數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量課件

數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量2023/6/7數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

前言

我國數(shù)字電視從1999年50年大慶開始試播數(shù)字高清晰度電視到今年60年大慶正式播放地面數(shù)字高清晰度電視，歷經(jīng)了10年的時間。在這期間，我國成功地完成了衛(wèi)星、有線和地面數(shù)字電視的傳輸和廣播，同時在我國家電市場上被不同成像原理的電視機和顯示終端如LCD、PDP數(shù)字高清晰度電視和投影機所占領(lǐng)。為適應(yīng)數(shù)字電視的快速發(fā)展和保證數(shù)字電視的質(zhì)量，我國投入了大量的物力和技術(shù)力量，并制定了相關(guān)的技術(shù)標準。本講的主要內(nèi)容：

1、有關(guān)我國數(shù)字電視標準的制定情況；2、對不同成像原理的電視顯示終端的性能、技術(shù)參數(shù)要求及相應(yīng)的測量方法進行介紹；3、數(shù)字電視顯示設(shè)備的節(jié)能要求。

2數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量一、有關(guān)我國數(shù)字電視標準的制定情況1、演播室

(1)GY/T156-2000演播室數(shù)字音頻參數(shù)（聲道定義和參數(shù)neqITU-RBT.1383)(2)GB/T14857-93演播室數(shù)字數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范（idtITU601-3:1992)(3)GY/T155-2000高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值(neqITU-RBT.709-3)(4)GY/T157-2000演播室高清晰度電視數(shù)字視頻接口2、信源編碼（1）音頻編碼GB/T14919-1994數(shù)字聲音信號源編碼技術(shù)規(guī)范GB/T17191-1997信息技術(shù)具有1.5Mbit/s數(shù)據(jù)傳輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及伴音的編碼第3部分：音頻(idtISO/IEC11172-3即MPEG-1第3部分）GB/T17975.3-2002信息技術(shù)運動圖像及伴音及伴音信號的通用編碼第3部分：音頻(idtISO/IEC13818-3：1998即MPEG-2第3部分）SJ/T11368-2006多聲道數(shù)字音頻編解碼技術(shù)規(guī)范中央電視臺有線SDTV：ISO/IEC11172-3Layer2(MPEG-1第3部分的層2）HDTV:DolbyAC-3北京地區(qū)地面SDTV、HDTV:ISO/IEC11172-3Layer2GY/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視環(huán)繞聲伴音測量方法3數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

(2)視頻編碼GB/T17975-2000信息技術(shù)運動圖像及其伴音信號的通用編碼第2部分：視頻（idtISO/IEC13818-2：1996，即MPEG-2第2部分）（中央電視臺SDTV、HDTV)GB/T20090.2-2006信息技術(shù)先進音視編碼第2部分：視頻（AVS）(3)系統(tǒng)GB/T17975-2000信息技術(shù)運動圖像及其伴音信號的通用編碼第1部分：系統(tǒng)（idtISO/IEC13818-2：1996，ITU-TH.222.0共用，MPEG-4、H.264/AVC和AVS采用）（即MPEG-2第1部分）GY/Z175-2001數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范GY/T229.3-2008地面數(shù)字電視傳輸流復(fù)用和接口技術(shù)規(guī)范GY/T231-2008數(shù)字電視廣播電子節(jié)目指南規(guī)范GY/xxxx-xxxx數(shù)字電視中數(shù)據(jù)廣播技術(shù)要求和測量方法4數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量3、信道編碼和調(diào)制（1）衛(wèi)星數(shù)字電視

GB/T17700-1999衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制標準（eqvITU-RBO.12110)(DVB-S)（2）有線數(shù)字電視

GY/T170-1999有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范（eqvITU-J83)(DVB-S)（3）地面數(shù)字電視

GB20600-2006數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幁結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制GB/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視地面廣播信號覆蓋評估和測量方法GB/Txxxxx-xxxxVHF/UHF頻段地面數(shù)字電視地面廣播頻率規(guī)劃準則GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實施指南5數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量4、數(shù)字電視接收顯示設(shè)備SJ/T11157-1998廣播電視接收機測量方法第2部分：伴音通道電性能測量一般測量和單聲道測量方法SJ/T11335-2006《衛(wèi)星數(shù)字電視接收器測量方法》

SJ/T11334-2006《衛(wèi)星數(shù)字電視接收器通用規(guī)范》SJ/T11338-2006《數(shù)字電視液晶背投影顯示器通用規(guī)范》SJ/T11339-2006《數(shù)字電視等離子體顯示器通用規(guī)范》SJ/T11340-2006《液晶前投影機通用規(guī)范》SJ/T11341-2006《數(shù)字電視陰極射線管背投影顯示器通用規(guī)SJ/T11342-2006《數(shù)字電視陰極射線管顯示器通用規(guī)范》SJ/T11343-2006《數(shù)字電視液晶顯示器通用規(guī)范》SJ/T11344-2006《數(shù)字電視液晶背投影顯示器測量方法》SJ/T11345-2006《數(shù)字電視陰極射線管顯示器測量方法》SJ/T11346-2006《電子投影機測量方法》SJ/T11347-2006《數(shù)字電視陰極射線管背投影顯示器測量方法》SJ/T11348-2006《數(shù)字電視平板顯示器測量方法》

6數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量GB/T7400.11-1999《數(shù)字電視術(shù)語》

SJ/T11324-2006《數(shù)字電視接收設(shè)備術(shù)語》SJ/T11325-2006《數(shù)字電視接收及顯示設(shè)備可靠性試驗方法》SJ/T11326-2006《數(shù)字電視接收及顯示設(shè)備環(huán)境試驗方法》GB/Z19871-2005《數(shù)字電視廣播接收機電磁兼容性能要求和測量方法》GB/T134-1998《數(shù)字電視圖像質(zhì)量主觀評價方法》GY/T216-2006《數(shù)字電視用戶管理系統(tǒng)功能要求和接口規(guī)范》GY/T148-2000《衛(wèi)星數(shù)字電視接收機技術(shù)要求》GY/Z175-2001《數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范》

SJ/T11327-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范

第1部分：射頻信號接口SJ/T11328-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第2部分：傳送流接口SJ/T11329-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第3部分：復(fù)合視頻信號接口SJ/T11330-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第4部分：亮度、色度分離視頻信號接口

SJ/T11331-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第5部分：模擬音頻信號接口SJ/T11332-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第6部分：RGB模擬基色視頻信號接口SJ/T11333-2006數(shù)字電視接收設(shè)備接口規(guī)范第7部分：YPBPR模擬分量視頻信號接口7數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量5、已報批和正在制定的標準GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視接收機通用技術(shù)條件GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視接收機測量方法GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視接收器通用技術(shù)條件GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視接收器測量方法

GB/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視接收設(shè)備測試信號規(guī)范GB/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視標準碼流分析儀技術(shù)規(guī)范GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視數(shù)字視頻接口技術(shù)規(guī)范GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視標準測試發(fā)射機技術(shù)規(guī)范GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視標準測試接收機測量方法GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視音視頻同步性技術(shù)要求和測量方法

GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視亮度與色差信號時間差技術(shù)要求和測量方法GB/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視機道分離測量方法GB/Txxxxx-xxxx地面數(shù)字電視調(diào)諧器技術(shù)要求和測量方法

GB/Txxxxx-xxxx數(shù)字電視機道分離技術(shù)規(guī)范

8數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

二、數(shù)字電視顯示設(shè)備的性能和測量方法

數(shù)字電視顯示終端又稱為數(shù)字電視顯示器，數(shù)字電視終端的顯示方式與模擬電視的顯示方式基本相同，目前主要有陰極射線管（CRT）顯示器、等離子體（PDP）顯示器、液晶（LCD）顯示器、有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器、表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射顯示器（SED）、發(fā)光二極管顯示器（LED）；另外還有陰極射線管（CRT）型背投影顯示器、硅基液晶（LC0S）投影（含前投影、背投影）顯示器、液晶投影（含前投影、背投影）顯示器、數(shù)字光學(xué)處理（DLP）投影（含前投影、背投影）顯示器和激光投影機等。詳見圖1.9數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖.1顯示設(shè)備的分類10數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量1、分類（1）按發(fā)光類型區(qū)分a主動發(fā)光型顯示器

