TWI387342B - 動態模糊標準產生器及其產生方法 - Google Patents

Description

動態模糊標準產生器及其產生方法

本發明是有關於一種動態模糊量測，且特別是有關於一種動態模糊標準的產生器與產生方法。

90年代末期顯示器產生極大的變革，顯示器由傳統的CRT進入到百家爭鳴的時代，不同的顯示器技術紛紛展現挑戰CRT產品的可行性。這些新技術相較於傳統顯示器CRT有其優點，例如TFT-LCD擁有輕、薄、省電的優勢，但也伴隨著LC應答速度過慢以及暫態(Hold type)畫面播放模式導致動態模糊的缺點。所謂「Hold type」顯示方式，就是在一定的時間內顯示一個Frame影像，而在電視畫面中，這種Hold時間相當於一個垂直週期(16.7毫秒)。

當所播放的內容存在快速移動的畫面時，若顯示器本身畫面切換速度無法搭配，則畫面會出現影像殘留的問題，而導致影像品質下降的現象。影像品質下降的現象可能包括亮度變低、色度偏移、對比下降、外型失真等問題產生，進而導致畫面模糊、失真等現象。所以顯示器響應時間的快慢及播放驅動方式為動態影像品質極為重要的指標參數。針對動態影像品質的量測而言，可以對該顯示器進行「動態模糊」(motion blur)的量測，作為頻估顯示器動態影像品質極為重要的指標參數。

圖1A~1C說明一般量測設備對顯示器進行「動態模糊」量測中，對於動態模糊的定義。首先由量測設備產生測試圖樣(test pattern)信號給待測量的顯示器，使該顯示器顯示出對應的測試圖樣。圖1A所示為該顯示器所顯示出的測試圖樣。此測試圖樣基本上是一個黑色方塊以一穩定速度v自左向右移動。一般而言，速度v的單位是ppf(pixel per frame)。量測設備的攝影機(camera)對顯示器的局部畫面10進行拍攝/感測(perceive)。

圖1B所示為該量測設備的攝影機所感測到的動態模糊影像(motion blur image)。原本測試圖樣中的黑色與白色之間具有一銳利(黑白分明)的邊緣(edge)。由於測試圖樣中的黑色方塊是以速度v移動，致使量測設備的攝影機所感測到的前述邊緣是模糊邊緣(blur edge)。顯示器業界已將顯示器動態模糊的特性列為顯示器產品極為重要的規格參數，目前也有市售量測設備可提供量測。然而，不同量測設備所量測的結果不盡相同，使得透過不同量測設備所量測得到的數據不具可比較性，也因此往往產生爭議。

圖1C是說明圖1B畫面中沿A-A’線的亮度曲線。圖1C的縱軸表示像素亮度，橫軸表示圖1B畫面中沿A-A’線的相對位置。從圖1C的曲線可知，圖1B畫面左邊為亮度0.0的黑色畫面，右邊為亮度1.0的白色畫面。在黑色畫面與白色畫面之間，具有漸層的模糊邊緣。在此定義，介於亮度0.1至亮度0.9之間的畫面寬度為「模糊邊緣寬度」。

對於液晶顯示器產生的拖影現象，目前也有許多量測設備針對該現象量測並推得動態反應時間，目的為了評估出由於液晶反應時間及播放驅動方式造成的差異性。顯示器產業的競爭，帶動了產業界對影像品質與產品品質的重視，因此動態模糊量測設備的標準則格外受到重視。國際上有許多標準與標準組織，也針對動態參數有許多討論。目前相關動態參數量測設備尚還缺乏標準公正性，與國外所開發量測設備的量測值有差異。各個量測設備所產生量測值的準確性受到質疑。例如ICDM(IEEE International Conference on Data Mining series)於97年以各個不同的動態模糊量測設備對同一個受測顯示器(韓國三星公司的顯示器)進行動態模糊量測，進而比對其量測結果之異同。其部份結果如表一所示。

表一的橫軸表示測試圖樣的測試條件，其中「0階至139階」表示測試圖樣由左至右的灰階為0階至139階，「139階至255階」表示測試圖樣由左至右的灰階為139階至255階，「255階至139階」表示測試圖樣由左至右的灰階為255階至139階。表一的縱軸表示動態模糊量測設備的廠商別。表一是EBET(Ex-tended Blurred Edge Time)比對值，以就是用遷移時間除以相對輝度的10%和90%的臨界值，其單位為毫秒(ms)。

