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1 動 画 ぼやけ 測 定 方 法 MPRTと 知 覚 された 動 画 ぼやけの 相 関 について 染 谷 潤 三 菱 電 機 先 端 技 術 総 合 研 究 所 大 画 面 ディスプレイ 開 発 プロジェクトグループ 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 1 表 示 特 性 静 的 な 表 示 特 性 輝 度, コントラスト, 視 野 角, ムラ, 色 再 現 範 囲... 動 的 な 表 示 特 性 フリッカー, 動 画 偽 輪 郭, 色 割 れ, 動 きぼやけ 動 いているときしか 発 生 しない 比 較 測 定 が 難 しい 液 晶 パネルのMotion Artifact 動 きぼやけ 改 善 技 術 の 開 発 と 実 用 化 液 晶 の 動 きぼやけの 客 観 的 な 測 定 評 価 方 法 が 必 要 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 2

2 液 晶 の 応 答 時 間 とぼやけ Response time of liquid crystal 192 Gray levels after alteration 128 Destination Source Gray levels before alteration Response Response Time time (ms) (ms) Change of image data and luminance Gray level Luminance Response time Time Time time Moving image on LCD position 応 答 時 間 によるぼやけ 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 3 理 想 的 ホールド 型 表 示 と 動 きぼやけ Display coordinate position Retina coordinate position One frame time time center of the object eye trace lightness position 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 4

3 液 晶 の 動 きぼやけ 動 きぼやけの 発 生 原 因 液 晶 の 応 答 時 間 の 遅 さ ホールド 型 表 示 と 視 線 追 従 の 関 係 Slow response Hold type displaying position Moving image on LCD position Destination Source Response Time (ms) 1 frame * = time 液 晶 の 動 きぼやけ 評 価 中 間 階 調 の 応 答 特 性 とホールド 効 果 を 考 慮 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 5 time 動 きぼやけに 関 する 研 究 発 表 液 晶 の 動 画 に 関 する 報 告 2 年 頃 から 改 善 技 術 評 価 技 術 の 発 表 が 活 発 化 動 画 改 善 技 術 高 速 応 答 技 術 材 料 パネル オーバードライブ インパルス 表 示 点 滅 バックライト スクロールバックライト 黒 挿 入 動 きぼやけの 評 価 方 法 固 定 式 高 速 シャッターによる 画 像 積 分 回 転 カメラによる 動 画 追 従 画 像 シミュレーションによる 動 きぼやけの 再 現 方 法 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 6

4 液 晶 の 応 答 時 間 と 動 画 表 示 性 能 液 晶 の 応 答 時 間 の 定 義 応 答 時 間 = Tr + Tf 中 間 調 の 応 答 時 間 が 表 現 されていない ODや 黒 挿 入 点 滅 バックライトなど 動 画 改 善 効 果 が 現 れない 動 きぼやけ 動 いている 時 しか 発 生 しない 評 価 比 較 がしにくい 動 画 ぼやけを 数 値 化 できないか 数 社 が 独 自 に 評 価 方 法 を 研 究 TO FROM Responce Time (ms) 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 7 液 晶 の 応 答 時 間 と 動 画 表 示 品 質 液 晶 の 応 答 時 間 Liquid Crystal Response Time (LCRT) Gray to Gray (GtoG) normal panel 同 じ 値 overdrive overdrive & blinking backlight 液 晶 の 動 画 評 価 ホールド 型 表 示 に 伴 う 網 膜 積 分 効 果 を 考 慮 する 必 要 がある LCRT G to G 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 8