陰極射線管（簡稱CRT）顯示器

等離字體顯示器（簡稱PDP）發(fā)光二極管顯示器（簡稱LED）有機發(fā)光二極管顯示器（簡稱OLED）表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射顯示器（簡稱SED）B、被動發(fā)光型顯示器液晶顯示器

（簡稱LCD）LCD投影顯示器數(shù)字光學(xué)處理（簡稱DLP）投影顯示器硅基液晶（簡稱LCOS）投影顯示器

CRT型背投影顯示器

11數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

（2）按觀看的光學(xué)方式

a、直視式顯示器

CRT顯示器、PDP顯示器、LCD顯示器、OLED顯示器、

SED顯示器、LED顯示器等。

b、投影式顯示器-前投影式顯示器，包括有：

LCD投影顯示器、LCOS投影顯示器DLP投影顯示器-背投影式顯示器，包括有：LCD背投影顯示器、LCOS背投影顯示器DLP背投影顯示器CRT背投影顯示器12數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量(3)按尋址方式區(qū)分a、電子束掃描尋址方式CRT直視式顯示器CRT型投影顯示器

b、數(shù)字尋址方式LCD、PDP、OLED等平板顯示器LCD、DLP、LCOS投影顯示器(4)按顯示器的分辨力區(qū)分a、固定分辨力顯示器

LCD、PDP、SED、LED、OLED等顯示器LCD、LCOS、DLP投影顯示器b、可變分辨率顯示器CRT型顯示器CRT投影顯示器激光投影顯示器13數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量(5)按圖像信號的激勵方式分a、模擬信號激勵方式CRT直視式顯示器CRT型投影顯示器b、數(shù)字/模擬相結(jié)合的激勵方式LCD顯示器LCD投影顯示器LCOS投影顯示器c、數(shù)字激勵方式（子場（幀）驅(qū)動方式）PDP顯示器DLP投影顯示器14數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量2、數(shù)字電視顯示終端的主要技術(shù)參數(shù)和相應(yīng)測量方法在所制定的各項數(shù)字電視顯示終端標準規(guī)范中，每一項規(guī)范包括：范圍、規(guī)范性的引用文件、名詞術(shù)語、一般要求、基本技術(shù)和性能要求、測量方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯藏及規(guī)范性附錄等內(nèi)容。在相應(yīng)的測量方法中，規(guī)定了測量條件、測試儀器的要求、測量項目、測量方法及步驟、測量結(jié)果的表達等內(nèi)容。現(xiàn)以GB/T《地面數(shù)字電視接收機通用技術(shù)條件》、GB/T《地面數(shù)字電視接收機測量方法》SJ/T11343《數(shù)字電視液晶示器通用規(guī)范》、SJ/T11339《數(shù)字電視等離子體顯示器通用規(guī)范》、SJ/T

11348-2006《數(shù)字電視平板顯示器測量方法》及前投影機和背投影機有關(guān)規(guī)范為主加以敘述。并對它的不同之處著重敘述。

15數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

2.1輸入圖像格式

圖像格式是個廣泛的概念，數(shù)字電視圖像格式一般指圖像水平方向和垂直方向的有效像素數(shù)；圖像格式描述了組成一幅圖像的像素點陣數(shù)，常用1920×1080；1366×768；1280×720；720×576等表示。顯示輸入的圖像格式見表1。在我國的GB/T14857-1993《演播室數(shù)字電視編碼規(guī)范》中，已規(guī)定SDTV圖像格式為720×576i/50，在GY/T155-2000《高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》已規(guī)定我國的HDTV圖像信號格式為1920×1080i。因此數(shù)字電視平板顯示器若為SDTV，必須支持的輸入圖像格式為720×576i/50，并應(yīng)向下兼容其它顯示格式；若為HDTV，必須支持的輸入圖像格式為1920×1080i/50，同時也應(yīng)兼容720×576i的圖像顯示格式或其它低于1920×1080i的圖像顯示格式。有計算機顯示功能的顯示器，也應(yīng)至少支持VGA：640×480；SVGA：800×600；XGA：1024×768；SXGA：1280×1024；UXGA：1600×1200中的一種顯示格式。對與寬屏16∶9的顯示器可支持WXGA1280×768WSXGA1600×1024WSXGA+1680×1024WXGA+19200×1200

還有其他多種數(shù)字圖像格式，有的國家或地區(qū)的SDTV和HDTV分別采用720×480i/60和1280×720p/60、1920×1080i/60、1920×1080p/60圖像格式。16數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量表1顯示輸入的圖像格式輸入圖像格式顯示圖像參數(shù)描述隔行比掃描行數(shù)行頻kHz場頻Hz幅型比720×576i2:162515.625504:3720×576p*1:162531.25504:31280×720p*1:1750456016:91280×720p*1:175037.505016:91920×1080i2:1112528.1255016:91920×1080i*2:1112533.756016:91920×1080i*2:1125031.255016:9

注：

不帶*的圖像顯示格式為首選項。17數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量2.2基本功能要求在功能要求中，分為必備和可選兩種：必備功能是該產(chǎn)品比有的功能，也是最基本的要求?？蛇x功能是根據(jù)用戶和市場的需求，生產(chǎn)企業(yè)可以增加的功能，雖不作必備的要求，但對增加的功能，在檢測中進行考核。LCD、PDP顯示器的基本功能見表2。18數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量表2LCD、PDP顯示器的基本功能

序號功能要求1遙控必備2中文菜單顯示必備3場頻變換可選4計算機顯示功能可選5多畫面可選6畫面凍結(jié)可選7色溫選擇可選8無信號自動關(guān)機可選916:9和4:3幅型比變換可選19數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量2.3接口要求數(shù)字電視顯示器和接收機的接口要求分必備接口和可選兩種，因目前LCD、PDP顯示器產(chǎn)品主要和視盤機、衛(wèi)星數(shù)字電視接收器、有線數(shù)字電視接收器相連接顯示視頻圖象。因此在必備接口中規(guī)定了復(fù)合視頻輸入、Y、PB、PR輸入、音頻信號輸入（左聲道和右聲道）接口，可顯示SDTV、HDTV的圖象和聲音；對于可選接口，企業(yè)根據(jù)用戶和市場的需要，可選擇性的增加接口，如：Y/C信號輸入接口、D-sub15針（VGA）輸入接口，多路獨立音頻信號輸出接口、數(shù)字音視頻輸入接口（DVI、HDMI）等。當然地面數(shù)字電視接收機RF射頻輸入接口必備；若只有顯示器功能，可不具有RF射頻輸入接口。對于數(shù)字音視頻輸入/輸出接口，我國還沒有制定相應(yīng)的標準。各生產(chǎn)LCD、PDP電視機的企業(yè)采用了HDMI輸入接口或DVI輸入接口。但因涉及專利等問題，因此在標準中沒有規(guī)定。主要接口要求見表3。20數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量表3LCD、PDP顯示器接口要求

序號接口要求類型技術(shù)要求1RF輸入接口可選接收機必備按SJ/T11327—2006的要求2復(fù)合視頻輸入接口可選按SJ/T11329—2006的要求Y/C輸入接口可選按SJ/T11330—2006的要求Y、PB、PR輸入接口必備按SJ/T11333—2006的要求R、G、B輸入接口可選按SJ/T11332—2006的要求3音頻輸入接口：左聲道、右聲道必備按SJ/T11331—2006的要求4復(fù)合視頻輸出接口可選按SJ/T11329—2006的要求5D—sub15針（VGA）輸入接口可選按SJ/T11332—2006的要求6音頻輸出接口：左聲道、右聲道可選按SJ/T11331—2006的要求7數(shù)字音、視頻輸入接口可選待定21數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量2.4、常溫性能要求