由表一可以發現，各個廠商的動態模糊量測設備仍存在有相當差異。此結果說明了：

第一，量測儀器的推算方法有差異性；

第二，量測方法之不同亦導致結果不同；

第三，面板的穩定性造成許多量測上的雜訊。

如前所述，不同量測設備所量測的結果不盡相同，對於動態模糊邊界的定義也不一致。目前沒有比對標準件可以提供量測設備校正之使用。再者，目前也沒有明確的動態模糊定義方式，況且模糊寬度及反應時間與人眼相關性仍需討論。綜觀其問題為由於各檢測設備的設計差異，目前尚無量測標準可供校正。

本發明提供一種動態模糊標準的產生器與產生方法，利用表面印有至少一測試圖樣的動態模糊標準片，提供待校正的量測儀器一個客觀的動態模糊標準。

本發明提出一種動態模糊標準產生器，包括動態模糊標準片以及傳動單元。動態模糊標準片的表面印有至少一測試圖樣。傳動單元傳動該動態模糊標準片，以提供動態模糊標準給待校正的動態模糊量測設備進行動態模糊量測。

本發明提出一種動態模糊標準產生方法，包括：於待校正的動態模糊量測設備前提供一動態模糊標準片，其中此動態模糊標準片的表面印有至少一測試圖樣；以及傳動該動態模糊標準片，以提供一動態模糊標準給動態模糊量測設備進行動態模糊量測。

基於上述，動態模糊標準產生器與產生方法藉由傳動動態模糊標準片而提供動態模糊標準。此動態模糊標準可用於校正動態響應時間量測設備或動態模糊量測設備。另外在部分實施例中，動態模糊標準片透過所提供的標準光源，可模擬閃爍光源、局部調暗、亮度可控制、色溫可控制之功能。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

如前所述，不同量測設備所量測的結果不盡相同，對於動態模糊邊界的定義也不一致。因此，下述實施例中動態模糊標準產生器所產生的穩定已知動態模糊標準可提供量測設備的校正參考(標準比對依據)，以及作為釐清動態模糊量測問題之工具。

圖2A是依照本發明實施例說明一種動態模糊標準產生器的方塊示意圖。動態模糊標準產生器200包括動態模糊標準片210以及傳動單元220。動態模糊標準片210的表面印有至少一個測試圖樣。該測試圖樣可以是設計過的模糊化邊緣圖樣(模糊寬度圖樣)、物理上銳利邊緣圖樣等。傳動單元220可以傳動或移動前述動態模糊標準片210。傳動單元220傳動動態模糊標準片210的方式，可以是左右移動、上下移動、轉動、擺動、捲動、或是其他任何方式的移動。由傳動動態模糊標準片210，可以提供動態模糊標準給待校正的動態模糊量測設備100進行動態模糊量測。

圖2B是依照本發明一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器200的立體示意圖。動態模糊標準片210的表面印有一個測試圖樣211，該測試圖樣211包括至少一寬度可調變之圖樣。圖3A說明圖2A中動態模糊標準片210的一種範例。圖3A所示的動態模糊標準片210是長條帶狀的標準片，此標準片的頭尾相接而形成環狀的標準片，如圖2B所示。圖3A所示動態模糊標準片210的表面僅印有一個測試圖樣211。此測試圖樣211僅有一個黑色方塊。在黑色方塊周圍為白色。因此在黑色方塊周圍形成銳利邊緣。藉由控制動態模糊標準片210的傳動速度可以調變測試圖樣211的模糊寬度。因此，在動態模糊標準片210實現了一個寬度可調變之圖樣。

於圖2B所示的實施例中，動態模糊標準片210除了測試圖樣211外，更包括同步檢速圖樣219。圖3B說明圖2B中動態模糊標準片210的一種範例。圖3B與圖3A二者不同之處，在於圖3B所示的動態模糊標準片210表面印有同步檢速圖樣219。同步檢速圖樣219可以是黑白相間的多個方塊，也可以其他任何圖樣實現同步檢速圖樣219。同步檢速圖樣219可以用來提供動態模糊量測設備100使用，以檢測動態模糊標準片210的傳動狀態。

