T∕CVIA 113-2023 激光显示散斑对比度的动态测试方法

DynamicMeasuringMethodof中国电子视像行业协会发布 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 4 4 4 6 6 7 7 8 9 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：上海唯视锐光电技术有限公司、上海电机学院、青岛海信激光显示股份有限公司、四川长虹电器股份有限公司、中国华录集团有限公司、中光学集团股份有限公司、青岛海尔多媒体有限公司、成都菲斯特科技有限公司、深圳光峰科技股份有限公司、杭州中科极光科技有限公司、宁波激智科技股份有限公司、成都极米科技股份有限公司、杭州科汀光学技术有限公司、扬州吉新光电有限公司、苏州芯鼎微光电有限公司、艾弗堤西科技(深圳)有限公司、深圳市火乐科技发展有限公司、中山联合光电科技股份有限公司、江苏舜合物联网科技有限公司、上海凝汐智能科技发展有限公本文件主要起草人：许仁杰、刘红、郝亚斌、冯晓曦、彭健锋、王蔚生、钟强、蔡廷柯、赵海龙、康健、孔维成、马卫华、崔志龙、吴庆富、杨佳翼、毕勇、李刚、吴昊、金波、王挺、刘昕、时保华、蔡文海、张聪、陈晓峰、饶钦和、施耀华、刘丽娜、张利利、目前国际国内的各级标准中，对于激光显示散斑对比度的测试都是基于静态方法的，即被测图像是稳定的，同时激光显示设备和测试仪器均处于固定位置，此时，构成激光多光束干涉的几何关系处于稳定状态，干涉图样（即散斑）也处于较为稳定的状态，人们因此可以较好地实现散斑现象的测试。术）造成的像素部分重叠等，对散斑对比度测试结果都会产生虽然采取一些图像处理技术可以在一定程度上克服上述影响，但通用性较差，必须针对性地做一些特定的处理，在激光显示即将步入大规模产业化的背景下，通用、快速、准确的散斑对比度测试是散斑对比度的动态测试方法是根据散斑的上述特点设计的，可以有效克服目前激光散斑对比度测试方法易受屏幕微结构、图像像素单元结构、亮度均匀度影响的问题，提供一种通用性更好、更精确的激光显示散斑对比度的测试方法——激光显示散斑对比度的动态测试2激光显示散斑对比度的动态测试方法本文件适用于激光电视、激光投影机、激光影院等激光显示产品散斑对比度的动态测试，其他使下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于GB/TXXXXX-52激光显示器件第5-2部分：散斑对比度的光学测试方法（IEC62906-5-2:GB/TXXXXX-54激光显示器件第5-4部分：彩色散斑的光学测试方法（IEC62906-5-4:2018，散斑对比度的动态测试方法dynamicmeasuringmethodofspeckleDUT、屏幕、图像处于稳定状态、通过移动LMD或以其他方式实现图像位移以实现散斑对比度散斑对比度的静态测试方法staticmeasuringmethodofspecklecocS单色散斑对比度cCS光度散斑对比度dp在屏幕上的位移像素dg平板玻璃旋转形成的LMD水平位光测试设备lightmeasuri测投影平面projectionplanet4标准测试条件4.1概述激光显示的特点是采用相干光源或部分相干光源。散斑主要是由光源的相干性产生，但是激光散斑易受屏幕微结构、图像像素单元结构、亮度均匀度等条件的影响，本测试方法旨在消除这些因素的在激光显示的光学测试时，测试的环境、设备和方法应该遵从GB7274.1-2012中对于人体安全的4.2标准测试环境条件DUT应在背景光可控制的条件下进行测试。除DUT发出的光之外，其他背景光线应减少到最低，尤其是照射到显示屏幕上的背景光。暗室中由背景光产生的照度，应该低于0.1lx条件，要求将背景光的亮度减掉并在实验报告中记录。建议对于成像设备的每个像素都应减去背景光。此外，如果光测试设备（LMD）的灵敏度不足以测试这样的最低亮度，那么光测试设备（LMD）的最除非另有特别的说明，标准的背景光环境应该是暗室环境。当测试在不满足上述标准暗室条件下4.4测试坐标系投影方向是DUT发出的光束到待测试的投影平面的方向。测试过程中，通过对准光测试设备（LMD）上面观察者感兴趣的点，光测试设备（LMD）可以模拟观叫做方位角角度如图1(b)所示。