专利名称：一种立体图像显示可视角测试方法
技术领域：
本发明属于立体电视和立体显示技术领域，涉及一种立体图像显示质量测试方法，具体来说，是一种立体图像显示可视角测试方法。
背景技术：
用户在观看电视或显示器时，观看视角分为水平视角和垂直视角，水平视角是指以显示器的垂直法线(即显示器正中间的垂直假想线)为准，用户视线在法线左方或右方与法线所成的一定角度；垂直视角是指用户视线在法线上方或下方与法线所成的一定角度。一般屏幕显示的亮度会随着视角的增大而降低，从屏幕正前方观看亮度和色彩效果是最好的，无论沿垂直方向还是水平方向偏转，亮度和色彩效果都会逐渐下降，视角过大会使亮度和色彩效果下降到用户不可接受的程度。可视角是图像显示产品的主要性能指标之 一，在我国电子行业标准SJ/T11348-2006《数字电视平板显示器测量方法》中，是以亮度作为可视角测试时的主要测量参数的，可视角定义为当亮度下降到一定数值时的视角。目前，电视机产品已经进入立体显示时代，立体电视颠覆了传统电视的显示原理和收看方式，其性能测评指标也将有所区别。目前市面上的立体电视的立体显示屏幕主要采用分时式和分光式两种立体成像方式，通过分时或分光方式分离左右眼画面，形成立体视觉。分时成像方式的立体显示屏幕一般采用液晶快门式立体眼镜，采用液晶的快速闪烁来分别交替遮挡左右眼的画面，使左右眼看到的画面不同；分光成像方式的立体显示屏幕一般米用光学偏振式立体眼镜，左右眼镜片为不同方向的偏振光镜片，通过光学偏振原理使左右眼看到的画面不同。分时和分光两种方式的立体眼镜不能混用。并且，即使同为分时式眼镜，不同厂家产品之间由于通信协议不同，会造成眼镜和屏幕之间失同步，一般不能通用；即使同为分光式眼镜，由于偏振镜片的光学特性不同，一般也不建议通用，所以被测立体显示屏幕和所用的立体眼镜是配套的，测试某台立体显示屏幕时应选择与之配套的立体眼镜。立体电视左右眼画面应为独立画面，但由于立体显示屏幕和立体眼镜器件或性能原因，用户观看的左右眼画面无法做到完全分离，左右眼画面会发生相互影响，形成串扰。串扰会造成用户观看的立体感降低，画面质量下降，容易疲劳等，所以串扰特性是立体显示产品的重要性能参数。传统的电视机或显示器产品可视角测试方法中，由于是二维显示，未考虑串扰带来的影响，但在立体显示产品的可视角测试中，随着用户观看视角的增大，屏幕显示的串扰特性会发生变化，如果串扰随着角度的倾斜恶化比较明显，电视机观看视角会过窄，将影响用户的观看效果，所以应将串扰作为可视角测试中的判定参量之一。目前对于立体电视图像显示可视角指标没有标准的测试方法。立体电视目前正处于发展阶段，测试手段还不成熟，对于可视角指标目前只能沿用2D画面测量亮度的方法，而此种方法未考虑立体电视的串扰特性。因此需要一种立体图像显示可视角测试方法，结合立体电视显示的特点，综合主要的性能指标来得到可视角测试结果，而已有的文献中也没有提到类似的测试方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种立体图像显示可视角测试方法，测量立体显示屏幕的水平和垂直可视角的方法，通过下述步骤完成步骤一光色度计与被测屏幕间相对位置校准；将光色度计镜头对准被测立体显示屏幕，被测立体显示屏幕所在平面垂直于水平面，使光色度计镜头中心轴线与被测立体显示屏幕中心法线重合，且被测立体显示屏幕中心与光色度计中心间的距离为I飞倍被测立体显示屏幕的高度；令此时为被测立体显示屏幕与光色度计间的初始状态。步骤二 在立体信号源储存灰度电平为x%的白色满场信号和灰度电平为y%的黑 色满场信号。步骤三将与被测立体显示屏幕匹配的立体眼镜的左眼镜片置于光色度计镜头前；通过立体信号源向被测屏幕的左眼通道输出x%的白色满场信号，右眼通道输出y%的黑色满场信号。步骤四测量左眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的亮度可视
_ a LL、a LR、Q LU、Q LD°步骤五将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，并将步骤三中立体眼镜左眼镜片换为右眼镜片，随后测量右眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的亮度可视角^LE> Pm、^ldo步骤六将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，且将与被测屏幕匹配的立体眼镜的左眼镜片置于光色度计镜头前；测量左眼镜片下被测屏幕左、右、上、下四个方向上的串扰可视角a CL、a Cr> a cu> a CD。