PD IEC TR 62977——电子显示器件技术报告系列(多色测试图形与Mura评价)

Part 2-3: 光学性能测量——多色测试图形;Part 3-2: 光学特性评价——Mura

🖥️ PD IEC/TR 62977 是英国标准协会(BSI)采用的 IEC 62977 家族技术报告,由 IEC 电子显示器件技术委员会 TC 110(本批次英国经 EPL/47 半导体委员会采用)制定。IEC 62977 是电子显示器件(electronic display devices)的光学性能测量与评价国际标准体系,本批次包含两份文件:第 2-3 部分给出光学性能测量的多色测试图形方法,第 3-2 部分给出光学特性评价中 Mura 的标准评价方法。这些技术报告为显示器(LCD、OLED 等)的光学质量测评提供统一、可复现的测量与评价手段。

💡 显示质量测评的难点是”可复现性”:同一款显示器,不同测量几何、不同测试图形、不同评价算法会得到不同结果。IEC 62977 系列正是通过统一测试图形、测量条件与数据处理方法,让不同实验室、不同厂商的结果可比较、可追溯。

一、标准适用范围与系列结构 📌

IEC 62977 家族按”通用—专项”组织:第 2 部分系列覆盖光学性能的测量(色度、亮度、对比度、视角、响应时间等),第 3 部分系列覆盖光学特性(含缺陷与均匀性)的评价。本批次含两份文件:

文件编号主题主要内容出版年份
PD IEC/TR 62977-2-3:2017多色测试图形电子显示器件——光学性能测量——多色测试图形2017
PD IEC/TR 62977-3-2:2016Mura评价电子显示器件——光学特性评价——Mura2016
⚠️ 两份文件技术上互补:第 2-3 部分关注”测什么图形”,第 3-2 部分关注”怎么评价不均匀性”。测试图形是测量的输入,Mura 评价是显示均匀性质量的输出判断,二者配套构成显示质量评价的完整链条。

二、第 2-3 部分——光学性能测量的多色测试图形 🎨

第 2-3 部分(2017 年版)针对多色(彩色)显示器件的光学性能测量给出测试图形的方法,核心内容:

  • 测试图形设计:规定用于测量亮度、色度、对比度、视角、均匀性等参数的多色测试图形(彩色场、混合色、黑白灰阶等)的设计原则与格式;
  • 色域与多色测量:说明如何通过多色测试图形测量显示器的色域、白平衡、色度坐标与色度均匀性;
  • 测量配置与条件:明确测量环境(暗室)、测量仪器(色度计/光谱仪)、屏幕区域与观察角度等条件;
  • 测量不确定度:讨论多色测量中仪器、图形与环境的测量不确定度来源与估计。
💡 测试图形是光学测量的”标尺”:同一参数(如亮度均匀性)用不同图形(如白场、灰阶、混合色)测量会得到不同结果。标准化的测试图形定义是不同实验室与厂商结果可比的前提。

三、第 3-2 部分——光学特性评价:Mura 🕳️

第 3-2 部分(2016 年版)给出显示器 Mura 的标准评价方法。Mura 指屏幕上局部亮度或色度的不均匀斑块(如灰阶云斑、亮暗斑点),是显示质量的重要缺陷。核心内容:

  • 测量条件(Measuring conditions):明确 Mura 测量时的显示亮度、灰阶设置、观看距离与显示区域等条件;
  • 测量数据处理方法(Measurement data processing method):规定将原始图像数据转换为可供评价的亮度数据的流程;
  • 数据处理流程(Measurement data processing flow):给出中值滤波(median filter)、从 CIE XYZ 到对立色空间(opponent colour space)的变换、与对比度敏感函数(contrast sensitivity function,CSF)的卷积等步骤;
  • 标准评价算法:通过对滤波后的数据应用人类视觉系统(HVS)模型,输出 Mura 的量化评价结果。
✅ Mura 评价的难点在于”让机器模拟人眼”:直接测量亮度差无法反映人眼对空间频率、对比度与颜色差异的感知。通过 CSF 卷积与对立色空间变换等视觉模型步骤,评价结果才与人眼主观感受一致。

四、工程实践与应用要点 🛠️

  • 🔍 统一测量方案:在显示器件来料检验与出厂检验中,统一采用标准测试图形与 Mura 评价算法,保证不同批次、不同产线结果可比。
  • 🎯 灰阶与亮度档位:按标准选择代表性灰阶与亮度设置,全面覆盖低灰度(易出现 Mura)到高亮度的评价范围。
  • 📊 视觉模型参数校准:针对不同显示技术与像素结构,校准对比度敏感函数与颜色空间变换参数,使算法评价与实际观感一致。
  • 📋 数据追溯:记录测量条件、测试图形与算法版本,使 Mura 判定可复现、可追溯,支持与客户验收标准对接。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:第 2-3 部分与第 3-2 部分的关系是什么?
答:第 2-3 部分规定多色测试图形(测量的输入),第 3-2 部分规定 Mura 评价(均匀性质量判断)。前者保证测量有一致的”标尺”,后者保证评价有一致的”算法”。
❓ 问:什么是 Mura?
答:Mura 是显示屏幕上局部亮度或色度不均匀形成的斑块、云斑、条纹等视觉缺陷,常见于灰阶画面(如暗灰云斑)。它是显示质量的重要缺陷,需通过测量与视觉模型量化评价。
❓ 问:为什么 Mura 评价要用对比度敏感函数(CSF)?
答:人眼对不同空间频率的对比度灵敏度不同,CSF 描述了人眼对空间对比度的感知特性。将测量数据与 CSF 卷积,可使机器评价接近人眼主观感受,避免”测出的不均匀人眼看不见”或相反。
🔍 问:Mura 测量中滤波与颜色空间变换起什么作用?
答:中值滤波用于去除传感器噪声与孤立缺陷;对立色空间变换把亮度与色度信息分离,符合人眼色觉机制;随后与 CSF 卷积模拟视觉感知,共同实现与人眼一致的不均匀性量化。
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