5 近 年 の 動 画 評 価 方 法 視 線 追 従 を 基 本 とした 評 価 方 法 Moving Picture Response Time (MPRT) Visual Intensity of Edge Width / Visual Intensity of Contour by Compaction Dynamic Contrast, using MTF Moving Picture Response Time (MPRT) 参 加 十 数 社 で 検 討 VESAに 提 案 VESA: Video Electronics Standard Association FPDM2:Flat Panel Display Measurement 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 9 動 画 評 価 技 術 の 検 討 動 画 評 価 の 検 討 開 始 '1/1: 動 画 表 示 性 能 の 評 価 方 法 検 討 に 関 する 打 診 '1/11: 評 価 方 法 のディスカッションを 開 始 動 画 評 価 技 術 検 討 会 の 発 足 '2/4:3 社 で 原 案 検 討 開 始 SIDで 動 画 改 善 技 術 評 価 技 術 を 発 表 動 画 応 答 時 間 を 定 義 MPRT( Motion Picture Response Time ) 後 にMovingに 変 更 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 1

6 VESA FPDM2 Video Electronics Standard Association (VESA) MBM task group / Japan Committee Gray Scale Motion Blur Measurement Proposed Standard FPDM task group / Display Device Committee (US) Flat Panel Display Measurement Ver.2 (FPDM2)をアップデー ト 版 が 公 開 (25/5) FPDM3の 開 発 へ FPDM UPDATE FILE FPDM3にMotion artifactsのための 新 しい 章 を 追 加 準 備 段 階 としてFPDM2のUPDATE FILEを 発 行 Motion-Edge Blur MPRTを 基 本 とした 測 定 方 法 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 11 FPDM UPDATE FILE 5/19 FPDM UPDATE FILEが 公 開 VESA FPDM UPDATE FILE より 引 用 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 12

7 MPRT 測 定 方 法 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 13 Moving Picture Response Time (MPRT) 一 般 的 なCCDカメラによる 測 定 のための 定 義 Smooth pursuit eye tracking (SPET) condition Simple temporal summation Rotating Time-based camera Rotating mirror image integration 追 従 カメラシステム Time-based image integration Rotating camera Fixed camera with rotating mirror 単 位 に 時 間 (ms) を 使 う 理 由 様 々な 条 件 仕 様 で 測 定 されても 比 較 可 能 画 面 サイズ, 解 像 度, 移 動 速 度, 垂 直 周 波 数 など capturing Time n frame period capturing 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 14

8 MPRT 測 定 に 用 いる 測 定 パターン Final Gray Initial Gray Final Gray Initial Gray Final Gray Initial Gray measured edge measured edge measured edge 2つの 明 るさエッジ 部 分 を 測 定 42 組 の 画 像 を 測 定 7 階 調 の 組 み 合 わせ 全 白 と 全 黒 を6 分 割 到 達 階 調 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 15 測 定 階 調 の 求 め 方 明 度 (L*:CIE1976) 軸 上 で 均 等 に 分 割 Psychometric lightness (L*) パネルの 特 性 に 依 存 しない 主 観 的 に 等 距 離 な 明 るさ 異 なるγカーブでも 同 じ 明 るさで 測 定 ( 最 小 最 大 輝 度 が 同 じ 場 合 ) 1 9 CIE /6 8 1/ /6 5 1/ /6 2 1/ Relative luminance (%) YY1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y1からY5を 表 示 する 階 調 数 は 測 定 により 求 められる L 6 = 1 L5 = L + (1 L) 5 / 6 L4 = L + (1 L) 4 / 6 L3 = L + (1 L) 3 / 6 L2 = L + (1 L) 2 / 6 L1 = L + (1 L) 1/ 6 L = 93.3 Y / Y 6 for Y / Y /3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 16

9 Extended Blurred Edge Time (EBET) Relative luminance EBET 1% Initial level Final level 9% Change of luminance of captured image t i 25 t f 5 Time (ms) 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 17 測 定 階 調 の 決 定 MPRT 測 定 方 法 のまとめ 白 黒 の 輝 度 を 測 定 して 求 める 42 組 の 評 価 パターンを 測 定 ( 撮 影 ) 追 従 カメラを 用 いて 撮 影 MPRTの 計 算 42 枚 の 画 像 ごとにEBETを 計 算 MPRT( ms) = EBETn 42 その 他 n= 42 オーバーシュートがある 場 合 の 測 定 方 法 FPDM UPDATE FILEに 考 え 方 を 記 載 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 18