步骤七将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，并将步骤六中立体眼镜左眼镜片换为右眼镜片，使光色度计镜头轴线通过右眼镜片中心，随后测量右眼镜片下被测屏幕左、右、上、下四个方向上的串扰可视角Pa、^CE> ^CU> ^CD°步骤八获得被测立体显示屏幕的水平可视角与垂直可视角；被测立体显示屏幕的水平可视角通过下述方法得到I、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕左方向上的亮度可视角a^、& LL以及串扰可视角a CL> P CL ;令a LL> ^ LL> Q CL、^ CL中的最小角度为乳；II、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕右方向上的亮度可视角Ciuo& LR以及串扰可视角a CE> P ;令a LE> P LE> Q CE> ^ CP中的最小角度为识 ；III、被测立体显示屏幕的水平可视角_OR为妒^cpx立体显示屏幕的垂直可视角通过下述方法得到i、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕上方向的亮度可视角aM、^lu以及串扰可视角acu、^ cu ； a LU> a cu> P cu中的最小角度力乳ii、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕上方向的亮度可视角a LD> ^ LD以及串扰可视角a m、0 m ; a LD,& LD > a CD、P CD中的最小角度为iii、被测立体显示屏幕的垂直可视角抑ER为妁+汍。
本发明的优点在于(I)本发明中的测试方法考虑了立体显示设备的重要性能参数——串扰,测试结果体现了立体显示独有的视觉特性；(2)本发明中的测试设备具有通用性，适用于多种立体显示设备的可视角测试，如立体电视、立体显示器和立体投影显示屏；(3)本发明中使用了有代表性的单色测试信号，提高了测试效率，便于测试数据结果的统计分析。
图I为本发明立体图像显示可视角测试方法流程图；图2为本发明光色度计与被测屏幕间相对位置示意图； 图3为本发明立体图像显示可视角测试系统示意图；图4为通过测试系统中云台的旋转调节水平视角俯视示意图；图5为通过测试系统中云台的旋转调节垂直视角示意图；图6为通过测试系统中光色度计的移动调节水平视角示意图；图7为通过测试系统中光色度计的移动调节垂直视角示意图。图中I-被测屏幕 2-光色度计 3-云台4-支架5-底座6-控制计算机7-立体信号源
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细说明。本发明立体图像显示可视角测试方法，如图I所示，通过下述步骤完成步骤一光色度计与被测屏幕间相对位置校准；将光色度计2镜头对准被测屏幕I (分时式立体显示屏幕或分光式立体显示屏幕)，被测屏幕I所在平面垂直于水平面，使光色度计2镜头中心轴线与被测屏幕I中心法线重合，且被测屏幕I中心与光色度计2中心间的距离为3倍被测屏幕的高度(即被测屏幕顶边与底边间距)，如图2所示，此时光色度计2与被测屏幕I间的水平和垂直视角均为0°，令此时为被测屏幕I与光色度计2间的初始状态。其中，所谓水平视角为被测屏幕I中心法线与光色度计2镜头轴线间在水平方向上的夹角；垂直视角为被测屏幕I中心法线与光色度计2镜头轴线间在垂直水平方向上的夹角。步骤二 在立体信号源7中储存灰度电平为100%的白色满场信号和灰度电平为0%的黑色满场信号。步骤三将与被测屏幕I匹配的立体眼镜(分时式立体显示屏幕对应分时式立体眼镜，分光式立体显示屏幕对应分光式立体眼镜)的左眼镜片置于光色度计2镜头前，使光色度计2镜头轴线通过左眼镜片中心，被测屏幕I的光通过左眼镜片后进入光色度计2镜头；通过立体信号源7向被测屏幕I的左眼通道输出100%的白色满场信号，右眼通道输出0%的黑色满场信号。步骤四测量左眼镜片下被测屏幕I左、右、上、下四个方向上的亮度可视角a LL>aLE> aLU> aLD,具体为A、通过光色度计2测量被测屏幕I与光色度计2间处于初始状态时，被测屏幕I中心点的亮度LLtl ；B、向被测屏幕I左方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的水平视角，每次增加角度为不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计2测量被测屏幕I中心亮度，直至光色度计2测得的被测屏幕I中心亮度小于LU/3，则通过光色度计2测得的全部大于等于LL0/3的被测屏幕I中心亮度中最小值所对应的水平视角为左眼镜片下被测屏幕I左方向上的亮度可视角C、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I右方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的水平视角，每次增加角度不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计2测量被测屏幕I中心亮度，直至光色度计2测得的被测屏幕I中心亮度小于LU/3，则通过光色度计2测得的全部大于等于LU/3的被测屏幕I中心亮度中最小值所对应的水 平视角为左眼镜片下被测屏幕I右方向上的亮度可视角a LR ;D、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I上方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的垂直视角，每次增加角度不大于5°，每次增加垂直视角后通过光色度计2测量被测屏幕I中心亮度，直至光色度计2测得的被测屏幕I中心亮度小于LU/3，则通过光色度计2测得的全部大于等于LU/3的被测屏幕I中心亮度中最小值所对应的垂直视角为左眼镜片下被测屏幕I上方向上的亮度可视角a LU ;E、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I下方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的垂直视角，每次增加角度不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计2测量被测屏幕I中心亮度，直至光色度计2测得的被测屏幕I中心亮度小于LU/3，则通过光色度计2测得的全部大于等于LU/3的被测屏幕I中心亮度中最小值所对应的垂直视角为左眼镜片下被测屏幕I下方向上的亮度可视角a w步骤五将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，并将步骤三中立体眼镜左眼镜片换为右眼镜片，使光色度计2镜头轴线通过右眼镜片中心，随后进行步骤三的Al得到右眼镜片下被测屏幕I左、右、上、下四个方向上的亮度可视角^LE> Pm、^ldo步骤六将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，且将与被测屏幕I匹配的立体眼镜的左眼镜片置于光色度计2镜头前，使光色度计2镜头轴线通过左眼镜片中心；测量左眼镜片下被测屏幕I左、右、上、下四个方向上的串扰可视角a CL> a ce> a cu> a cd ；a、向被测屏幕I左方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的水平视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测屏幕I中心点串扰值，直至测得的被测屏幕I中心点串扰值大于20%,则测得的全部小于等于20%的被测屏幕I中心点串扰值中的最大值所对应的水平视角为左眼镜片下被测屏幕I左方向上的串扰可视角a cl ；b、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I右方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的水平视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测屏幕I中心点串扰值，直至测得的被测屏幕I中心点串扰值大于20%，则测得的全部小于等于20%的被测屏幕I中心点串扰值中的最大值所对应的水平视角为左眼镜片下被测屏幕I右方向的串扰可视角Qai ；C、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I上方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的垂直视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测屏幕I中心点串扰值，直至测得的被测屏幕I中心点串扰值大于20%，则测得的全部小于等于20%的被测屏幕I中心点串扰值中的最大值所对应的垂直视角为左眼镜片下被测屏幕I上方向的串扰可视角a O1 ;d、将被测屏幕I与光色度计2恢复初始状态，向被测屏幕I下方逐次增加光色度计2相对于被测屏幕I的垂直视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测屏幕I中心点串扰值，直至测得的被测屏幕I中心点串扰值大于20%，则测得的全部小于等于20%的被测屏幕I中心点串扰值中
权利要求
1.本发明一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于通过下述步骤完成 步骤一光色度计与被测屏幕间相对位置校准； 将光色度计镜头对准被测立体显示屏幕，被测立体显示屏幕所在平面垂直于水平面，使光色度计镜头中心轴线与被测立体显示屏幕中心法线重合，且被测立体显示屏幕中心与光色度计中心间的距离为I 5倍被测立体显示屏幕的高度；令此时为被测立体显示屏幕与光色度计间的初始状态； 步骤二 在立体信号源储存灰度电平为x%的白色满场信号和灰度电平为y%的黑色满场信号； 步骤三将与被测立体显示屏幕匹配的立体眼镜的左眼镜片置于光色度计镜头前；通过立体信号源向被测屏幕的左眼通道输出X%的白色满场信号，右眼通道输出y%的黑色满场信号； 步骤四测量左眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的亮度可视角 Q LL、Q LR、Q LU、Q LD步骤五将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，并将步骤三中立体眼镜左眼镜片换为右眼镜片，随后测量右眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的亮度可视角 @ IX、^ LR' ^ LU、^ LD ; 步骤六将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，且将与被测屏幕匹配的立体眼镜的左眼镜片置于光色度计镜头前；测量左眼镜片下被测屏幕左、右、上、下四个方向上的串扰可视角a CL、a > ct Qj、Ct Qj ； 步骤七将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，并将步骤六中立体眼镜左眼镜片换为右眼镜片，使光色度计镜头轴线通过右眼镜片中心，随后测量右眼镜片下被测屏幕左、右、上、下四个方向上的串扰可视角Pa、^CE> ^CU> ^CD ； 步骤八获得被测立体显示屏幕的水平可视角与垂直可视角； 被测立体显示屏幕的水平可视角通过下述方法得到 I、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕左方向上的亮度可视角aU、Pa以及串扰可视角a a、P a;令a ll、^ ll> a a、P a中的最小角度为机， II、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕右方向上的亮度可视角OuoPuj以及串扰可视角a CR、令Ciuo ^LR> a CR> 中的最小角度为( ; III、被测立体显示屏幕的水平可视角畅&为识 立体显示屏幕的垂直可视角通过下述方法得到 1、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕上方向的亮度可视角a-Pui以及串扰可视角a cu、^cu ； a LU、P LU、a CU、P CU中的最小角度为 ii、选取左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕上方向的亮度可视角aP111以及串扰可视角a CD、^cd ； a LD> P ld、a CD、^ cd中的最小角度为 iii、被测立体显不屏眷的垂直可视角^Ver为识j+9%。
2.如权利要求I所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述步骤四与步骤五中左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的亮度可视角测量方法具体为 A、通过光色度计测量被测立体显示屏幕与光色度计间处于初始状态时，被测立体显示屏幕中心点的亮度LLtl ； B、向被测立体显示屏幕左方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平视角，每次增加角度为不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计测量被测立体显示屏幕中心亮度，直至光色度计测得的被测立体显示屏幕中心亮度小于LIV3，则通过光色度计测得的全部大于等于LU/3的被测立体显示屏幕中心亮度中最小值所对应的水平视角为被测立体显示屏幕左方向上的亮度可视角； C、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕右方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平视角，每次增加角度不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计测量被测立体显示屏幕中心亮度，直至光色度计测得的被测立体显示屏幕中心亮度小于LU/3，则通过光色度计测得的全部大于等于LU/3的被测立体显示屏幕中心亮度中最小值所对应的水平视角为被测立体显示屏幕右方向上的亮度可视角；D、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕上方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的垂直视角，每次增加角度不大于5°，每次增加垂直视角后通过光色度计测量被测立体显示屏幕中心亮度，直至光色度计测得的被测立体显示屏幕中心亮度小于LU/3，则通过光色度计测得的全部大于等于LU/3的被测立体显示屏幕中心亮度中最小值所对应的垂直视角为被测立体显示屏幕上方向上的亮度可视角； E、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕下方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的垂直视角，每次增加角度不大于5°，每次增加水平视角后通过光色度计测量被测立体显示屏幕中心亮度，直至光色度计测得的被测立体显示屏幕中心亮度小于LU/3，则通过光色度计测得的全部大于等于LU/3的被测立体显示屏幕中心亮度中最小值所对应的垂直视角为被测立体显示屏幕下方向上的亮度可视角a U)。