方位角是通过逆时针来规定的，它跟时钟表面的方向关系如下：a)投影方向与屏幕入射角度定义b)测试方向与4.5测试设备的标准条件4.5.1概述所有的测试都应由具有辐射度和电学测试经验的技术人员来完成，因此本文件不再提供详细的光学和物理方面的实践方法。此外，必须确保所有的仪器都是经过校准的，记录校准数据并保持测试的所有的测试都在标准的条件下完成，即激光显示成品的最终用户的使用条件。除非另作要求，标在某些应用条件下，如果无法在暗室条件下完成测试的。照明和测试的几何结构和光源的光谱分4.5.2测试设备的条件a)DUT工作模式，如果不是工厂默认模式，记录设备的特定工作状态；g)LMD应垂直于屏幕放置，如特殊情况（如出现摩尔纹等情况）可适当调整角度并特别标明。4散斑是激光多光束干涉形成的光强分布，是一种统计光学的现象，散斑图像的光强分布符合随机像的背景，激光干涉形成的散斑图像则构成了图像的细节，作为一种光的干涉现象，散斑图像的分布对于观察条件的变化非常敏感，细微的变化都会产生完全不同的散斑图像分布，因而，散斑图像可以看作是对观察条件不甚敏感的背景部分和对观察条件非常敏感的散斑部分的叠加。这种现象很容易观察到，在观察屏幕上散斑时，轻微地晃动头部，就可以看到散斑的明显变化，而所看到的图像背景几5.2.1单色散斑对比度5图3的两幅图像在相同位置背景部分的强度几乎没有差异，人眼也很难看幅图像的散斑强度分布则是完全不同的。由于散斑是激光多光束干涉形成的，作为一种统计光学现象，其强度分布是随机的，不同位置所获得的散斑图像是两组不相关的散斑图像。将两幅图像相同位置的图像，图4b)是将图4a)的数值放大20倍后得到在针对静态图像的单色散斑对比度测试中，单色散σ——散斑图样强度的标准差；_I——散斑图样的平均光强度。_散斑对比度的动态测试中，首先对两幅图像作差分计算，由于散斑是一种随机现象，相关计算服到与静态测试方法下散斑对比度可比的测试结果，动态测试方法下散斑对比度CD的计算如式（2）所示，动态测试方法下散斑对比度在数值上与静态测试方法下散斑对比度在数值上σD——散斑图样强度的标准差；_I——散斑图样的平均光强度。_I1i——第一幅被测图样的第i个像素的强度；I2i——第二幅被测图样的第i个像素的强度。5.2.2彩色散斑对比度6彩色散斑的其他指标（如彩色散斑的方差、协方差、彩色散斑色度分布图、彩色散斑光度分布图等）的测试与此前针对静态图像的一致，可参考GB/TXXXXX-本部分提供了用于散斑对比度的动态测试LMD一个设计示例，如图5所示。LMD包含平板玻璃，滤光片，光阑，成像透镜与成像设备，要求LMD整体成像系统的光学MTF(调制传递函数)与人眼相滤光片的作用是使得测试装置的光谱响应曲线与人眼的视觉匹配函数（colourmatchingfunction）_其作用是使得测试装置的光谱响应曲线与人眼的视觉匹配函数y(λ)一致；对于单色散斑对比度的动态元的光谱响应曲线合并计算，使整个测试装置的_通过转动平板玻璃实现对图像在水平方位上的移动，转动角度的计算方式见附录A。转动平板玻b)将LMD放置在如T/CVIA78-2020图7所示的离很大程度上取决于DUT。例如，对于全高清投影机，推荐使用的测试距两倍。对于影院投影机，推荐使用5m的测试距离。成像器件的光敏面应放置于屏幕的共轭c)DUT的投影画面在空间上是均匀的（典型的是基色的画面：红色、绿色或蓝色）。当被测试d)如果需要，放置一片单色的滤光片来滤掉不必要的光学噪声信号。单色滤光片应对投影图像的主要基色光具有高透过率。对于不同基色的测试，应选择对该基色具有较大通过率的滤光f)调整曝光时间，确认曝光时间应避免成像器件信号饱和，曝光时间应尽可能设定在人眼视觉g)采集第一幅图像；旋转平板玻璃至如图A.1中2b)的位置，采集第二张图像。旋转玻璃的位移h)对两张图像中相应的位置进行差分运算，通过式3计算散斑的标准差；i)通过计算第一张图片和第二张图样的平均光强度，取平均值作为计算中的平均光强度；8在本标准中推荐使用平板玻璃的方式来达到在不同位置对PPUT上图像进行采集。通过公式A.1、A.2、A.3计算出玻璃片旋转角与图像在图像传感dgT··········(A.2)Rr=sin