跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(18.97.9.172) 您好!臺灣時間:2025/02/14 04:31
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:簡忻蘋
研究生(外文):Hsin-Ping Chien
論文名稱:透明顯示器在不同照明環境下之影像優化模式
論文名稱(外文):Image Optimization Models for Transparent Displays in Different Lighting Environments
指導教授:孫沛立孫沛立引用關係
指導教授(外文):Pei-Li Sun
口試委員:羅梅君林宗翰陳鴻興孫沛立
口試委員(外文):Mei-Chun LoTzung-Han LinHung-Shing ChenPei-Li Sun
口試日期:2017-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:色彩與照明科技研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:透明顯示器光學透視頭戴式顯示器混合實境影像優化影像融合色彩特性描述模式
外文關鍵詞:transparent displayoptical see-through head-mounted display (OST-HMDmixed reality (MR)image optimizationimage fusioncolor characterization model
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:364
  • 評分評分:
  • 下載下載:13
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
透明顯示器近年來備受重視。它可以運用在智慧窗、智慧櫥窗以及透明智慧眼鏡的擴增實境等新穎技術的應用。本研究主要是透過心理物理視覺實驗,提出在不同照明環境下,適用於透明液晶顯示器(T-LCD)和頭戴式透明液晶顯示器(HM-LCD)的影像階調處理模式。
本研究首先根據量測數據,推導這兩種透明顯示器在不同環境亮度下的色彩特性描述模式。研究結果顯示兩種顯示器的色彩特性截然不同。T-LCD在一般環境下很暗,背光區域的亮度必須高於環境,才能提高其影像對比。而HM-LCD為自發光成像設備,因此環境亮度必須降低才能獲得高影像對比。
為了優化其影像品質,本研究進行了五個心理物理視覺實驗。探討不同的照明環境亮度下T-LCD和HM-LCD影像顯示之最佳色調曲線。並找出能同時看清楚螢幕顯示資訊及背景物件的背景亮度比。以及視覺偏好的背景物件照明模式。
此外,光學透視式頭戴顯示器(OST-HMD)可應用於擴增實境與混合實境,也就是真實世界與虛擬世界融合為新的環境。然而,如何使虛擬物件在真實環境中看起來更真實,需要進一步研究。本研究最後一部分提出使OST-HMD的虛擬物件能夠較清晰呈現的影像處理模式。並在桌上型液晶螢幕模擬不同亮度比例的OST-HMD觀看環境,經由心理物理視覺實驗,獲得不同亮度環境下,適用於OST-HMD混合實境虛擬物件影像融合的調整參數。
Transparent displays gain much attention in recent years as they have the potential for new applications such as smart windows, showcases and augmented reality using smart glasses. In this study, the main focus is to propose image optimization models based on the results of psycho-visual experiments for a transparent LCD (T-LCD) and a see-through head-mounted LC display (HM-LCD) in different lighting environments.
The study introduces methods for characterizing the colors of both T-LCD and HM-LCD under various lighting conditions first. The color characteristics of the two types of devices are quite different. The T-LCD appears much darker than its surround. To enhance its image contrast, the luminance of backlight area must be stronger than that of its surround. The HM-LCD is a self-illuminated imaging device. The luminance of viewing environment therefore must be low enough to achieve high image contrast. To optimal their image quality, five psychophysical experiments were carried out to investigate preferred background luminance contrast and tone curves of a transparent LCD (T-LCD) and a see-through head-mounted LC display (HM-LCD) under different viewing conditions. The results showed that the preferred tone curves of two displays are quite different and the background luminance contrast plays a key role in determining its shape. To see background objects clearly, the optimal background luminance is different to that of blank background in HM-LCD viewing. Lighting geometry also has huge impact on seeing background objects through a T-LCD.
Optical see-through head-mounted display (OST-HMD) can be used for new applications such as augmented reality (AR) and mixed reality (MR). How to create realistic virtual objects, indistinguishable from real objects, is one of the most fundamental problems in such applications. In the last part of this study, a model for fusing virtual object into a read scene was proposed and optimized for the OST-HMD’s MR applications. Mixed test images were simulated on a desktop LCD and a psycho-visual experiment was conducted to obtain preferred parameters for two different luminance environments.