數(shù)字電視顯示終端的常溫性能主要包括電性能、光性能和聲性能。電性能、和聲性能已在其他章節(jié)做了講解，本章主要對數(shù)字電視顯示終端的光性能進行講解。光性能主要包括有：亮度、對比度、重顯率、清晰度、亮度均勻性、色域覆蓋率、可視角、像素缺陷、運動圖像拖尾時間、漏光等多項性能指標；這些性能指標和測量方法、測試信號、顯示器（電視機）的調(diào)整、測試儀器的精度、測量時亮度計的視場角等因素有密切的關(guān)系。因此在測量方法中都做了嚴格的規(guī)定。如：測量環(huán)境：測量應(yīng)在不受來自外界電磁場干擾的室內(nèi)進行。如果干擾可影響測量結(jié)果，測量應(yīng)在屏蔽室內(nèi)進行。測量光性能時應(yīng)在暗室中進行,雜散光照度≤1lx；照射到被測圖像上的雜散光應(yīng)小于或等于被測圖像亮度的1％。IEC61947和IEC61988及美國ANSI/NAPMIT7.228中規(guī)定：在不透光的房間，任何位置的照度≤1lx，屏幕上來自外界光小于被測亮度的1%，屏幕上黑色處來自外界光小于被測值的10%。日本：暗室來自外界的光＜5lx。22數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量顯示器（電視機）的調(diào)整：——

圖像對比度和亮度的調(diào)整輸入如圖2所示的極限八灰度等級信號，調(diào)整對比度和亮度控制器位置，調(diào)整到極限八灰度等級信號能夠清晰分辨的極限狀態(tài)。如果不能得到上述狀態(tài)，應(yīng)調(diào)整到最佳圖像質(zhì)量。此時對比度和亮度的位置分別定義為“正常對比度位置”和“正常亮度位置”。因極限8灰度信號首先是美國國家標準學(xué)會提出的，又稱ANSI極限8灰度信號?！?/p>

色溫的調(diào)整將顯示器色溫置于出廠位置，如果沒有預(yù)置的位置設(shè)置，應(yīng)調(diào)整到最佳圖像質(zhì)量?！?/p>

彩色（飽和度）和色調(diào)控制將顯示器控制器置于出廠位置，如果沒有預(yù)置的位置設(shè)置，將其調(diào)到中心位置。測量亮度計時的視場角：亮度計或色度計的視場角非常小時，也就是覆蓋被測屏幕的像素的面積非常小時，隨著亮度計或色度計測試顯示區(qū)域的不同亮度值也不同。因此覆蓋被測屏幕的像素數(shù)的面積至少為5x5像素面積。對于電視機其他調(diào)整詳見SJ/T11348-2006的有關(guān)規(guī)定。23數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖2極限八灰度等級信號

24數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（1）亮度

亮度是表征發(fā)光物體的明亮程度；是人眼對發(fā)光器件的主觀感受。在本規(guī)范中，亮度是表征圖像亮暗的程度；是指在正常顯示圖像質(zhì)量的條件下，重顯大面積明亮圖像的能力。

表征亮度的單位為

坎德拉/平方米

（cd/m2），過去叫尼特（nit）。在測量電視機或顯示器的亮度時，因?qū)﹄娨暀C調(diào)整狀態(tài)不同，表征屏幕亮度的參數(shù)指標也不同，主要有四種：有用峰值亮度：用圖3所示的白窗口信號作為測試信號。在正常亮度和對比度控制位置，用亮度計在白窗口內(nèi)測量的亮度值稱為“有用峰值亮度”。有用平均亮度：用圖4所示的100%全白場信號作為測試信號，同樣在正常亮度和對比度控制位置，用亮度計在屏幕中心位測量的亮度值稱為“有用平均亮度”。最大峰值亮度：用圖3所示的白窗口信號作為測試信號，在對比度最大控制位置，用亮度計在在白窗口內(nèi)測量的亮度值稱為稱為“最大峰值亮度”。最大平均亮度：用圖4所示的100%全白場信號作為測試信號，在對比度最大控制位置，用亮度計在屏幕中心位測量的亮度值稱為“最大平均亮度”。25數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

因液晶電視采用外光源，像素均勻分布在顯示屏幕上，用尋址方式顯示圖像。在對比度和亮度控制正常位置，有用平均亮度和有用峰值亮度是一樣的；最大平均亮度和最大峰值亮度是一樣的；對于正常觀看電視圖像節(jié)目而言，只有有用平均亮度才有實際意義。因此，在我國的SJ/T11343-2006《數(shù)字電視液晶顯示器通用規(guī)范》和《地面數(shù)字電視接收機通用技術(shù)條件》標準中只規(guī)定它的有用平均亮度值≥350cd/m2。

PDP和CRT一樣，采用R、G、B熒光粉自發(fā)光，若亮度調(diào)的較高，則消耗功率大，壽命降低；因此在PDP電視機的電路里，設(shè)有亮度、功率自動控制電路，當亮度達到一定的值，因受功率限制，亮度不能再增加；另外屏幕越大，亮度越低。所以，在SJ/T11339－2006《數(shù)字電視等離子體顯示器通用規(guī)范》和《地面數(shù)字電視接收機通用技術(shù)條件》中規(guī)定PDP電視機的有用平均亮度為：

當屏幕≤127cm（50英寸）時，有用平均亮度≥60cd/m2；當屏幕＞127cm時，有用平均亮度≥40cd/m2。26數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量對于CRT電視機，由于采用R、G、B自發(fā)光，并以掃描方式顯示圖像，受高壓束電流的限制，亮度也比較低，并且屏幕中心的亮度與屏幕邊緣的亮度也不同，大面積的亮度與峰值亮度也不同，因此在SJ/T11342-2006《數(shù)字電視陰極射線管顯示器通用規(guī)范》和《地面數(shù)字電視接收機通用技術(shù)條件》中規(guī)定CRT電視機的亮度為：

有用峰值亮度≥80cd/m2有用平均亮度≥60cd/m2最大峰值亮度≥350cd/m2最大平均亮度≥80cd/m2在這里我們沒有規(guī)定CRT的屏幕尺寸，考慮到要接收或顯示數(shù)字電視信號的顯示器，一般都是SDTV或HDTV，屏幕尺寸都比較大，因此沒有像模擬電視機那樣，按屏幕尺寸規(guī)定亮度值。27數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

在SJ/T11348-2006《數(shù)字電視平板顯示器測量方法》、SJ/T11345-2006《數(shù)字電視陰極射線管顯示器測量方法》分別規(guī)定了LCD、PDP和CRT電視機亮度的測量方法。采用如圖3和圖4所示的圖形信號進行測試。圖3白窗口信號圖4

全白場信號圖5亮度、亮度和色度均勻性、測量點示意圖28數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量CRT顯示器亮度測量步驟如下：a)輸入如圖4所示的全白場信號，用亮度計測量屏幕中心的亮度值，所測得的值為“有用平均亮度”；b)將視頻信號換成如圖3所示的白色窗口信號，測量白色窗口的亮度值，所測得的值為“有用峰值亮度”；c)將對比度控制器調(diào)整在最大位置上，重復(fù)a）和b）的步驟。在最大對比度位置上，用全白場信號測得的亮度值和用白色窗口信號測得的亮度值分別為“最大平均亮度”和“最大峰值亮度”平板顯示器亮度測量步驟如下：a)將顯示器按要求調(diào)整到規(guī)定的標準工作狀態(tài)。b）將如圖3所示的全白場信號輸入到顯示器，用亮度計測量圖5所規(guī)定的P0點上的亮度值，有用平均亮度；c)將白窗口信號輸入到顯示器，用亮度計測量白色窗口的亮度值，所測得的值為有用峰值亮度

