Tarkkuuden parantaminen näyttöjen suorituskyky mittauksissa kuvantavalla värimittarilla
Javanainen, Ilkka (2016-11-08)
Tarkkuuden parantaminen näyttöjen suorituskyky mittauksissa kuvantavalla värimittarilla
Javanainen, Ilkka
(08.11.2016)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Kuvaus
Siirretty Doriasta
Tiivistelmä
Nykyajan ja kehitteillä olevien näyttöteknologioiden tuottaman kuvan ominaisuuksien mittaamiseen tarvitaan luotettavia ja tarkkoja mittalaitteita sekä mittaustapoja. Tässä tutkielmassa keskitytään löytämään tarkkuutta parantava mittaustapa vertaillen kolmea erilaista mittaustapaa, joissa käytetään kuvantavaa värimittaria, spektroradiometriä ja värimittarin mukana tulevaa ohjelmistoa. Mittattava valonlähde on Dell-merkkinen LCD-näyttö.
Kuvantava värimittari koostuu linssistä, värisuodattimista, valosuodattimista ja CCD-kennosta. Värimittaria ohjataan ProMetric ohjelmistolla tietokoneen kautta niin kuin valonlähdettäkin. Spektroradiometrissä on oma ohjelmisto, ja sitä käytetään ilman tietokonetta. Jokaisessa mittatavassa LCD-näytölle ohjataan primäärivärit 8-bittisen värikartan mukaan värimittauksia varten, shakkiruutuja kontrastin mittaamista varten ja puhdas valkoinen luminanssin mittaamiseen. Gamma mitataan mustasta valkoiseen väriin 10 % harmaasävy askelin.
Ensimmäisessä mittatavassa värimittarin sekä spektriradiometrin välillä on selkeä kulmaero, jolloin laitteita voidaan käyttää samanaikaisesti. Seuraavassa tavassa värimittari sekä spektroradiometri ovat samalla optisella polulla ja mittaus tehdään toistettavana. Laitteet joudutaan siirtämään mittausten välillä, joka voi aiheuttaa epätarkkuutta. Kolmas mittatapa on optisen polun osalta samanlainen, mutta värimittarilla mitataan kahdessa asennossa: 0-astetta sekä käännettynä 180-astetta optisen akselin ympäri. Teoreettisesti näin on mahdollista parantaa CCD-kennon mittatarkkuutta.
Mittaukset tehtiin täysin mustaksi maalatussa huoneessa, jossa oli vähän hajavaloa. Mittatapojen tuottama data analysoitiin huolellisesti ja tuloksia verrattiin referenssiarvoihin. Luminanssimittauksissa kulmaerollinen tapa oli paras ja mittaustarkkuus < 5 %, parhaimmillaan jopa 0,01 %. Gammamittauksissa toistomittaus ja kulmaerollinen olivat suunnilleen yhtä hyvät ja tarkkuudet <12 %, joillakin luminanssien arvoilla jopa 0,1 %. Värimittausten tarkkuus oli < 0,5 % ja sopivin menetelmä toistettava mittatapa. Mitattaessa kontrastia mustan tason mittaamiseen tarkin mittamenetelmä oli kulmaerollinen mittaus ja valkoisen tason mittauksessa toistettava mittatapa. Mittalaitteiden kalibrointi ja saman optisen polun toistettavuus menetelmiä vaihdettaessa vaikuttivat merkittävästi tulosten tarkkuuteen.
Kuvantava värimittari koostuu linssistä, värisuodattimista, valosuodattimista ja CCD-kennosta. Värimittaria ohjataan ProMetric ohjelmistolla tietokoneen kautta niin kuin valonlähdettäkin. Spektroradiometrissä on oma ohjelmisto, ja sitä käytetään ilman tietokonetta. Jokaisessa mittatavassa LCD-näytölle ohjataan primäärivärit 8-bittisen värikartan mukaan värimittauksia varten, shakkiruutuja kontrastin mittaamista varten ja puhdas valkoinen luminanssin mittaamiseen. Gamma mitataan mustasta valkoiseen väriin 10 % harmaasävy askelin.
Ensimmäisessä mittatavassa värimittarin sekä spektriradiometrin välillä on selkeä kulmaero, jolloin laitteita voidaan käyttää samanaikaisesti. Seuraavassa tavassa värimittari sekä spektroradiometri ovat samalla optisella polulla ja mittaus tehdään toistettavana. Laitteet joudutaan siirtämään mittausten välillä, joka voi aiheuttaa epätarkkuutta. Kolmas mittatapa on optisen polun osalta samanlainen, mutta värimittarilla mitataan kahdessa asennossa: 0-astetta sekä käännettynä 180-astetta optisen akselin ympäri. Teoreettisesti näin on mahdollista parantaa CCD-kennon mittatarkkuutta.
Mittaukset tehtiin täysin mustaksi maalatussa huoneessa, jossa oli vähän hajavaloa. Mittatapojen tuottama data analysoitiin huolellisesti ja tuloksia verrattiin referenssiarvoihin. Luminanssimittauksissa kulmaerollinen tapa oli paras ja mittaustarkkuus < 5 %, parhaimmillaan jopa 0,01 %. Gammamittauksissa toistomittaus ja kulmaerollinen olivat suunnilleen yhtä hyvät ja tarkkuudet <12 %, joillakin luminanssien arvoilla jopa 0,1 %. Värimittausten tarkkuus oli < 0,5 % ja sopivin menetelmä toistettava mittatapa. Mitattaessa kontrastia mustan tason mittaamiseen tarkin mittamenetelmä oli kulmaerollinen mittaus ja valkoisen tason mittauksessa toistettava mittatapa. Mittalaitteiden kalibrointi ja saman optisen polun toistettavuus menetelmiä vaihdettaessa vaikuttivat merkittävästi tulosten tarkkuuteen.