所屬技術領域之技藝者可以其他任何方式實現動態模糊標準片210。例如，圖3C是依照本發明另一實施例說明動態模糊標準片210。圖3C與圖3A二者不同之處，在於圖3C所示的動態模糊標準片210表面所印製的測試圖樣212是具物理上銳利邊緣或物理上模糊邊緣的測試圖樣。藉由決定測試圖樣212的漸層距離可以決定其模糊寬度。另外，藉由控制動態模糊標準片210的轉速也可以調變測試圖樣212的模糊寬度。因此，在動態模糊標準片210實現了一個寬度可調變之圖樣。當然，動態模糊標準片210的表面可能同時印有多個測試圖樣。圖3D是依照本發明又一實施例說明動態模糊標準片210。圖3D與圖3A二者不同之處，在於圖3D所示的動態模糊標準片210表面印有測試圖樣211、測試圖樣212以及同步檢速圖樣219。圖3E是依照本發明又一實施例說明動態模糊標準片210。圖3E與圖3D二者不同之處，在於圖3E所示的動態模糊標準片210表面所印製測試圖樣211、測試圖樣212的配置方式不同於圖3D。上述該測試圖樣211、212除有黑白與灰階之選擇，也可以選擇各種顏色，泛稱為色階可調變之圖樣所組成。

請繼續參照圖2B。利用傳動單元220驅動兩組或兩組以上之轉軸201，因此可控制轉軸201的轉速。藉由轉軸201的旋轉，捲動了經設計的動態模糊標準片210。藉由穩定速度捲動動態模糊標準片210，因此動態模糊標準產生器200可以提供動態模糊標準給待校正的動態模糊量測設備100。

一般動態模糊量測設備100可能具有攝影機110、感應器130以及資料處理器120。當欲使用動態模糊量測設備100對顯示器(未繪示)進行動態模糊量測時，攝影機110可以拍攝/感測待量測的顯示器(未繪示)的局部畫面。感應器130可以檢測待量測的顯示器(未繪示)的畫面移動速度。資料處理器120處理感應器130與攝影機110所輸出的資料，以進行動態模糊量測。各廠商所提供的動態模糊量測設備100，其進行動態模糊量測的過程與其中的演算法不盡相同，在此不再一一贅述。

當欲使用動態模糊量測設備100進行量測校正時，可以使攝影機110拍攝/感測產生器200中動態模糊標準片210的測試圖樣211，同時以感應器130檢測動態模糊標準片210的同步檢速圖樣219。藉由感應器130檢測動態模糊標準片210的傳動狀態，可以使待校正的量測設備100與動態模糊標準片210達到同步(例如進行同步檢速)。另外，亦可透過檢測同步檢速圖樣219所產生的訊號，而得到動態模糊標準片210之轉速。由於動態模糊標準產生器200所提供的動態模糊標準(含轉速與模糊寬度)是穩定且已知的，因此動態模糊量測設備100可以依據此動態模糊標準來校正量測結果。各廠商所提供的動態模糊量測設備100，其內建的校正機制不盡相同，在此不再一一贅述。

圖4是依照本發明另一實施例說明動態模糊標準產生器的方塊示意圖。動態模糊標準產生器400包括動態模糊標準片210、傳動單元220、光源單元230、偵測器240以及控制單元250。動態模糊標準產生器400相似於動態模糊標準產生器200，二者不同之處在於：動態模糊標準產生器400使用光源單元230提供標準光源至動態模糊標準片210。其中，光源單元230可以利用發光二極體或冷陰極燈管或其他方式提供該標準光源。

圖5A~5B是依照本發明實施例說明光源單元230的配置方式。對於動態模糊標準片210而言，光源單元230可以與待校正的動態模糊量測設備100配置於同一側，而以前光源方式提供標準光源至動態模糊標準片210(如圖5A所示)。或者，光源單元230可以與動態模糊量測設備100配置於動態模糊標準片210的不同側，而以背光源方式提供標準光源至動態模糊標準片210(如圖5B所示)。

請繼續參照圖4。在動態模糊標準產生器400中，偵測器240偵測動態模糊標準片210的傳動狀態。控制單元250耦接至光源單元230與偵測器240。依據偵測器240的偵測結果，控制單元250可以控制光源單元230，使該標準光源與動態模糊標準片210的傳動狀態同步化。例如，光源單元230可以依據控制單元250的控制，而調整標準光源的亮度、色溫、閃爍特性。

圖6是依照本發明一實施例說明圖4中動態模糊標準產生器400的立體示意圖。在此例中，動態模糊標準片210的表面同樣印有測試圖樣211與同步檢速圖樣219。藉由偵測器240偵測動態模糊標準片210中同步檢速圖樣219的傳動狀態，可以使光源單元230與動態模糊標準片210達到同步。另外，偵測器240偵測同步檢速圖樣219的結果可同時提供給動態模糊量測設備100使用。依據偵測器240的偵測結果，待校正的量測設備100可以與動態模糊標準片210達到同步。另外，待校正的量測設備100亦可透過偵測器240的偵測結果，而得到動態模糊標準片210之轉速。