29數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

對于正常觀看電視圖像時，在一定亮度的范圍內(nèi)，亮度值越大，則顯示的圖像越清晰，但亮度值超過一定的范圍，亮度再增加，反而使圖像清晰度下降；并且長時間在高亮度狀態(tài)下觀看電視，則眼睛感到疲勞，尤其是青少年，會使視力下降，誘發(fā)其它眼睛疾病。此外亮度太高，不僅浪費能源，還會降低顯示屏的使用壽命。對于消費者在室內(nèi)觀看圖像時，環(huán)境光較暗，電視機有用平均亮度在50～80cd/m2范圍內(nèi)觀看比較適宜。電影院銀幕的平均亮度大約為30—45cd/m2，室外觀看電視圖像時要求畫面的平均亮度大約為300cd/m2。目前家電市場上的LCD電視機的亮度大小是由電路控制的；由于LCD的成像原理的原因，不能完全還原重顯較暗場時的圖像，也就是說當圖像電平較低時，如在0%電平時，而不能顯示全黑色圖像；目前雖然廣泛采用插幀（或插黑）技術(shù)，并增加刷新頻率，但有的出現(xiàn)漏光現(xiàn)象，降低了對比度。為了使顯示圖像明亮、增加圖像的層次感和提高清晰度，把LCD電視機的亮度調(diào)整的較高，使圖像的過渡邊緣生硬、不柔和，有油墨畫的感覺。30數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（2）光輸出

光輸出是表示投影機投出光的強度，單位用流明（lm）表示。對于前投影機發(fā)光的強度不像背投影機或電視機那樣，因為前投影機投射到屏幕的圖像大小隨著距離的遠近不同，投射的圖像面積越大，而顯示的圖像亮度則越暗。圖像面積越小顯示的圖像亮度越亮。電視機的屏幕大小是固定的，所顯示的圖像亮度只隨圖像內(nèi)容而變化。投影機的光輸出的大小和光源功率（即燈泡的瓦數(shù)）有直接關(guān)系，燈泡的瓦數(shù)越大，則光輸出越大。因此，在SJ/T11340-2006中規(guī)定投影機的光輸出有企業(yè)標準規(guī)定。若采用美國國家標準IT7.228所規(guī)定的測量方法進行測量，則所測得的光輸出，則用ANSI流明表示。

31數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

在我國的SJ/T11346-2006中規(guī)定的測量方法如下：輸入100%全白場測試圖（見圖4）。分別在圖4的9個點P0～P8上測量各自的照度值L0～L8，以勒克斯Lx表示。L0～L8的9個讀數(shù)的平均值La再乘以投影圖像的面積S，就是該投影機的光輸出L。測量點的范圍應(yīng)至少為5×5個像素。IEC、美國、日本和我國測量光輸出的方法都相同。32數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（3）對比度

對比度是表征在一定的環(huán)境光照射下，物體最亮部分的亮度與最暗部分亮度之比。電視機或顯示器的對比度是指：在同一幅圖像中，顯示圖像最亮部分的亮度和最暗部分的亮度之比。對比度越高，重顯圖像的層次越多，圖像清晰度越高.測量方法：HDTV采用如圖6所示的黑白窗口信號（16：9）進行測量，

SDTV可采用圖7所示的4：3的黑白窗口信號。

圖6幅型比為16：9的黑白窗口信號圖7幅型比為4：3的黑白窗口信號33數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

測量方法如下：

a)

將顯示器調(diào)整到規(guī)定的標準工作狀態(tài)。b)

將如圖6（或圖7）的黑白窗口信號輸入到顯示器，分別測量L0，L1，L2，L3和L4的亮度值，見圖8。c)

用下式計算對比度Cr：

Cr=L0/Lbw

式中：Lbw—L1，L2，L3，L4的平均值。圖8對比度測量點示意34數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

為了使不同成像原理的各種類型的顯示器（或電視機）的對比度有可比性，在所制定的規(guī)范中，對CRT、PDP、LCD電視機（包括DLP、LCD、LCOS、CRT背投影機及前投影機）的對比度都規(guī)定了相同的測量方法。在上述條件下，不同的成像器件中的對比度一般在100:1~300:1之間。因人眼的分辨能力一般在200:1左右，當然少數(shù)視力較好的人，可達到250:1以上，所以規(guī)定對比度為150:1的最低要求。當然各生產(chǎn)企業(yè)可以做的更高些，但必須滿足150:1的最低性能要求，以滿足正常視力人員的觀看效果。圖像對比度對重顯圖像質(zhì)量至關(guān)重要，適當?shù)膱D像對比度可以使圖像層次分明，觀察圖像時有一定的層次感，因此人們總是千方百計提高圖像對比度，例如：為了減小環(huán)境光對圖像對比度的影響，采用黑底技術(shù)，熒光粉著色技術(shù)、褐色玻璃等，通過上述措施使當前顯示器件的圖像對比度有了很大的改進與提高；圖像對比度適度就可以了，因為正常的攝像機攝取景像的對比度只有100倍，因此平板顯示器和平板電視機的圖像對比度只要大于150倍，就可以滿足人眼的視覺要求，過高的對比度并不能明顯改善圖像質(zhì)量；但目前家電市場上，對比度的叫法較多，如：ANSI對比度、通斷比（ON／OFF）等。對比度的值從幾千比一到一萬比一不等。當然這其中也有生產(chǎn)企業(yè)過于夸大宣傳和媒體炒作的原因，但主要是采用的標準不同，測試信號、測試條件、測試環(huán)境等不同而造成的。35數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（4）ANSI對比度

ANSI是AmericanNationalStandandInstitute的英文縮寫，是指美國標準協(xié)會制定的測量方法，即采用美國國家標準所規(guī)定的測量方法的對比度。即：ANSI/NAPMI18.227-1997音視頻系統(tǒng)電子投影—固定分辨力投影機，ANSI/NAPMI17.227音視頻系統(tǒng)電子投影—可分辨力投影機的標準中規(guī)定對比度的測量方法。

測量方法如下：a)

首先將顯示器調(diào)整到規(guī)定的標準工作狀態(tài)。b)

將圖9所示的16個相等矩形組成的黑白棋盤圖形輸入到顯示器，用亮度計分別測量8個白方格的亮度分別為：Lw1～Lw8，取平均值為Lw；然后測量8個黑方格的亮度分別為：LB1～LB8，取平均值為LB。

ANSI對比度＝Lw/LB，歸一化取整數(shù)。

該方法和我國采用的標準中對比度測量相比較，測試條件和調(diào)整方法基本相當，只是采用的測試信號不一樣。用該測量方法所測得的對比度值的誤差比我國的大，所測得的對比度值比我國的小。36數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

該測量方法對于不是玻璃屏幕的成像器件（如前投影機和背投影機）測量的數(shù)值還比較準確，但對于玻璃屏幕的成像器件如：PDP、LCD和CRT，因有較厚的玻璃，采用16個相等矩形的黑白棋盤圖形，則白方塊的亮度，通過玻璃的厚度折射到黑方塊，因此測量黑方塊的亮度包括了白方塊的亮度通過玻璃折射到黑塊的亮度，這樣測量的數(shù)據(jù)不夠準確，因此在IEC60107-1和IEC61988-2-1等離子體顯示器的測量方法中規(guī)定用黑白窗口信號。白窗口和黑窗口之間有一點距離，這樣白窗口亮度通過玻璃折射到黑窗口的亮度就會減弱，影響較小，測量方法比較準確，重復(fù)性較好。為了對不同成像器件的電視機的對比度值有可比性，所以在對固定分辨力不是由玻璃為成像器件的投影機中可采用此方法。經(jīng)多次測量，這種方法測量由玻璃為成像器件電視機的對比度值比ANSI標準測量的對比度值要提高10%左右。37數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖916個黑白棋盤格信號38數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（5）通斷比

通斷比是表示：顯示屏顯示100﹪全白場圖像時，測量如圖10

所示Lo~L89個點的亮度的平均值Lmax與顯示0﹪全黑場圖像時，測量圖9所示的Lo~L89點的亮度的平均值Lmin之比，即：Lmax/Lmin，并進行歸一化。圖10測量通斷比的位置圖39數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

