裸眼3D显示设备的性能指标测试方法及测试系统

摘要

本发明公开了一种裸眼3D显示设备的性能指标测试方法及测试系统，主要解决现有测试技术仅针对分时和分光设备且仅依靠局部信息进行性能评估，且不能对裸眼3D显示设备性能进行测试的问题。其实现方案是：根据人眼视觉系统对立体图像感知的特点，设计表征裸眼3D显示器显示性能的客观评价指标及其各自测量方法；利用立体相机采集的图像计算得到评价裸眼3D设备显示性能的7个指标参数，即左通道亮度串扰度CTL、右通道亮度串扰度CTR、左通道亮度对比度CL、右通道亮度对比度CR、亮度差异值dL、亮度对比度差异值dC和莫尔纹强度指数dM，通过这些参数检验裸眼3D显示设备的性能。本发明可用于裸眼3D显示设备的质量检查与筛选，保证进入市场的产品质量达标。

主权项

1.一种裸眼3D显示设备的性能指标测试方法，包括如下步骤：1)对立体相机的焦平面阵列进行参数标定和反Gamma校正，即γ^-1校正；2)设计标准测试图像设计四对标准测试立体图像对，其中：第一对图像的左通道图像f_Lwb灰度值为255，即白屏，右通道图像f_Rwb灰度值为0，即黑屏；第二对图像的左通道图像f_Lbw灰度值为0，右通道图像f_Rbw灰度值为255；第三对图像的左右通道图像f_Lbb、f_Rbb灰度值均为0；第四对图像的左右通道图像f_Lww、f_Rww灰度值均为255；3)搭建测试平台首先将光学平台调至水平状态；将半圆形导轨放置于暗室测试光学平台中央，用铆钉(145)固定；用夹具(141)夹紧待测设备、用光具座(143)将其安装在半圆形导轨的圆心处，且待测设备的屏幕表面法线方向与半圆形导轨直径面外法线P方向一致，即待测设备屏幕与光学平台水平面垂直，且待测设备屏幕的底边与半圆形导轨直边平行；立体相机经夹具(141)夹紧后通过螺杆(142)与滑块(144)连接成一个整体，该整体只在距离待测设备屏幕中心点恒定半径R的半圆形导轨上滑动，即只在离屏幕中心点距离为R的最佳观看范围内移动；连接立体相机与指标计算单元的数据接收模块，并使立体相机左右镜头按人类双眼瞳距放置且正对屏幕的左右通道光路，左右镜头的中心水平线与待测裸眼3D设备屏幕的中心水平线同在测试水平面H内；4)设定立体相机参数设定立体相机适度曝光情况下、且每次拍摄的曝光时间均相同的工作参数，包括相机的光圈F数、快门速度；根据待测设备显示的亮度情况，设置立体相机的感光度；根据待测设备的最佳观看距离R，设定立体相机的镜头焦距；5)拍摄测试图像通过裸眼3D显示设备依次显示四对标准测试立体图像对，控制立体相机对待测设备显示的每一对图像对左右通道图像分别采集K次，K≥2，得到四对图像对数据组，即第一对标准测试立体图像对的左通道图像数据组右通道图像数据组第二对标准测试立体图像对的左通道图像数据组右通道图像数据组第三对标准测试立体图像对的左通道图像数据组右通道图像数据组第四对标准测试立体图像对的左通道图像数据组右通道图像数据组6)数据接收与噪声抑制将四对标准测试立体图像对的八组数据组通过硬件接口传输至计算机，并将这八组数据组l∈{0,1,2,…,K}代入公式：其中X为角标标记{Lwb,Rwb,Lbw,Rbw,Lbb,Rbb,Lww,Rww}中的取值，得到四对八幅去噪后的图像，即第一对图像的左通道图像L_Lwb、右通道图像L_Rwb；第二对图像的左通道图像L_Lbw、右通道图像L_Rbw；第三对图像的左通道图像L_Lbb、右通道图像L_Rbb；第四对图像的左通道图像L_Lww、右通道图像L_Rww；7)利用步骤6)中所得的图像，计算裸眼3D显示设备显示性能指标：7a)计算左通道亮度串扰度CT_L和右通道亮度串扰度CT_R：${\mathrm{CT}}_L=\frac{L_{\mathrm{Lbw}}-L_{\mathrm{Lbb}}}{L_{\mathrm{Lwb}}-L_{\mathrm{Lbb}}}\times 100\%,$${\mathrm{CT}}_R=\frac{L_{\mathrm{Rwb}}-L_{\mathrm{Rbb}}}{L_{\mathrm{Rbw}}-L_{\mathrm{Rbb}}}\times 100\%;$7b)计算左通道亮度对比度C_L和右通道亮度对比度C_R：$C_L=\frac{L_{\mathrm{Lww}}}{L_{\mathrm{Lbb}}},$$C_R=\frac{L_{\mathrm{Rww}}}{L_{\mathrm{Rbb}}};$7c)计算待测设备的亮度差异值dL：$\mathrm{dL}=\frac{|L_{\mathrm{Lww}}-L_{\mathrm{Rww}}|}{\min (L_{\mathrm{Lww}},L_{\mathrm{Rww}})}\times 100\%,$其中，min(·)表示取自变量中的最小值作为函数应变量输出；7d)利用步骤7b)中获得的左通道亮度对比度C_L和右通道亮度对比度C_R数据，计算待测设备的亮度对比度差异值dC：$\mathrm{dC}=\frac{|C_L-C_R|}{\min (C_L,C_R)}\times 100\%.$7e)计算待测设备的莫尔纹强度指数dM：dM＝[n_L×(I_L-max-I_L-min)²+n_R×(I_R-max-I_R-min)²]^1/2其中：n_L为左通道图像中亮暗条纹变化的周期数，n_R为右通道图像中亮暗条纹变化的周期数，I_L-max为左通道图像中所有亮条纹的平均亮度，I_R-max为右通道图像中所有亮条纹的平均亮度，I_L-min为左通道图像中所有暗条纹的平均亮度，I_R-min为图像中所有暗条纹的平均亮度。