Een ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens Sf(grens) waarop de afbeelding onderscheidbaar begint te 15 vervagen kan worden bepaald met de volgende vergelijking:

Sf(grens)=N_Sf(50%)/Vav.

In het geval van een 32-inch beeldscherminrichting 20 met een beeldschermverhouding van 16/9, is de standaard zichtafstand bijvoorbeeld 1195 mm. Wanneer het voor het bewegend beeld 1 seconde duurt om van het ene uiteinde naar het andere uiteinde van de beeldscherminrichting te bewegen, is de zichthoeksnelheid Vav 18,9 graden/sec. Voor 25 de LCD-PC ("personal computer liquid crystal display devi-ce", personal computer vloeibare kristallen beeldscherminrichting) is de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(50%) 21 graden/sec. zoals hiervoor beschreven, en is de ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens Sf (grens) 30 als volgt:

Sf(grens)=21/18,9=1,1

Voor de CRT-Mon ("measurement instrument" CRT, meet-35 instrument CRT) is de ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens Sf(grens) als volgt: 1028896 20

Sf(grens)=100,5/18,9=5,3

In dit geval kan de beeldscherminrichting tevens worden geëvalueerd op basis van een intuïtief begrijpbaar 5 concept, dat wil zeggen, de ruimtelijke frequentie.

Alhoewel de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hierbij zijn beschreven, is de onderhavige uitvinding niet beperkt tot deze uitvoeringsvormen, maar kunnen de verschillende veranderingen worden doorgevoerd binnen 10 het bereik van de onderhavige uitvinding. Bijvoorbeeld, wanneer de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf wordt gemeten waarop de MTF-waarde met a% kleiner is dan 1, zijn 50% en 80% gebruikt als voorbeelden van het percentage a%. Echter het percentage a% is niet beperkt tot 15 deze waarde, maar elk percentage kan worden gebruikt.

De openbaarmaking van de Japanse octrooiaanvrage nr. 2004-152077 ingediend op 21 mei 2004 is hierin door verwijzing opgenomen.

1 0 9 fi 8 9 6

Claims

1. Een werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm voor het evalueren van een kwaliteit van een bewegend beeld van een beeldscherm op basis van verschuiving van een meetpatroon weergegeven op het beeldscherm, waarbij de 5 werkwijze de volgende stappen omvat: (a) het verschuiven van het meetpatroon over het beeldscherm, waarbij een beeld van het meetpatroon wordt opgenomen door te zorgen dat een visueel veld van een beeld-sensor de verschuiving van het meetpatroon volgt, en het 10 bepalen van een responscurve MPRC van. het bewegend beeld als functie van tijd op basis van het opgenomen beeld; (b) het omzetten van de responscurve MPRC(t) van het bewegend beeld naar een MTF ("modulation transfer function", modulatie-overdrachtsfunctie); 15 (c) het bepalen van een genormaliseerde ruimtelijke fre- quentiewaarde N_Sf(a%) waarop een MTF-waarde begint af te nemen met een voorafbepaald percentage a% van een hoogste helderheidsgedeelte van de MTF, waarbij de genormaliseerde ruimtelijke frequentie N_Sf(a%) betrekking heeft op een 20 bewegingszichthoeksnelheid V0 van het meetpatroon; en (d) het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis van de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%).

2. Werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm vol-25 gens conclusie 1, waarbij de stap (d) de volgende stappen omvat: het bepalen van een ruimtelijke frequentie Sf(csf) die correspondeert met een zichtbaarheidsgrenswaarde csf; het bepalen van een vervagingsgrens-zichthoeksnelheid 30 "V0,VervagingsGrens" door de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) te delen door de ruimtelijke frequentie Sf (csf); en het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis van de vervagingsgrens-5 zichthoeksnelheid "V9,VervagingsGrens".

3. Werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm volgens conclusie 1, waarbij de stap (d) de volgende stappen omvat: het bepalen van een standaard zichthoeksnelheid Vav 10 van het bewegend beeld; het bepalen van een ruimtelijke frequentie van een vervagingsgrens Sf(grens) door de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) te delen door de standaard zichthoeksnelheid Vav; en 15 het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld . van het beeldscherm op basis van de ruimtelijke frequentie van de vervagingsgrens Sf (grens).

4. Een werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm voor evaluatie van een kwaliteit van een bewegend beeld 20 van een beeldscherm op basis van verschuiving van een meetpatroon weergegeven op het beeldscherm, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: (a) het verschuiven van het meetpatroon over het beeldscherm, vervolgens het opnemen van een beeld van het meet-25 patroon door ervoor te zorgen dat een visueel veld van een beeldsensor de verschuiving van het meetpatroon volgt, en het bepalen van een responscurve van het bewegend beeld MPRC als functie van een hoek of een afstand die is geassocieerd met de hoek op basis van het opgenomen beeld; 30 (b) het omzetten van de responscurve MPRC(9) of MPRC(y) van het bewegend beeld naar een MTF ("modulation transfer function", modulatie-overdrachtsfunctie); (cl) het bepalen van een ruimtelijke frequentie Sf(a%) waarop een MTF-waarde begint af te nemen met een voorafbe-35 paald percentage a% vanaf een hoogste helderheidsgedeelte van de MTF; (c2) het omzetten van de ruimtelijke frequentiewaarde Sf(a%) naar een genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) welke betrekking heeft op een bewegings-zichthoeksnelheid νθ; en 5 (d) het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis van de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%).

5. Werkwijze voor evaluatie van een beeldscherm volgens conclusie 4, waarbij de stap (d) de volgende stappen 10 omvat: het bepalen van een ruimtelijke frequentie Sf(csf) die correspondeert met een zichtbaarheidsgrenswaarde csf; het bepalen van een vervagingsgrens-zichthoeksnelheid "νθ,VervagingsGrens" door de genormaliseerde ruimtelijke 15 frequentiewaarde N_Sf(a%) te delen door de ruimtelijke frequentie Sf(csf); en het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis van de vervagingsgrens-zichthoeksnelheid "V0,VervagingsGrens".

6. Werkwijze voor beeldschermevaluatie volgens con clusie 4, waarbij de stap (d) de volgende stappen omvat: het bepalen van een standaard zichthoeksnelheid Vav van het bewegend beeld; het bepalen van een ruimtelijke frequentie van een 25 vervagingsgrens Sf(grens) door de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) te delen door de standaard zichthoeksnelheid Vav; en het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis de ruimtelijke frequentie van 30 de vervagingsgrens Sf(grens).

7. Inrichting voor evaluatie van bewegend beeld van een beeldscherm voor het evalueren van een kwaliteit van een bewegend beeld van een beeldscherm op basis van verschuiving van een meetpatroon dat is weergegeven op het 35 beeldscherm, waarbij de inrichting omvat: (A) middelen voor het verschuiven van het meetpatroon over het beeldscherm, en het opnemen van een beeld van het 1 (I 0 O fl 0 ft meetpatroon door te zorgen dat een visueel veld van een beeldsensor de verschuiving van het meetpatroon volgt; (B) middelen voor het bepalen van een responscurve . MPRC van het bewegend beeld als een functie van tijd of een 5 hoek op basis van het opgenomen beeld van het meetpatroon; (C) middelen voor het omzetten van de responscurve van het bewegend beeld naar een MTF ("modulation transfer function", modulatie-overdrachtsfunctie); (D) middelen voor het bepalen van een genormaliseerde 10 ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) waarop een MTF- waarde begint af te nemen met een voorafbepaald percentage vanaf een hoogste helderheidsgedeelte van de MTF, waarbij de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%) . betrekking heeft op een bewegingszichthoeksnelheid V0 van 15 het meetpatroon; en (E) middelen voor het evalueren van de kwaliteit van het bewegend beeld van het beeldscherm op basis van de genormaliseerde ruimtelijke frequentiewaarde N_Sf(a%). -o-o-o- J Λ M ^ ^