用通斷比表示對比度要比按我國標準測量的對比度和ANSI對比度大得多,一般可在1000：1～2000：1。但目前在我國家電市場上或媒體宣傳的液晶電視機、等離子體電視機、投影機的對比度為5000：1，甚至10000：1，因這些對比度值沒有給出相應(yīng)的測量條件、測試環(huán)境、測試信號、測量方法和所用測量亮度計的精度等，這些值如何得來的，沒有具體說明，對此也就毫無實際意義了。對于觀眾正常觀看電視圖像節(jié)目而言，是觀看同一幅圖像中的對比度，而不是觀看全屏最亮和全屏最暗兩幅圖像的對比度，

因此對電視用通斷比表征對比度是不合適的。但用全白場信號/全黑場信號，在正常對比度和亮度控制位置測得的對比度反映了對比度的動態(tài)范圍，尤其是對顯示平均圖像電平（APL）為10%~20%的圖像時，這個對比度值越大越好。圖像對比度是電視機或顯示器重顯圖像質(zhì)量的重要參數(shù)之一。較高的圖像對比度可以使圖像層次分明，增加圖像的縱深感，提高圖像的清晰度。對LCD電視機來說，因圖像暗場時對比度較低，使圖像層次感、縱深感較差，影響了重顯圖像的質(zhì)量。但不惜成本的提高對比度也毫無意義，即使再高的對比度，人眼也不能分辨出來；同時過高的對比度并不能明顯改善圖像質(zhì)量，相反可能降低圖像的清晰度。40數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

我們參考了美國、日本、IEC的測量方法、測試信號和測量條件及參數(shù)值，并根據(jù)人眼的視覺特性及多種因素確定的。以顯示視頻的不同成像器件的顯示器能夠適應(yīng)的亮度和對比度范圍，與自然界的景物相比要受到限制。因為視頻信號是攝像機攝取環(huán)境光照明的物體反射一部分照明的入射光線，物體的亮度是攝像機鏡頭看見的東西，也就是刺激攝像機影像傳感器的東西，在戶外明亮、充滿陽光時，高反射率的物體的陰影區(qū)域的黑色物體，景色的對比度范圍可達到20000:1，但在人工照度環(huán)境中，將大大低于戶外的水平，在給定的范圍中，如在演播室，物體的亮度的范圍可以從2000lx到低于1lx,則對比度值可達2000:1，實際攝像機的動態(tài)范圍有限，縮減了對于大對比度范圍的采集能力，因此所顯示的視頻信號的對比度也將大大降低，一般在500：1。在人體工程上研究人眼的視覺特性表明：決定人眼所能看到的不同物體層次使物體反射的是亮度比而不是亮度差（亮度比是任意兩個亮度值相除，差則是相減）。人眼所能觀察到的物體的亮度比，由于不同人群有所差別，約從150~250之間。有的人可能更低。因此計算機視頻采用8bit取樣，即28=256級。對絕大多數(shù)數(shù)字視頻，用16表示黑色，從16～235表示視頻不同級的白色亮度，也就是考慮到人眼所能分辨的灰度級。綜合以上的各種因素，并考慮國際標準，因此規(guī)定了我國各種不同成像原理的顯示器，對比度的參數(shù)值150:1，這樣便于消費者在選購產(chǎn)品時進行比較。41數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（6）亮度均勻性亮度均勻性是指屏幕中心與屏幕其它地方，尤其是屏幕邊緣所顯示亮度均勻性的程度。對于CRT，因成像原理是采用可變分辨力的掃描方式，亮度均勻性比較差。顯像管制造工藝的不同，亮度均勻性也不同。純平的CRT的亮度比超平的CRT的均勻性差，對于最近研制出的超薄的CRT，據(jù)有關(guān)資料介紹，屏幕邊緣處的亮度均勻性、聚焦等性能比普通的CRT還差些。對于固定分辨力，以尋址方式顯示圖像的LCD、DLP、PDP、LCOS等成像器件的電視機，亮度均勻性要優(yōu)于CRT。對于LCD，因采用背光源，由于背光源的燈管排列不均勻和發(fā)光特性不一致性，造成全屏亮度均勻性差，但優(yōu)于CRT。PDP全屏亮度均勻性較好，優(yōu)于LCD。對于前投影機，受光機引擎、鏡頭等器件的優(yōu)劣的影響，亮度均勻性也有較大的差異。對于背投影機，同樣受到光機，一次或兩次的光反射和投影屏幕等器件的優(yōu)劣的影響，亮度均勻性等指標也不同。為了使不同成像原理的顯示器（或電視機），在測量條件、測試環(huán)境、測試儀器、測量方法都采用統(tǒng)一的方法，但在特性參數(shù)要求上有所不同。

42數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量測量方法：a)

將顯示器調(diào)整到規(guī)定的標準工作狀態(tài)；b)

將全白場信號輸入到顯示器，用亮度計測量圖11所規(guī)定P0~P8各個點的亮度值分別為P0~P8

c)

用以下公式計算亮度均勻性Pi：Pi=Li/L0×100%式中：i——（0…8）點中的任意一個點數(shù)。邊角的平均值：43數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖11測亮度均勻性示意圖對于PDP和LCD的平板電視機不測邊角亮度均勻性的平均值。規(guī)定LCD亮度均勻性的平均值：≥75%規(guī)定PDP亮度均勻性的平均值：≥75%對于CRT電視機要測邊角的平均值，并規(guī)定了參數(shù)。即：

亮度均勻性：≥50%邊角的平均值：≥50%44數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（7）彩色電視的三基色和三基色原理在自然界中呈現(xiàn)的萬紫千紅的顏色，是人眼所感覺的顏色。在人眼的視覺理論研究中，眼睛的視網(wǎng)膜的中心部分，布滿了錐體視覺細胞，它既有區(qū)別亮度的能力，又能區(qū)別顏色的能力。因此他能看到自然界中的五顏六色，尤其是雨后的彩虹，黃、青、綠、紫、紅、藍的顏色給人以美的感覺。在彩色電視機中，就是利用人眼的視角特性，把自然界的五顏六色重現(xiàn)在電視機的屏幕上。經(jīng)過對人眼識別顏色的研究表明：人的視角對于單色的紅、綠、藍三種形式的色刺激具有相加的混合能力，例如：用適當比例的紅光和綠光相加混合后，可產(chǎn)生與單色黃相同的彩色視角效果；同樣用適當比例的紅和藍相加混合后，可產(chǎn)生與單色紫（品紅）相同的彩色視角效果用適當比例的藍和綠相加混合后，可產(chǎn)生與單色青相同的彩色視角效果；并發(fā)現(xiàn)自然界中所有的萬紫千紅的顏色都可以用紅、綠、藍這種顏色以適當?shù)谋壤嗉踊旌隙?。如圖12所示。45數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖12混色原理人眼對于紅、綠、藍的相加混合可分為三種情況：1)

紅、綠、藍三色同時進入人眼，并投射在視網(wǎng)膜上同一區(qū)域的色刺激，稱為光譜混合法（如3LCD投影機）。2)

紅、綠、藍三色相繼進入人眼，并投射在視網(wǎng)膜上同一區(qū)域的色刺激，稱為時間混合法（如單片DLP色輪技術(shù)）。3）以人眼不能分辨的“鑲嵌”方式進入人眼的色刺激，稱為空間混合法（如CRT、PDP電視機）。在彩色電視色度學(xué)中，把紅（R）、綠（G）、藍（B）稱為三基色。46數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量三基色定義：紅、綠、藍三種顏色之間是相互獨立的，其中任一色均不能由其它兩種顏色混合而成；它們又是完備的，即所有的其它顏色都可以由紅、綠、藍三種顏色按不同的比例相加混合而得到。從三基色定義可以看到，如果用C代表混合而得到的顏色，則可用下面代數(shù)式表示一種顏色相加混合的結(jié)果：C＝R(R)＋G(G)＋B(B)在該式中R、G、B是三個系數(shù)，表示為混合顏色C中（R）、（G）、（B）三個基色所用的量分別是多少，也就是說可以用數(shù)量表示任何一個顏色，即用一組（R、G、B）之值表示一個顏色，它們之間的大小決定了混合色C對人眼刺激程度的強弱，用亮度表示，單位為cd/m2；它們之間的比例關(guān)系，表示為彩色之間的差異，常用色調(diào)描述。在色度學(xué)中，顏色是用波長表示的。如紅色的波長為630nm～700nm。綠色的波長為546nm，藍色的波長為435.8nm；表征彩色的濃淡程度稱為色飽和度，用百分數(shù)表示，例：最大的紅基色的飽和度為100％。

