运动图像质量评估中的图像源设计与仿真研究

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1、摘要摘要平板显示技术近年来取得了飞速发展，由于其在综合性能和产业化等方面都具有较大的优势，适合当今信息技术、数字家电、通信技术等的发展和市场需求，平板显示已经逐渐发展成为主流显示技术。由于不同显示器件之间的发光机理和驱动方式存在差异，如何采用正确的方法对显示器性能进行测试与评估变得越来越重要，平板显示测量标准化问题也越来越受到人们的重视。在平板显示性能的测评方面，图像信号源是平板显示测评系统中不可或缺的一部分。本文的主要工作是研究LCD显示测量与图像质量评价方法，设计测试图像信号源，利用数学模型对“运动伪像”进行仿真和评估。LCD在显示快速运动的网像时，会有一定程度的动态图像失真现象，例如运动

2、模糊，动态伪轮廓，色彩异常等，一般把这类现象称之为“运动伪像”。研究发现，产牛运动伪像的客观原因是液晶像素较慢的响应速度和LCD的保持型显示方式。此外，人眼的视觉特性是引起运动伪像的主观冈素。本文基于LCD保持型显示的特点和人眼观看运动物体时平滑追踪、时域亮度积分的原理，推导了运动伪像仿真模型。为了准确描述色彩畸变的现象和特征，对灰度图像仿真模型做了改进和扩展，提出了一种基于三基色“亮度时间响应曲线”的仿真方法，使其在兼容原有单色图像仿真的条件下可以仿真并再现感知到的彩色运动图像。视觉感知实验证明仿真图像与实际感知到的运动图像存在很高的相似度。视频信号发生器是运动图像测试系统的重要组成部分。由

3、于目前的平板显示器在高画质化、多功能化以及连接方式的多样化等方面进展迅速，传统的视频信号发生器已经不能满足当前测试的需要。本文设计了一种可编程视频信号发生器，能够以各种模式显示运动图像和通过仿真得到的视觉感知图像，用于测量LCD在不同灰阶下的响应曲线，并对“运动伪像”进行仿真和评估。此外，为了视觉感知实验中图像源的应用更加灵活，采用计算机图形编程的方法设计了图像源软件。图形显示程序在Windows环境下利用DireOX软件开发丁具包完成，以DirectDraw作为主要绘图引擎，同时配合使用DirectX的其它组件。实际应用证明图像源软件在显示动态画而时稳定流畅，无闪烁、抖动，可以满足视觉感知实

4、验对图像显示的要求。关键词：平板显示器，液晶显示器，运动伪像，视频信号发生器，FPGA，DirectX东南大学硕士学位论文AbstractFlatPanelDisplayTechnologyinrecentyearshasdevelopedrapidlybecauseofitscomprehensiveperformanceintheareaofindustryandgreateradvantagesforthedevelopmentandmarketdemandofmodeminformationtechnology,digitalhomeappliancesandcommunication

5、technology．Rhasgraduallybecomethemainstreamdisplaytechnology．Becauseofthedifferentluminescentmechanismfordifferentdisplaydevices，howtoapplythecorrectmethodsofdisplayperformancetestandevaluationisbecomingincreasinglyimportant．FiatPanelDisplaymeasurementstandardizationissuesarealsoattractingmoreattent

6、ion．ImagesignalsourceplaysallimportantroleintheFlatPanelDisplaymeasurementandevaluationsystem．ThemaintaskofthisthesisistostudymeasurementandevaluationmethodsofLCDimagedisplayquality,designtestimagesignalsourceandbuildalgorithmicmodelstosimulateandevaluateLCDmotionartifacts．Whendisplayingtherapidmovi

7、ngimage，thereisacertaindegreeofdynamicimagedistortion，suchasmotionblur,dynamicfalsecontour，coloraberration，whicharecalled”motionartifacts”．Itwasfoundthattheobjectivereasontoproducemotionartifactsisthe