請同時參照圖4與圖6，圖6中並未繪出光源單元230。光源單元230所提供的光源為穩定且可控制的標準光源。依據控制單元250的控制，光源單元230具亮度變化功能，或色溫可調功能，或區域調暗功能，或閃爍功能…等。目的為模擬現行或開發中提升動態反應時間或提升影像品質的功能。由於動態模糊標準產生器400所提供的動態模糊標準(含轉速與模糊寬度)是穩定且已知的，藉由光源單元230提供標準光源至動態模糊標準片210而得到動態模糊標準，因此動態模糊量測設備100可以依據此動態模糊標準來校正量測結果。

圖7是依照本發明另一實施例說明動態模糊標準產生器的方塊示意圖。此實施例的立體示意圖依然可以參照圖6。動態模糊標準產生器700包括動態模糊標準片210、傳動單元220、偵測器240以及控制單元250。動態模糊標準產生器700相似於動態模糊標準產生器200或400。其不同之處在於：動態模糊標準產生器700使用偵測器240偵測動態模糊標準片210的傳動狀態，以控制傳動單元220使動態模糊標準片210的移動速度維持在某一穩定速度。

在本實施例中，動態模糊標準片210除了測試圖樣211外，更包括同步檢速圖樣219。偵測器240偵測動態模糊標準片210表面的同步檢速圖樣219，以獲知動態模糊標準片210的傳動狀態。控制單元250耦接至傳動單元220與偵測器240。依據偵測器240的偵測結果，控制單元250控制傳動單元220，使動態模糊標準片210的移動速度維持在穩定速度。在另一實施例中，控制單元250更可以將偵測器240的偵測結果提供給動態模糊量測設備100使用。

上述圖2B、6僅以「捲動」為例說明傳動單元220傳動動態模糊標準片210的方式。所屬領域之技藝者可以任何方式移動標準片210。例如，傳動單元220可以「水平往復移動」(左右移動)的方式移動標準片210。圖8是依照本發明另一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器200的立體示意圖。傳動單元220具有滑軌221。動態模糊標準片210配制於滑軌221上。受傳動單元220的動力驅動，動態模糊標準片210可以沿滑軌221往復移動。在另一實施例中，若將滑軌221改為垂直方向，則傳動單元220可以「垂直往復移動」(上下移動)的方式移動標準片210。當然，在某些應用上，移動標準片210的「往復移動」方向可能是任意方向(任意角度)，而不只是水平或垂直方向而已。

又例如，傳動單元220可以「轉動」的方式移動標準片210。圖9是依照本發明又一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器200的立體示意圖。傳動單元220具有轉軸222。動態模糊標準片210配制於轉軸222上。受傳動單元220的動力驅動，動態模糊標準片210可以依轉軸222轉動。

再例如，傳動單元220可以「擺動」的方式移動標準片210。圖10是依照本發明再一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器200的立體示意圖。傳動單元220具有轉軸222。動態模糊標準片210配制於轉軸222上。受傳動單元220的動力驅動，動態模糊標準片210可以依轉軸222往復擺動。

綜上所述，上述諸實施例中藉由傳動動態模糊標準片210而提供動態模糊標準。此動態模糊標準可用於校正動態響應時間量測設備或動態模糊量測設備。另外在部分實施例中，動態模糊標準片透過所提供的標準光源，可模擬閃爍光源、局部調暗、亮度可控制、色溫可控制之功能。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．顯示器的局部畫面