由圖11中可以看出，紅色與綠色相加混合成黃色，黃色和藍色相加混合后得到白色(或灰色)；紅色與藍色相加混合成品紅色（紫色），品紅色和綠色相加混合得到白色(或灰色)；綠色與藍色相加混合成青色，再和紅色相加混合得到白色(或灰色)；在色度學(xué)中分別把黃色和藍色、紅色和青色、綠色和品紅色（紫色）相互稱為補色。也就是說三基色紅、綠、藍相對應(yīng)的補色分別是青色、品紅色、黃色。在彩色電視中，常用的彩條信號即：黃色、青色、綠色、品紅色、紅色、藍色就是由紅、綠、藍三基色和它們對應(yīng)的補色組成的。47數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量補色的定義：當兩種顏色混合得到白色（或灰色），稱為這兩種顏色互為補色。從基色的定義看：青色、品紅色、黃色分別是由兩種基色混合而成的，只能稱為補色，而不能稱為基色。從上述分析可以得出三基色原理包括下述主要內(nèi)容：自然界的任何彩色可以用紅、綠、藍三基色相加混合而成；根據(jù)三色系數(shù)的不同，由于人眼的視覺特性，可以分辨出彩色的亮度、色調(diào)和色飽和度；而亮度等于三個基色亮度之和；當由兩種成分相加的混合色中，如果一種成分連續(xù)變化，混合色也將連續(xù)變化；當兩種成分相加的混合得到白色或灰色時稱這兩種顏色互為補色。彩色電視從二十世紀初到現(xiàn)在，經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展，從攝像、傳輸?shù)斤@示技術(shù)都是利用三基色原理，把自然界中的五顏六色的景物顯示到電視機屏幕上，供觀眾欣賞。就目前而言，在世界范圍內(nèi)，無論是模擬彩色電視機還是數(shù)字電視接收機，無論是掃描型（CRT）電視機還是固有分辨力電視機（LCD、PDP），無論是直視型電視機還是投影型電視機，都是利用三基色原理。對于CRT、PDP電視機，選用紅、綠、藍三色熒光粉作為三基色，利用熒光粉發(fā)出的三基色光進行混合而成；對于LCD（包括直視型和投影型）、DLP、LCOS投影機都是通過光學(xué)系統(tǒng)濾光分色，分出紅、綠、藍三基色信號后經(jīng)信號調(diào)制再相加混合而形成彩色圖像。48數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

美國TI公司的單片DLP投影機，為了增加亮度和彩色鮮艷度，將由過去的RGB三段色輪改造成R、G、B、C（青）、Y（黃）、M（品紅）六段色輪，并在驅(qū)動和顯示電路上，實現(xiàn)單獨對R、G、B、C、Y、M進行補償，以提高投影機的亮度和彩色鮮艷度，同時也可以根據(jù)用戶的需要進行修正。隨著數(shù)字化處理技術(shù)的發(fā)展，近幾年對顯示器的色度處理方法也越來越多，可以根據(jù)顯示器內(nèi)部電子裝置的需要，將一些信號從一種形式變換成另一種形式，以便完成各種處理任務(wù)。例如有一個方式是：首先將這些信號實時的一個像素一個像素變換它的發(fā)光和它的發(fā)光強度和它的色度坐標u′v′(或xy)進行獨立處理，最后變換成電子信號，傳送給顯示設(shè)備進行顯示。這樣最大的優(yōu)點就是將信號源信號的校正與參數(shù)設(shè)置和顯示器的標準和設(shè)置隔離開來，可以獨立的對某種顏色進行修改和校正，可以消除灰度、色調(diào)和飽和度之間的相互作用而產(chǎn)生的誤差，可以允許因觀眾喜好不同而和信號源有一定的誤差等優(yōu)點；還有的是通過對電路的設(shè)計，可以單獨對紅、綠、藍和它們對應(yīng)的補色分別進行修正，獲得更明亮、更鮮艷的彩色，以符合某些觀眾對顏色的喜好。

但無論采用哪種彩色的補償修正方法，以紅、綠、藍作為彩色電視的三基色原理是不會改變的。因彩色電視系統(tǒng)到目前為止，在前端攝像機采集景物圖像的顏色，演播室的節(jié)目制作和中間的節(jié)目傳輸都是采用紅、綠、藍三基色；而在終端顯示部分，只是有些企業(yè)為擴大彩色重顯效果，在電視機的信號處理部分分別采用“六色”或“五色”或“四色”技術(shù)，但在終端顯示還是以R、G、B三基色相加混合重現(xiàn)彩色圖像。因此只能說是，對三基色合成的彩色信號，進行六色處理，最終以R、G、B三基色進行顯示。49數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（8）色溫和相關(guān)色溫在日常生活中，我們?nèi)搜劭吹降奈矬w景物的顏色（例如紙是白的，草是綠的等）說成是物體的特征，用來區(qū)分物體。在物理學(xué)上，我們眼睛看到的景物則是用光譜輻射亮度和彩色刺激函數(shù)表示的；正是因為它們在眼睛里造成了白色或彩色的感覺。所有的這些感覺是投射到物體上的光線和物體表面兩者相互作用的結(jié)果。投射到物體景物上的入射光線可來自一個和多個光源，有一類光源是由于高溫輻射發(fā)出光線，稱為溫度輻射體。例如：蠟燭燃燒時釋放能量而產(chǎn)生的溫度約1600℃，白熾燈靠電能通過的燈絲而產(chǎn)生的溫度（鹵鎢燈）達2500～3000℃，太陽能產(chǎn)生的溫度（表面溫度）達5500℃～6000℃。為了能說明這些溫度輻射體，制造出了一種近似實現(xiàn)理想化輻射體模型，研究它對實際光源在一定程度上適用的一些規(guī)律，把這個理想化輻射體的光源稱謂黑色輻射體。如果把黑體不同的溫度輻射光的色坐標繪制到國際照明委員會1931年的色度坐標圖上，把各點連成一條曲線，稱為黑體軌跡（又稱為普朗克曲線），如圖12所示。

50數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖12標準色度圖上黑體軌跡（普朗克曲線））51數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖13axy色度坐標圖上黑體軌跡

圖13b

在u′v′色坐標圖上黑體軌跡圖13

標準色度圖上黑體軌跡（普朗克曲線）

52數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

在圖13a和13b

中可以看出，在溫度較低時呈現(xiàn)橙黃色，溫度較高逐漸為白色；溫度到萬度以上，則呈藍色。由此可見，由光的顏色也可以推斷出溫度的高低。從光的顏色與溫度的各種關(guān)系，引出“顏色色溫”，簡稱色溫。一個光源的色溫值，是指這光源所發(fā)出的光的顏色與某個溫度的黑體所發(fā)出的光的顏色相同或最接近，則黑體的這個溫度就定義該光源的色溫。對于白熾燈光源來說，可以和黑體發(fā)光的光達到很完美的匹配，白熾燈光源的色坐標幾乎落在黑體軌跡上。而對其他類型的光源往往不能落在黑體軌跡上，就要找到這個光源的色坐標點到黑體軌跡的最近距離點所對應(yīng)的黑體色溫，稱為光源的相關(guān)色溫。色溫表明光源色度信息，而不表明光源的溫度信息。色溫的單位為開氏度（K）。CIE1931年的x、y色度坐標圖是一個非均勻色度空間，所以從某一坐標點到黑體軌跡的最短距離，不是從這點向黑體軌跡所作的垂線，而是一根有一定角度的斜線，如圖14所示。這些斜線稱為等相關(guān)色溫線，在每一條線上的相關(guān)色溫都有一樣的數(shù)值，即等于它與黑體軌跡的交點上所對應(yīng)的黑體的色溫值。