10 動 きぼやけと 主 観 評 価 実 験 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 19 動 きぼやけに 関 する 主 観 評 価 実 験 主 観 評 価 実 験 実 際 に 見 えている 動 きぼやけの 幅 を 測 定 CRTと 液 晶 を 用 いた 調 整 法 目 的 主 観 評 価 結 果 とMPRTを 比 較 MPRTの 測 定 結 果 の 妥 当 性 を 検 証 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 2

11 主 観 評 価 装 置 調 整 法 LCDモニターへの 入 力 画 像 LCDモニター CRTモニターへの 入 力 画 像 水 平 スクロール LCDモニター 上 の 表 示 画 像 CRTモニター < = > CRTモニター 上 の 表 示 画 像 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 21 主 観 評 価 実 験 被 験 者 間 の 相 関 移 動 速 度 :7.6 deg/s( 視 距 離 :6mm) 被 験 者 :11 名 (2 代 から3 代 男 性 :7 名 女 性 :4 名 ) 実 験 回 数 :3 回 Adjusted blur width on CRT (pixel) Y-Y1 Y-Y2 Y-Y3 Y-Y4 Y-Y5 Y-Y6 Y1-Y2 Y1-Y3 Y1-Y4 Y1-Y5 Y1-Y6 Y2-Y3 Y2-Y4 Y2-Y5 Y2-Y6 Y3-Y4 Y3-Y5 Y3-Y6 Y4-Y5 Y4-Y6 Y5-Y6 Y1-Y Y2-Y Y2-Y1 Y3-Y Y3-Y1 Y3-Y2 Y4-Y Y4-Y1 Y4-Y2 Y4-Y3 Y5-Y Y5-Y1 Y5-Y2 Y5-Y3 Y5-Y4 Y6-Y Y6-Y1 Y6-Y2 Y6-Y3 Y6-Y4 Y6-Y5 Gray level combination Percieved motion blur width (dot) Averaged percived motion blur width (dot) 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 22

12 主 観 評 価 の 概 要 実 験 1 液 晶 モニタ:RDT153A RDT153A( ( 三 菱 電 機 ) CRTモニタ: モニタ:RDS17X( ( 三 菱 電 機 ) 被 験 者 :11: 名 ( 男 性 :7/ 女 性 4) 2 代 ~3 ~ 代 6 5 実 験 2 液 晶 モニタ:RDT1 RDT179V( ( 三 菱 電 機 ) CRTモニタ: モニタ:RDS173X( ( 三 菱 電 機 ) 被 験 者 :17: 名 ( 男 性 :12/ 女 性 5) 2 代 ~5~ 代 6 5 応 答 時 間 (ms) 応 答 時 間 (ms) 開 始 階 調 LCRT 平 均 46.8ms 26.1ms LCRT 平 均 25.6ms 16.6ms 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 23 Measured EBET (ms) Measured EBET 主 観 評 価 結 果 とEBETの 比 較 相 関 係 数 :.934 相 関 係 数 :.818 Percieved motion blur width (pixel) y =.299x R 2 = Measured EBET (ms) Perceived motion blur width Y-Y1 Y-Y2 Y-Y3 Y-Y4 Y-Y5 Y-Y6 Y1-Y2 Y1-Y3 Y1-Y4 Y1-Y5 Y1-Y6 Y2-Y3 Y2-Y4 Y2-Y5 Y2-Y6 Y3-Y4 Y3-Y5 Y3-Y6 Y4-Y5 Y4-Y6 Y5-Y6 Y1-Y Y2-Y Y2-Y1 Y3-Y Y3-Y1 Y3-Y2 Y4-Y Y4-Y1 Y4-Y2 Y4-Y3 Y5-Y Y5-Y1 Y5-Y2 Y5-Y3 Y5-Y4 Y6-Y Y6-Y1 Y6-Y2 Y6-Y3 Y6-Y4 Y6-Y5 Gray level combination Perceived motion blur width (pixel 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 24 Percieved motion blur width (pixel) Measured EBET (ms) y =.235x R 2 = Measured EBET (ms) Measured EBET Perceived motion blur width Y-Y1 Y-Y2 Y-Y3 Y-Y4 Y-Y5 Y-Y6 Y1-Y2 Y1-Y3 Y1-Y4 Y1-Y5 Y1-Y6 Y2-Y3 Y2-Y4 Y2-Y5 Y2-Y6 Y3-Y4 Y3-Y5 Y3-Y6 Y4-Y5 Y4-Y6 Y5-Y6 Y1-Y Y2-Y Y2-Y1 Y3-Y Y3-Y1 Y3-Y2 Y4-Y Y4-Y1 Y4-Y2 Y4-Y3 Y5-Y Y5-Y1 Y5-Y2 Y5-Y3 Y5-Y4 Y6-Y Y6-Y1 Y6-Y2 Y6-Y3 Y6-Y4 Y6-Y5 Gray level combination Perceived motion blur width (pixel