指導教授推薦書#
口試委員會審定書#
中文摘要 i
ABSTRACTii
致謝iii
目錄iv
圖目錄viii
表目錄xi
第1章 緒論
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的1
1.3 研究範圍與限制3
1.4 論文架構 4
1.5 發表論文 5
第2章 文獻探討 6
2.1 顯示器的分類及原理6
2.1.1 一般平面顯示器6
2.1.2 透明顯示器7
2.2 顯示器量測方法12
2.2.1 量測標準 12
2.2.2 反射與透射率量測方法12
2.3 顯示器影像品質評估15
2.3.1 心理物理實驗16
2.3.2 人眼感知與影像品質指標17
2.3.3 透視影像品質評估指標18
2.4 混色的方式及原理19
2.4.1 加法混色 19
2.4.2 減法混色 20
2.4.3 並置混合法20
2.4.4 交替混合法20
2.5 色調與色彩之修正21
2.5.1 階調調整[19]21
第3章 色彩特性描述模式22
3.1 研究目的 22
3.2 實驗設備與設置23
3.3 色彩特性與階調再現曲線(TRC)24
3.3.1 無背光式平面透明顯示器 (T-LCD)25
3.3.2 透明頭戴式顯示器 (HM-LCD)26
3.4 小結29
第4章 影像階調曲線參數優化30
4.1 研究目的 30
4.2 研究設計 30
4.2.1 互動式調節影像之演算法31
4.2.2 實驗設備 33
4.2.3 實驗對象 33
4.2.4 實驗影像 34
4.3 實驗一: T-LCD色調曲線優化 35
4.3.1 實驗環境參數與流程(一)35
4.3.2 實驗結果與分析(一)36
4.4 實驗二:HM-LCD色調曲線優化 38
4.4.1 實驗環境參數與流程(二)38
4.4.2 實驗結果與分析(二)39
4.4.3 驗證41
4.5 小結44
第5章 背景物件照明配置優化45
5.1 研究目的 45
5.2 研究設計 45
5.2.1 實驗設備 45
5.2.2 實驗對象 45
5.2.3 照明配置亮度等級與設計46
5.3 實驗三: T-LCD照明配置優化 47
5.3.1 實驗方法及評價(三)47
5.3.2 實驗結果與分析(三)48
5.4 實驗四:HM-LCD背景亮度比50
5.4.1 實驗方法及評價(四)50
5.4.2 實驗結果與分析(四)50
5.5 實驗五:HM-LCD照明配置模式優化51
5.5.1 實驗方法及評價(五)51
5.5.2 實驗結果與分析(五)52
5.6 小結53
第6章 混合實境影像參數優化54
6.1 混合實境之技術原理54
6.2 研究目的 55
6.3 相關研究 55
6.4 實驗六: 混合實境影像調整參數優化57
6.4.1 以LCD模擬OST-HMD的混合實境顯示效果59
6.4.2 實驗設定 61
6.4.3 實驗對象 63
6.4.4 實驗影像 63
6.5 實驗結果 64
6.6 小結73
第7章 結論與建議74
7.1 研究結果 74
7.2 未來展望 75
參考文獻 76
附錄(一) LGT-LCD規格78
附錄(二)Epson HM-LCD規格79
附錄(三)透明顯示器透視影像SFR(MTF)數據80
附錄(四)T-LCD色彩特性量測數據84
附錄(五)HM-LCD色彩特性量測數據85
附錄(六)T-LCD與HM-LCD色域大小86
附錄(七)T-LCD與HM-LCD色彩描述模式準確度87
附錄(八)測試影像處理模式88
[1]J. Chung, et al. "11.4: Transparent AMOLED Display Based on Bottom Emission Structure." SID Symposium Digest of Technical Papers ,Vol. 41 , No. 1. Blackwell Publishing Ltd, 2010.
[2]J. Yeon,et al. "56.2: A New Reflective‐type Transparent Display Using Cholesteric Liquid Crystal." SID Symposium Digest of Technical Papers , Vol. 41. No. 1, 2010.
[3]Y. S. Ku, et al. "62.4: The Structure and Manufacturing Process of Large Area Transparent Electrowetting Display." SID Symposium Digest of Technical Papers. Vol. 43. No. 1, 2012.