53數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

一般物體是不發(fā)光的，只有在一定的光源照射下，才能看見它的形狀和顏色?？梢哉f物體的顏色依賴于照明它的光源的顏色。為此，為了確切地描述物體的顏色，必須首先指明在什么光源下呈現(xiàn)的顏色。光源所發(fā)出的光的顏色的溫度與黑體軌跡上的溫度相同時，則該光源的色溫常稱為絕對色溫，也就是說黑體軌跡上任意點的色溫都可稱為絕對色溫；光源所發(fā)出的光的顏色的色溫的色坐標點不落在黑體軌跡上，而落在如圖14所示的斜線上，把該光源所發(fā)出的光的顏色的色溫定義為相關(guān)色溫。用相關(guān)色溫可考核相同型號電視機或顯示器顯示白色時色度坐標的一致性。54數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖14

x、y色度坐標圖上的黑體軌跡和相關(guān)色溫線

55數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

由此可見，電視機屏幕所發(fā)出光的顏色的溫度都為相關(guān)色溫。把電視機屏幕顯示的白色用6500K或9300K相關(guān)色溫表示。在CIE1931年x、y色度坐標圖上每個色溫值用x、y坐標點表示，在CIE1976年u′、v′色度坐標圖上每個色度值用u′、v′坐標點表示。在目前我國市場上銷售的電視機或高清晰度顯示器出廠時都被設(shè)置為較高的色溫，尤其是液晶電視機更為明顯。高色溫能產(chǎn)生略帶藍色色調(diào)的白色，類似日光燈發(fā)出的“冷白色”。冷白色色溫一般為9300K左右，在這種情況下，顯示的圖像較明亮，彩色較鮮艷。但在一些多媒體顯示器、照相機和部分電視機中，標準色溫設(shè)置為6500K，重顯圖像比較柔和，接近于自然圖像色彩，因此各國演播室多采用6500K（D65）作為廣播標準，我國演播室也采用6500K（D65）作為廣播標準；而亞洲人長著黑褐色的眼睛，因此討厭偏黃以及偏紅、偏綠的顏色，喜歡高色溫比較鮮艷的圖像，多選為9300K作為電視機的標準白色；反過來，長著藍色眼睛的歐美人討厭偏藍色以及紫色，喜歡低色溫，多選為6500K作為電視機的標準白色。因此在我國市場上銷售偏藍色色溫的電視機，工廠都設(shè)置了兩種色溫，即“冷色”9300K和“暖色”6500K供消費者自由選擇。56數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖圖15

在xy色坐標圖上的相關(guān)色溫等溫線57數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量在這里需要說明的是：有的生產(chǎn)廠家把“白色”色溫調(diào)得較高，甚至達到15000K或更高。這樣雖然增加了電視機圖像的透亮度，但重顯膚色失真較大，給人不真實的感覺。另一方面，根據(jù)人眼的視覺特征，長時間觀看高色溫的圖像，造成眼睛的疲勞，影響視力下降，對青少年影響更為嚴重，因此不提倡使用高色溫。為限制生產(chǎn)企業(yè)把色溫調(diào)得過高，保護消費者的健康，在電視機或顯示器的標準中規(guī)定了兩種相關(guān)色溫，即9300K和6500K，并給予了適當?shù)恼`差范圍，即9300K：

u′=0.189±0.015

v′=0.447±0.0156500K：

u′=0.198±0.015v′=0.468±0.01558數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量（9）色域和色域覆蓋率

我們?nèi)搜劭吹降淖匀唤缛f紫千紅的顏色，從色度學(xué)上講，各種顏色是由不同的波長所決定的。國際照明委員會（CIE）1931年公布了人眼可見光譜從380nm~780nm的色域，如圖15所示x，y坐標圖。CIE1931色度坐標圖是非均勻的色度坐標空間，因該坐標系統(tǒng)對顏色誤差的分辨力有較大的缺陷。經(jīng)過幾十年研究，1976年國際照明委員會又公布了以u′v′色度坐標圖，即1976u′v′色度坐標圖，如圖16所示；把該色度坐標變成均勻色度坐標空間。圖15CIE1931x，y坐標圖圖161976u′v′坐標圖59數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

上述兩個色度坐標空間系統(tǒng)，分別表示了在不同色度坐標系統(tǒng)中人眼在自然界中所能看到可見光譜軌跡圖。在不同的色度坐標（xy）或（u′v′)中可見全部光譜軌跡所對應(yīng)的面積，即為人眼所能看到可見光最大色域。該色域為一多邊形面積，即為光譜的波長從380nm～780nm光譜的光的色域，經(jīng)過計算，該色域面積為0.1952。在目前不同的成像原理的顯示器中，如LCD、PDP或LCD、DLP投影機，都表明顯示的彩色數(shù)可達16.7百萬彩色數(shù)或10.7億多彩色數(shù)，甚至更大。這些彩色數(shù)是對色度信號進行數(shù)字化處理的概念，如對紅、綠、藍色度信號各8bit取樣，則表示彩色數(shù)為28×3=256x3≈16.7百萬，若對紅、綠、藍各10bit取樣的系統(tǒng)，則表示彩色數(shù)為210x3=10243≈10.7億，若對紅、綠、藍各12位的系統(tǒng)，則表示彩色數(shù)為212×3=687億彩色，若對紅、綠、藍各16位的系統(tǒng)，則彩色數(shù)更大。從理論上講CRT模擬系統(tǒng)，則彩色數(shù)將是無窮大。在所有的顯示器中，顯示的彩色的色域不是由彩色數(shù)的多少來決定的，而是由顯示器重現(xiàn)還原的紅、綠、藍三基色在CIE1976u′v′色度坐標圖中的R、G、B的色度坐標構(gòu)成的三角形面積大小來決定的。60數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

對于市場上以不同成像原理的各種顯示器、投影機或彩色電視機無論有多少數(shù)量的彩色，對它重現(xiàn)還原的彩色，在CIE色度坐標空間都是可以度量的。在CIE1976u′v′色度空間坐標中，測量三基色R、G、B所對應(yīng)的u′v′色度坐標所包圍的三角形的面積，即為顯示系統(tǒng)重現(xiàn)還原的彩色最大色域。

色域覆蓋率定義為：在CIE1976均勻色度空間（u′v′），顯示終端設(shè)備顯示的色域面積（即三基色R、G、B三角形的面積）占u′v′色度空間全部光譜（從380nm~780nm）面積0.1952的百分數(shù)。

該百分數(shù)值越大，說明重現(xiàn)還原的彩色越多，彩色越鮮艷。色域覆蓋率的測量：按規(guī)定把被測LCD電視機調(diào)整到正常工作狀態(tài)，然后分別將R、G、B三個基色的全場信號加到電視機，用色度計分別測量屏幕中心紅色的ur′、vr′的坐標：綠色的ug′、vg′的坐標，藍色的ub′、vb的坐標′，然后計算R、G、B三角形的面積Srgb，用下列公式進行計算：61數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量色域覆蓋率用Cp表示，則用R、G、B三角形的面積Srgb除以0.1952，乘以100%。即：然后再按上述公式計算Srgb和Cp。目前市場上的LCD彩色電視機或顯示器的彩色還原能力比用紅、綠、藍三色熒光粉自發(fā)光CRT、PDP電視機或顯示器較差，也就是它的色域覆蓋率較小。在標準中規(guī)定LCD電視機的色域覆蓋率≥32﹪。經(jīng)測試，有些的色域覆蓋率達不到32﹪的要求，采用LED背光源的色域覆蓋率可達到32﹪以上。對于PDP、CRT電視機的色域覆蓋率一般在32﹪～46﹪。圖17是色域覆蓋率為36﹪的舉例圖。62數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量舉例：在某一顯示設(shè)備測得如下的（u′，v′）坐標：紅：ur′=0.443vr′=0.529綠：ug′=0.124vg′=0.576藍：ub′=0.186vb′=0.120將上述值代入公式，則有：則有：：色域覆蓋率Cp=36%示例如圖14中紅線所構(gòu)成的三角形面積。63數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖17色域覆蓋率Cp=36%示例圖64數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

