實驗影響因素對電子后視鏡閃爍的影響探究

摘要：通過改變實驗影響因素，對電子后視鏡進行了閃爍測試的實驗研究。從整體的實驗結(jié)果來看，不同位置對Eobs和Flicker值影響不大；攝像頭光源條件對Eobs和Flicker值略有影響，整體貢獻值不大；不同畫面對Eobs和Flicker值影響較大，不同畫面代表監(jiān)視器的亮度值存在差異，后續(xù)如存在異常，可考慮針對監(jiān)視器的亮度相關(guān)因子進行改變，以滿足標準需求。

關(guān)鍵詞：CMS；顯示屏；閃爍；dB

中圖分類號：U461 收稿日期：2024-08-19

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.10.018

1 前言

隨著CMS市場的逐步擴大，針對相關(guān)測試項目的機理研究刻不容緩。本研究的目的在于提出一套方法和指標，統(tǒng)一CMS與部件之間的閃爍質(zhì)量評價，建立一定的關(guān)聯(lián)性，更近一步地使指標貼近實際光場景。

本課題主要是有關(guān)閃爍測試方法的研究，用來填補相關(guān)研究領(lǐng)域的空白。針對當前現(xiàn)有的實驗室條件和測試設(shè)備選取顯示屏的dB值和CMS GB15084中的閃爍進行實驗方案設(shè)計，看能否建立一定的關(guān)聯(lián)。

2 實驗

2.1 測試指標分析

顯示屏行業(yè)內(nèi)通常用JEITA標準的Flicker值dB來表征，Jeita法利用FMA法的計算方式，閃爍度不依賴于頻率，它的值是根據(jù)亮度的AC構(gòu)成和DC構(gòu)成來計算的，但人眼對閃爍的感知與頻率有很大關(guān)系，人眼對低頻較為敏感，頻率在20 Hz時人眼對閃爍的感知能力開始逐漸降低，當頻率超過60 Hz時，人眼就幾乎感知不到閃爍了。Jeita法是通過傅里葉變換，將亮度值隨時間的變化，轉(zhuǎn)化為隨頻率的變化，通過精確測量每個頻率對應(yīng)的能量值，乘以該頻率下的敏感系數(shù)，得到不同頻率下的閃爍值的方法，閃爍值定義為各頻率構(gòu)成與頻率為0的能量值的比值，然后取10的對數(shù)，再乘以10，單位為dB[1]。

GB 15084[2]中有關(guān)閃爍的測試技術(shù)標準和測試方法理論來源于ISO 16505，是基于人們對時間變化光的敏感程度建立的模型，與屏幕熒光持久性、刷新頻率和其他環(huán)境因素（如環(huán)境光水平、觀看者與顯示器之間的距離等）相關(guān)。目前用實際人眼觀察能量Eobs表征判定要求，要求120 Hz頻率以內(nèi)的各種頻率下的觀察能量Eobs，然后將其與人眼能察覺到的閃爍能量（預(yù)測的閃爍能量閾值Epred）相比較，需滿足：Eobs＜Epred。

2.2 實驗方案設(shè)計

本試驗樣品采用某2+4類CMS作為測試樣本，已知顯示屏為常規(guī)LCD顯示屏。CMS閃爍測試按照GB15084一般的測試程序如下：

a.基于亮度對比度復(fù)現(xiàn)-散射環(huán)境光線的日間條件的試驗布置，其中測試圖卡的光源照度為（500±50）lx。

b.取DUT監(jiān)視器端有光源條件下測得的監(jiān)視器顯示白色單元格亮度為Lt。

c.取DUT監(jiān)視器端無光源條件下測得的監(jiān)視器顯示白色單元格亮度為C0。

d.不改變試驗布置，使用高頻亮度測試設(shè)備采集 DUT監(jiān)視器端無光源條件下白色單元格亮度曲線。

e.對高頻亮度測試設(shè)備所采集的亮度曲線數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，得到n階傅里葉系數(shù)為cn，其中n=1，2，…，119。

f.計算小于120 Hz的每個整數(shù)頻率下的觀察能量，公式為：

[Eobs，n=12.45184×L0.16032t×c0×2×|cn|c0] （1）

符合性判定如下：

a.在小于120 Hz的每個整數(shù)頻率下，觀察能量應(yīng)小于預(yù)測能量。

b.預(yù)測能量為：

[Epred，n=aebfn] （2）

式中，a和b的取值按表1確定。

c.表1中監(jiān)視器對角線角度為：

[αmonitor/Diagonal=2arctanDiagonal2amonitor/D] （3）

式中，[Diagonal]為監(jiān)視器定義對角線長度；[amonitor/D]為駕駛員基準眼點到監(jiān)視器坐標系中心的距離。

如上實驗條件中提煉出來3個影響因子：測試點取點位置、攝像頭光強、背景畫面。采用控制變量法設(shè)計DOE實驗如下：DOE1改變測量點位為中心、右上、右下、左上、左下；DOE2調(diào)整攝像頭光強，攝像頭光強10 lx、500 lx、2 000 lx；DOE3調(diào)整測試的格子顏色，黑白灰。

另外，同時測試對應(yīng)點位的dB值。

2.3 實驗結(jié)果分析

2.3.1 Eobs表征結(jié)果

a.DOE1結(jié)果如表2、圖1～圖3所示。

結(jié)論1：顯示屏不同位置測量略有差異，從曲線上來看不同位置的Epred和Eobs均比較平穩(wěn)，證明Eobs與測試位置關(guān)系不大。

b.DOE2結(jié)果如表3、圖4～圖6所示。

結(jié)論2：攝像頭光源強度對結(jié)果有一定的影響，但是從實驗結(jié)果上來看差異不是很大，由此得出Eobs與攝像頭端的環(huán)境光相對關(guān)系不大。

c.DOE3結(jié)果如表4、圖7所示。

結(jié)論3：黑畫面的能量閾值遠低于白畫面和灰畫面，由此得出Eobs與監(jiān)視器的畫面亮度強相關(guān)。

根據(jù)以上Eobs實驗結(jié)果，3個影響因子相關(guān)程度排序為：不同位置＜攝像頭光源條件＜不同畫面。

2.3.2 Flicker表征結(jié)果

Flicker表征結(jié)果如表5所示。

結(jié)論4：不同位置對應(yīng)的Flicker值整體變化不大，中心點位數(shù)值越低，跟OTP中心位置相關(guān)；不同畫面的Flicker值變化較大，白畫面＜灰畫面＜黑畫面，白畫面能量更穩(wěn)定。

表6所示為不同光照強度的Flicker結(jié)果。

結(jié)論5：攝像頭光照強度對Flicker值有一定影響，變化不大。

根據(jù)以上Flicker實驗結(jié)果，可知3個影響因子排序：不同位置＜攝像頭光源條件＜不同畫面。

3 結(jié)語

從整體的實驗結(jié)果來看：

a.不同位置對Eobs和Flicker值影響不大。

b.攝像頭光源條件對Eobs和Flicker值略有影響，整體貢獻值不大。

c.不同畫面對Eobs和Flicker值影響較大，不同畫面代表監(jiān)視器的亮度值存在差異，后續(xù)如存在異常，可考慮針對監(jiān)視器的亮度相關(guān)因子進行改變，以滿足標準需求。

參考文獻：

[1]色彩分析儀.Flicker的兩種測量方式[EB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1773186183314087217.

[2]GB 15084—2022.機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求[S].

作者簡介：

畢曉婷，女，1990年生，工程師，研究方向為智能座艙光電領(lǐng)域。