100．．．動態模糊量測設備

110．．．攝影機

120．．．資料處理器

130．．．感應器

200、400、700．．．動態模糊標準產生器

201．．．轉軸

210．．．糊標準片

211、212．．．測試圖樣

219．．．同步檢速圖樣

220．．．傳動單元

221．．．滑軌

222．．．轉軸

230．．．光源單元

240．．．偵測器

250．．．控制單元

圖1A~1C說明一般量測設備對顯示器進行「動態模糊」量測中，對於動態模糊的定義。

圖2A是依照本發明實施例說明一種動態模糊標準產生器的方塊示意圖。

圖2B是依照本發明一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器的立體示意圖。

圖3A~3E是依照本發明實施例說明動態模糊標準片的各種範例。

圖4是依照本發明另一實施例說明動態模糊標準產生器的方塊示意圖。

圖5A~5B是依照本發明實施例說明光源單元的配置方式。

圖6是依照本發明一實施例說明圖4中動態模糊標準產生器的立體示意圖。

圖7是依照本發明另一實施例說明動態模糊標準產生器的方塊示意圖。

圖8是依照本發明另一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器的立體示意圖。

圖9是依照本發明又一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器的立體示意圖。

圖10是依照本發明再一實施例說明圖2A中動態模糊標準產生器的立體示意圖。

100．．．動態模糊量測設備

110．．．攝影機

120．．．資料處理器

130．．．感應器

200．．．動態模糊標準產生器

201．．．轉軸

210．．．糊標準片

211．．．測試圖樣

219．．．同步檢速圖樣

220．．．傳動單元

Claims (13)

1. 一種動態模糊標準產生器，包括：一動態模糊標準片，其表面印有至少一測試圖樣；一傳動單元，其傳動該動態模糊標準片以提供一動態模糊標準給待校正的一動態模糊量測設備進行動態模糊量測；一光源單元，用以提供一標準光源至該動態模糊標準片；一偵測器，用以偵測該動態模糊標準片的傳動狀態；以及一控制單元，耦接至該光源單元與該偵測器，用以依據該偵測器的偵測結果而控制該光源單元，使該標準光源與該動態模糊標準片的傳動狀態同步化。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動態模糊標準產生器，該測試圖樣包括至少一色階可調變之圖樣，該圖樣以一物理上銳利邊緣或物理上模糊邊緣與鄰近圖樣相接連。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之動態模糊標準產生器，該測試圖樣包括至少一寬度可調變之圖樣。
4. 如申請專利範圍第1項所述之動態模糊標準產生器，其中該光源單元利用發光二極體或冷陰極燈管提供該標準光源。
5. 如申請專利範圍第1項所述之動態模糊標準產生器，其中該光源單元依據該控制單元的控制，而調整該標準光源的亮度、色溫、閃爍特性。
6. 如申請專利範圍第1項所述之動態模糊標準產生器，其中該動態模糊標準片更包括一同步檢速圖樣，用以提供該動態模糊量測設備使用，該同步檢速圖樣為黑白相間方塊或其它任何圖樣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之動態模糊標準產生器，其中該動態模糊標準片更包括一同步檢速圖樣，該動態模糊標準產生器更包括：一偵測器，其偵測該同步檢速圖樣以獲知該動態模糊標準片的傳動狀態；以及一控制單元，耦接至該傳動單元與該偵測器，用以依據該偵測器的偵測結果而控制該傳動單元，使該動態模糊標準片的傳動速度維持在一穩定速度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之動態模糊標準產生器，其中該偵測器的偵測結果更提供給該動態模糊量測設備使用。
9. 一種動態模糊標準產生方法，包括：於待校正的一動態模糊量測設備前提供一動態模糊標準片，其表面印有至少一測試圖樣；傳動該動態模糊標準片，以提供一動態模糊標準給該動態模糊量測設備進行動態模糊量測；提供一標準光源至該動態模糊標準片；偵測該動態模糊標準片的傳動狀態，以獲得一偵測結果；以及 依據該偵測結果，使該標準光源與該動態模糊標準片的傳動狀態同步化。
10. 如申請專利範圍第9項所述之動態模糊標準產生方法，更包括調整該標準光源的亮度、色溫、閃爍特性。
11. 如申請專利範圍第9項所述之動態模糊標準產生方法，其中該動態模糊標準片更包括一同步檢速圖樣，用以提供該動態模糊量測設備使用。
12. 如申請專利範圍第9項所述之動態模糊標準產生方法，其中該動態模糊標準片更包括一同步檢速圖樣，而所述傳動該動態模糊標準片之步驟包括：偵測該同步檢速圖樣，以獲得一偵測結果；以及依據該偵測結果而移動該動態模糊標準片，使該動態模糊標準片的移動速度維持在一穩定速度。
13. 如申請專利範圍第9項所述之動態模糊標準產生方法，其中該動態模糊標準片更包括一同步檢速圖樣，而所述傳動該動態模糊標準片之步驟包括：偵測該同步檢速圖樣，以獲得一偵測結果；以及依據該偵測結果而傳動該動態模糊標準片，使該動態模糊標準片提供動態模糊量測設備進行同步檢速。