如果測量的是CIE1931（x、y）值，而不是CIE1976（u′，v′）值，那么對測量得到的每個（x、y）值，轉(zhuǎn)換至（u′，v′）坐標系統(tǒng)的值，可使用下面公式進行變換。然后再按上述公式計算Srgb和Cp。65數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

（10）白平衡和白平衡誤差電視機或顯示器的白平衡是表示在顯示不同亮度的圖像時，顯示圖像的相關(guān)色溫保持不變，不出現(xiàn)附加的顏色。當白平衡不好時，會產(chǎn)生色調(diào)畸變，重顯不同亮度的黑白圖像時，出現(xiàn)附加的顏色，重顯圖像會偏向某一基色或二基色的合成色。白平衡的好與不好用白平衡誤差表示。白平衡誤差是考核彩色電視機或顯示器重顯不同亮度時白色色度坐標的一致性。用色度坐標誤差△u′△v′表示。在評價或考核電視機的白平衡時，采用圖2所示的白窗口信號，以10%為步進，從10%～100%改變窗口信號的電平，測量每個電平下的白色窗口的色度坐標（u′、v′），并計算每個電平的色度坐標（ui′、vi′）與50%灰電平時的色度坐標（uo′、vo′）之差△u′和△v′?！鱱△v′的絕對值越大，則白平衡越差。在不同的電視機或顯示器中，CRT電視機的白平衡調(diào)整最復(fù)雜，因CRT電視機的白平衡誤差比LCD、PDP電視機要大。在SJ/T11343和SJ/T11339和地面數(shù)字電視接收機的有關(guān)標準中規(guī)定白平衡誤差參數(shù)值：

△u′不劣于±0.020△v′不劣于±0.020

66數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

（11）白色色度不均勻性電視機或顯示器的白色色度不均勻性是表示在滿屏顯示白色圖像時，屏幕中心與其它屏幕位置的顯示白色的一致性程度。用色度坐標誤差的均方

根表示，即：該值越大，說明白色色度不均勻性越差。測量方法是：在正常對比度和亮度位置，加入全白場信號，測量如圖4所示，P0點色度坐標為u′v′，然后再分別測量P1～P8各點的色度坐標u1′～u8′，v1′～v8′，求其從P0點到P8各點色度坐標的平均值為u0′v0′與在P1～P8點中測量u′v′的最大偏差。如果用ud′vd′代表與平均值的最大偏差。則白色不均勻行為：在SJ/T11343和SJ/T11339和地面數(shù)字電視接收機的有關(guān)標準中規(guī)定的白色色度不均勻性（△u′v′）≤0.015。67數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

在規(guī)范中規(guī)定的彩色顯示特性的項目是相互關(guān)聯(lián)和制約的，例如：如果把顯示的基準白色調(diào)的偏黃，雖然色域覆蓋率較大，但相關(guān)色溫、白平衡及白平衡誤差、色度均勻性的性能就要變壞，甚至達不到指標要求。因此在調(diào)整電視機的彩色色度性能時，包括全部的顯示特性要相互兼顧，使總的顯示特性達到最佳效果，以滿足各項參數(shù)指標的要求。68數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

（12）可視角

我們在觀看LCD、PDP電視或CRT、LCD、DLP、LCoS背投影電視時，會發(fā)現(xiàn)在距對屏幕中心的左右和上下位置不同時，看到的電視圖像的亮度、對比度、圖像的層次感及圖像顏色會發(fā)生變化，偏離中心位置越大，則圖像變化越嚴重，甚至不能看清楚圖像，顏色發(fā)生嚴重畸形等現(xiàn)象；而對CRT電視機來說，這種情況不明顯。因此對這些電視機，在觀看圖像時，有一個適宜觀看的“角度范圍”稱為可視角。當然這個“角度范圍”是一個空間范圍，但為了論述和測量的方便，我們只討論在屏幕中心的水平和垂直方向上的可視角。

在國際電工委員會公布的IEC60107-1《電視廣播接收機測量方法第1部分：一般考慮射頻和視頻電性能測量以及顯示性能的測量》和IEC60107-7《電視廣播接收機測量方法第7部分HDTV測量》中規(guī)定了可視角的定義，即：在屏幕中心的亮度減小到最大亮度的1/3時（也可以是1/2或1/10時）的水平和垂直方向的視角。也就是說，首先測量屏幕中心點的亮度為L0，然后水平移動測量儀器的位置，面對屏幕，在屏幕中心點的左邊和右邊的水平方向，分別測量屏幕中心點的亮度為1/3L0時，得到的左視角和右視角的和，即為水平可視角；同樣垂直地上下移動測量儀器的位置，分別在上邊和下邊測量屏幕中心點的亮度為1/3L0時，得到的上視角和下視角的和，即為垂直可視角。69數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

比較上述三種情況下（即1/2L0、1/3L0、1/10L0）可視角，并對靜止圖像和活動圖像在三種可視角的情況進行了視看和主觀評價，認為在1/3L0的圖像亮度、對比度、彩色及圖像質(zhì)量還可以接受。因此在我國的有關(guān)標準中規(guī)定LCD、PDP電視機及CRT、LCD、DLP背投影電視的可視角為1/3L0時的可視角。這樣對不同的成像原理的終端顯示器或電視機的可視角都是一樣的，便于消費者在選購電視機時進行比較。就可視角而言，當然越大越好。

目前在我國家電市場上，有時企業(yè)宣傳LCD電視機的可視角在水平方向為160°～170°，但它沒有給出明確的定義和相應(yīng)的測量方法。就目前LCD液晶板的技術(shù)水平，在1/3L0時，在水平方向的可視角為80°～120°的范圍，垂直方向為60°～80°的范圍。

在通常情況下，水平方向的可視角基本上是對稱的，即左視角和右視角基本相等，但在垂直方向上的上視角和下視角不完全對稱，一般是上視角大于下視角。對于背投影電視的可視角一般較小，尤其是CRT背投影電視，水平可視角一般在45°左右，而垂直可視角一般在30°左右；對3LCD、DLP的可視角要好于CRT背投影電視。PDP電視機采用熒光粉自發(fā)光，因此它的可視角比較大，一般水平可視角大于160°，垂直可視角大于120°。70數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量可視角的測量方法。將色度計的光軸調(diào)到與顯示屏中心區(qū)域正交垂直，測試距離D為顯示器屏幕高度H的3倍（HDTV）或4倍（SDTV）。色度計的位置應(yīng)能水平和垂直地移動，保持觀察距離不變，亮度計位置如圖18和圖19所示。測得的水平可視角為S1和S2之間的夾角，垂直可視角為S3和S4之間的夾角。在通常情況下，水平方向的可視角基本上是對稱的，即左視角和右視角基本相等，但在垂直方向上的上視角和下視角不完全對稱，一般是上視角大于下視角。在標準中規(guī)定：LCD水平方向的可視角≥100°，垂直方向的可視角≥80°PDP水平方向的可視角≥130°，垂直方向的可視角≥80°

CRT背投影電視機水平方向的可視角≥90°，垂直方向的可視角≥30°LCD背投影電視機水平方向的可視角≥90°，71數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量圖18額定觀察位置圖19可視角的測量72數(shù)字電視顯示設(shè)備性能的測量

（13）亮度均勻性與視角的關(guān)系由于顯示器屏幕的方向性，顯示器的亮度會隨視角的變化而改變。亮度均勻性與視角的關(guān)系本條是在屏幕中心的亮度減小到L0／3時，得出水平可視角和垂直可視角，然后再從這些視角上觀察屏幕亮度的均勻性。

亮度均勻性與視角的關(guān)系測量方法1)將亮度計放在圖18規(guī)定的測量位置。亮度計的位置應(yīng)能水平和垂直地移動，且保持觀察距離