13 Measured EBET EBET (ms) (ms) Measured EBET EBET Perceived 知 覚 されたぼやけ motion blur 幅 width Y-Y1 Y-Y2 Y-Y3 Y-Y4 Y-Y5 Y-Y6 Y1-Y2 Y1-Y3 Y1-Y4 Y1-Y5 Y1-Y6 Y2-Y3 Y2-Y4 Y2-Y5 Y2-Y6 Y3-Y4 Y3-Y5 Y3-Y6 Y4-Y5 Y4-Y6 Y5-Y6 Y1-Y Y2-Y Y2-Y1 Y3-Y Y3-Y1 Y3-Y2 Y4-Y Y4-Y1 Y4-Y2 Y4-Y3 Y5-Y Y5-Y1 Y5-Y2 Y5-Y3 Y5-Y4 Y6-Y Y6-Y1 Y6-Y2 Y6-Y3 Y6-Y4 Y6-Y5 閾 値 による 相 関 の 変 化 閾 値 1%-9% 相 関 係 数 :.934 閾 値 1%-8% 相 関 係 数 : Perceived 知 覚 されたぼやけ motion blur 幅 width (pixel) (pixel Measured EBET (ms) Measured EBET EBET Perceived 知 覚 されたぼやけ motion blur 幅 width Y-Y1 Y-Y2 Y-Y3 Y-Y4 Y-Y5 Y-Y6 Y1-Y2 Y1-Y3 Y1-Y4 Y1-Y5 Y1-Y6 Y2-Y3 Y2-Y4 Y2-Y5 Y2-Y6 Y3-Y4 Y3-Y5 Y3-Y6 Y4-Y5 Y4-Y6 Y5-Y6 Y1-Y Y2-Y Y2-Y1 Y3-Y Y3-Y1 Y3-Y2 Y4-Y Y4-Y1 Y4-Y2 Y4-Y3 Y5-Y Y5-Y1 Y5-Y2 Y5-Y3 Y5-Y4 Y6-Y Y6-Y1 Y6-Y2 Y6-Y3 Y6-Y4 Y6-Y5 Gray 階 調 level の 組 combination み 合 わせ Gray 階 調 level の 組 combination み 合 わせ Perceived motion blur width (pixel 閾 値 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 25 主 観 評 価 のまとめ MPRT 測 定 結 果 と 主 観 評 価 結 果 に 強 い 相 関 MPRTは 我 々が 感 じる 動 きぼやけの 量 を 表 現 現 在 の 閾 値 (1%-9%)で 評 価 可 能 動 向 VESAの 規 格 として 採 用 液 晶 パネルの 動 画 評 価 手 法 として 普 及 動 画 評 価 手 法 の 研 究 が 活 性 化 今 後 の 課 題 一 部 の 階 調 で 測 定 結 果 > 主 観 評 価 結 果 閾 値 あるいは 数 値 化 方 法 の 見 直 しにより さらに 相 関 の 高 い 評 価 方 法 になる 可 能 性 がある 27/3/9 FPD 人 間 工 学 シンポジウム27 26

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