3.如权利要求I所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述步骤六与步骤七中左眼镜片与右眼镜片下被测立体显示屏幕左、右、上、下四个方向上的串扰可视角测量方法具体为 a、向被测立体显示屏幕左方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测立体显示屏幕中心点串扰值，直至测得的被测立体显示屏幕中心点串扰值大于m，10%30%则测得的全部小于等于m的被测立体显示屏幕中心点串扰值中的最大值所对应的水平视角为被测立体显示屏幕左方向上的串扰可视角； b、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕右方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测立体显示屏幕中心点串扰值，直至测得的被测立体显示屏幕中心点串扰值大于m，则测得的全部小于等于m的被测立体显示屏幕中心点串扰值中的最大值所对应的水平视角为被测立体显示屏幕右方向的串扰可视角； C、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕上方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的垂直视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测立体显示屏幕中心点串扰值，直至测得的被测立体显示屏幕中心点串扰值大于m，则测得的全部小于等于m的被测立体显示屏幕中心点串扰值中的最大值所对应的垂直视角为被测立体显示屏幕上方向的串扰可视角；d、将被测立体显示屏幕与光色度计恢复初始状态，向被测立体显示屏幕下方逐次增加光色度计相对于被测立体显示屏幕的垂直视角，每次增加角度不大于5°，测量每次增加水平视角后被测立体显示屏幕中心点串扰值，直至测得的被测立体显示屏幕中心点串扰值大于m，则测得的全部小于等于m的被测立体显示屏幕中心点串扰值中的最大值所对应的垂直视角为被测立体显示屏幕下方向的串扰可视角。
4.如权利要求3所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述步骤a d中屏幕中心点串扰值的测量通过下述方法完成 ①通过立体信号源向被测立体显示屏幕的左眼通道输出灰度电平为y%的黑色满场信号，向右眼通道输出灰度电平为x%的白色满场信号，通过光色度计测量当前光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平或垂直视角下的被测立体显示屏幕中心点亮度； ②通过立体信号源7向被测立体显示屏幕的左眼通道输出灰度电平为y%的黑色满场 信号，向右眼通道输出灰度电平为y%的黑色满场信号，通过光色度计测量当前被光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平或垂直视角下的被测立体显示屏幕中心点亮度Ltl,B_B ； ③通过立体信号源向被测立体显示屏幕的左眼通道输出灰度电平为x%的白色满场信号，右眼通道输出灰度电平为x%的白色满场信号，通过光色度计测量当前光色度计相对于被测立体显示屏幕的水平或垂直视角下的被测立体显示屏幕中心点亮度Lcim ； ④当前被测立体显示屏幕与光色度计间的水平或垂直视角下的被测立体显示屏幕中心点串扰值XLtl为
5.如权利要求3所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述m=20%。
6.如权利要求I所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述步骤三与步骤六中光色度计镜头轴线通过左眼镜片中心点。
7.如权利要求I所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于所述步骤五的b e中屏幕中心点串扰值的测量通过下述方法完成所述0 < X < 100,0 < y ^ 100，且X < y。
8.如权利要求I所述一种立体图像显示可视角测试方法，其特征在于步骤I中被测立体显示屏幕中心与光色度计中心间的距离为3倍被测立体显示屏幕的高度。
全文摘要
本发明提供了一种立体图像显示可视角测试方法，通过将光色度计镜头中心轴线对准被测屏幕中心法线方向，通过信号源向被测屏幕左右眼通道输出白黑场信号，将左右眼镜片分别置于光色度计镜头前，使被测屏幕的平面与光色度计轴向形成水平和垂直方向的夹角，测量左右眼镜片下被测屏幕的左、右、上、下四个方向上的亮度与串扰可视角；由此取左、右、上、下四个方向上左右眼镜片的亮度可视角和串扰可视角中最小值作为该方向上的可视角则被测屏幕的水平可视角垂直可视角本发明测试方法考虑了立体显示设备的串扰特性，且使用了有代表性的单色测试信号，提高了测试效率，便于测试数据结果的统计分析。
文档编号H04N17/04GK102752629SQ201210213298
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者孙齐锋, 张素兵, 范科峰, 路程 申请人:北京赛西科技发展有限责任公司, 工业和信息化部电子工业标准化研究院