液晶顯示器的對比度

張勇

摘 ?要：本文介紹了液晶顯示器對比度的標準概念，給出了測量信號的種類和測量方法以及顯示器對比度主要性能測量的相關結論。

關鍵詞：對比度;測量;動態對比度;通斷比

在加固液晶顯示器的技術指標中，對比度是液晶顯示器的關鍵指標之一，也是液晶顯示器技術攻關的重要方向。查看網上的資料：有的資料說，對比度指標數值不同，是由于測量方法不統一;有的更是說根本就沒有對比度的測量標準;有的說是“指標名稱”不同，是“靜態對比度”和“動態對比度”的差別……，總之發現各說不一。技術指標是個科學的問題，既不會說變就變，也并非越高越好。軍工產品生產，標準是保證產品性能、質量的重要依據。為了使“液晶顯示器對比度”的概念及檢測方法更具有說服力，我查閱了一些電子工業標準和資料，以下是有關“對比度”的相關介紹。

一、“對比度”與“亮度”

“對比度”是顯示器顯示“規定靜止圖像（圖形）”時的最亮部分與最暗部分的亮度的比值，其單位是“倍”，或比例值。對比度數值越高，代表顯示器表達圖像層次感的能力越強，顯示的圖像的明暗層次越豐富、細膩，圖像質量越好。

“亮度”是表征顯示器圖像明亮程度的指標，亮度的單位是“每平方米坎德拉”（Cd/m2），也稱作“尼特”（Nit）。

二、“對比度”的測量

2003年10月1日，在我國正式實施的彩色電視機測量標準：SJ/T 11285-2003《彩色電視機廣播接收機基本技術參數》中，規定了對比度測量的視頻測試信號種類和測量方法。

“標準”中規定，測量顯示器必須在規定大小和環境照度的測試室中進行。

對顯示器所加的視頻信號規定為“黑白窗口信號”。

黑白窗口信號是一個亮度信號，它可在50%和40%的灰度背景上產生一個白色的矩形窗口和四個黑色矩形窗口，針對HDTV16：9屏幕采用如圖1的信號。

“標準”規定了對比度測量的方法和步驟：

（1）將顯示器調整到規定的工作狀態;

（2）將黑白窗口信號輸入到顯示器，分別測量屏幕顯示區域的亮度值L0、L1、L2、L3和L4（圖2）。如果在這些位置上不能測到黑色窗口亮度，應調節亮度控制器，以在最黑色窗口上測得最低可測量的亮度，并在測量結果中注明;

（3）用公式計算對比度：

Cr：Cr=L0/Lbw

式中：Lbw為L1、L2、L3、L4的平均值。

由上述測量方法（1）可見，測量時顯示器必須調整到標準規定的“標準工作狀態”，因而不能夠隨意地調整到最亮或最暗狀態;另外，步驟（2）說明必須保證測量到4個暗方框的最低亮度值，而不能夠為零。如果太暗而測量不出數值時，要把亮度調高一點，以求在黑色窗口上測得最低可測量的亮度，并且注明情況。否則計算時會因為分母為零而使結果無意義。

“標準”要求顯示器亮度和對比度基本技術參數的最低合格值如下表。

三、關于“動態對比度”

為了適應液晶顯示器發展的需要，經過修訂并且在2006年頒布了系列新標準，新標準中對2003年標準的有關顯示器對比度等指標的具體測量方法并無本質的變化。

系列標準的相關文件規定，顯示器的一切測量參數名稱，都應該合乎國家標準的規定，而在最新的SJ/T 11324-2006標準關于“名詞、術語”的規定中，找不到“動態對比度”這一參數的定義，當然在系列標準中也沒有具體的測量方法，因而也沒法了解，更不用說測量它了。但是，“動態對比度”在商用產品領域經常出現，概念既不明確，指標又高得可怕，可以說嚴重干擾了對顯示器正常指標的理解和判斷，攪亂了液晶顯示器的選購準則。

據網絡媒體所載，“動態對比度”是指顯示器在“顯示最明亮圖像時的亮部，與顯示最陰暗圖像時的暗部二者之間的亮度比值”。如果這樣，當然測量出的數值是能夠高達幾萬的了。“動態對比度”采用最大亮度與最小亮度的比值的極端情況作為測量方法，顯然違反了“標準”中對比度的測量規定。

四、“通斷比”不能混同“對比度”

信息產業部“電子行業職業技能鑒定指導中心”發布，針對行業專職生產和銷售人員進行培訓的教材中，就液晶顯示器對比度等主要性能的測量相關結論意見明確指出：

良好的圖像要求顯示器的對比度至少應大于30～40倍。但目前市場上宣傳的圖像對比度高達數百倍，甚至成千上萬倍。這種宣傳都不是按照國際通用標準方法測試的結果，有的是用“通斷比”混同“對比度”。所謂“通斷比”，是屏幕呈全黑色，即對比度、亮度調至最小時，用暗室測試的全屏亮度作Lmin，與用峰白亮度或全屏最大亮度作Lmax的比值。同時，上述測量也沒有規定環境光的影響。環境光的大小會影響圖像對比度的測試結果，環境光的亮度值越大，圖像對比度越小。

在實際使用中，人們總是在有一定照度的環境中觀看顯示器，在暗室中測量“通斷比”，不僅不符合觀看實際，結果還遠遠大于在測試室中測試的對比度。同時，亮度計在暗室的低亮度下測試結果非常不準確，因為在低亮度下，亮度計的光敏元件尚未達到它的閥值亮度，測試結果并不反映實際的亮度值Lmin。當Lmin不準時，測試的對比度值誤差很大，不能反映顯示器真實的對比度，因此用“通斷比”表征“對比度”是很不科學的。

其實人眼的亮、暗適應性決定了并不要求傳輸影像原來的平均亮度。只是能正確傳送圖像一定的對比度就可以了。一般情況下，被傳圖像的對比度不會超過100倍。為了不失真地傳送圖像，要求重顯的圖像對比度也為100，由于環境光的影響，重顯的圖像對比度往往達不到100，一般能達到40～50就相當不錯了。

五、結論

通過本文的分析，可以得出以下結論：

1.圖像對比度對重顯圖像質量至關重要，適當的圖像對比度可以使圖像層次分明，觀察圖像時有一定的縱深感。

2.不能過分夸大圖像對比度對圖像質量的作用，圖像對比度適度就行，因為正常的景象對比度只有100，過高的對比度并不能明顯改善圖像質量。

3.用“通斷比”代替圖像“對比度”是不太妥當的。有關圖像對比度的概念應該按國際通用標準來規范。