[4]P. S. Drzaic, "Liquid Crystal Dispersions", World ScientificPublishing Co. Pte. Ltd, pp. 392-399,1995
[5]E. Satoh , et al. "80.2: 60‐inch Highly Transparent See‐through Active Matrix Display without Polarizers." SID Symposium Digest of Technical Papers. Vol. 41 , No. 1, 2010.
[6]International Committee for Display Metrology, "Information Display Measurement Standard, " International Committee for Display Metrology, 2012.
[7]J. Penczek, E. Kelley, P. Boynton, " 48.5:Optical Measuring Methods for Transparent Displays", 2015
[8]P. Boher,, et al. "Characterization of the Spectral BRDF & BTDF of Optical Components for Displays and Lightings." IDW, Otsu, December ,2015.
[9]P. Boher, et al. "72-.3: Optical Characterization of a Transparent LCD Using a Fourier‐Optics Multispectral Viewing‐Angle System." SID Symposium Digest of Technical Papers ,Vol ,47. No. 1 , 2016.
[10]P. BOHER, et al. "Optical Properties of a Transparent LCD." IDW, December 2016.
[11]Y. Kwak, Y. S. Baek, and J. Kim, " P139L: Optimal Tone Curve Characteristics of Transparent Display for Preferred Image Reproduction.", SID Symposium Digest of Technical Papers, Vol. 45, No. 1,2014.
[12]Y. Kwak, et al. "15.3: Optimal Monitor Gamma of Transparent Display." SID Symposium Digest of Technical Papers, Vol, 46, No. 1, 2015.
[13]P. G. Engeldrum, "Psychometric Scaling: A Toolkit for Imaging Systems Development. " Imcotek Pr, 2000.
[14]S. Park, et al. "Investigation on Optical Performance of Transparent Displays." Consumer Electronics–Berlin (ICCE-Berlin), 2014 IEEE Fourth International Conference on. IEEE, 2014.
[15]H. J. Kwon, et al. "Modeling of Luminance Transition Curve of Transparent Plastics on Transparent OLED Displays." IS&T Electronic Imaging , 2016.
[16]Y. H. Tsai, et al. "Image Quality Affected by Diffraction of Aperture Structure Arrangement in Transparent Active-matrix Organic Light-emitting Diode Displays." Applied optics , Vol. 54, No. 28, pp. E136-145, 2015.
[17]Z. Qin, et al. "See-Through Image Blurring of Transparent Organic Light-Emitting Diodes Display: Calculation Method Based on Diffraction and Analysis of Pixel Structures." Journal of Display Technology , Vo. 12, No. 11, pp.1242-1249, 2016.
[18]VESA FPDM2.0, "Flat Panel Display Measurements Standard Version 2.0", 2001.
[19]胡國瑞、孫沛立、徐道義、陳鴻興、黃日鋒、詹文鑫、羅梅君,「顯示色彩工程學」,新北市:全華圖書,2009。
[20]R. C. Gonzalez, R. E. Woods, "Digital Image Processing (3rd ed)." Pearson, 2007.
[21]Y. P. Pi, P. L. Sun, H. P. Chien, H. C. Li and Y. C. Su, "Colorizing 3D Objects in Free-viewpoint through a Transparent LCD", IDW’16, Japan, Fukuoka, 2016
[22]Y. Itoh, et al. "Semi-parametric Color Reproduction Method for Optical See-through Head-mounted Displays." IEEE transactions on visualization and computer graphics, Vol.21, No.11, pp. 1269-1278, 2015.
[23]王燕超,「從擴增實境觀點論數位學習之創新」,空中教學論叢 20 期,中華民國國空中教育學會,40-63頁,2006。
[24]王雅怡,「認識擴增實境」,全國高中職圖書館電子報,第089期,2011。
[25]S. N. Yendrikhovskij, "Color Reproduction and the Naturalness Constraint." PhD. Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, HV Press, The Netherlands, 1998.
[26]T. J. W. M. Janssen, F. J. J.Blommaert, "Image Quality Semantics." Journal of Imaging Science and Technology, Vol.41, No.5, pp.555-560, 1997.
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top