Objective characterisation and psychovisual modelling of liquid-crystal displays motion-blur - Impact on the perceived quality
Caractérisation objective et modélisation psychovisuelle du flou de mouvement sur les écrans à cristaux liquides - Impact sur la qualité perçue
Résumé
These last years, « high-definition » has been in rapid development in all multimedia domains (television, video gaming, etc.). However, in order to observers really enjoy this quality of experience improvement, the increase of the spatial resolution must come along with an increase of the display size. As a consequence, heavy and bulky cathode ray tube displays (CRT) have been progressively replaced by new flat-panel display technologies. Liquid crystal displays (LCD) are now leaders on the display market (TV sets and computer displays), but they are still suffering from visual artifacts, particularly when displaying moving pictures. In this PhD thesis, LCD motion-blur has been addressed. Its causes are both technological and perceptual. At first, this visual artifact has been characterized in metrologic way using measurement protocol based on the temporal step-response of the display pixels. Secondly, several psychophysics experimentations have been developed in order to model the LCD motion-blur perception and to characterize the annoyance experienced by the observers. From this psychovisual experiences, we have expressed some recommendations on the temporal characteristics of LC displays. Finally, a global motion-blur model, based on the perceptual characterization of this artifact, has been designed. It permits to predict the quality loss subjectively measured on LCD, and can be used to assess motion-blur reduction systems.
La « haute-définition » a connu un essor important ces dernières années dans les domaines multimédia (télévision, jeux vidéo, etc.). Cependant, pour que l'observateur bénéficie pleinement de cette amélioration de la qualité d'usage, l'augmentation de la résolution spatiale des images affichées doit être accompagnée d'une augmentation de la taille de l'écran. Les écrans à tube cathodique (CRT), lourds et encombrants, ont donc progressivement laissé la place à de nouvelles technologies d'affichage, caractérisées par leur écran plat. Les écrans à cristaux liquides (LCD), leaders sur le marché des téléviseurs et des moniteurs informatiques, souffrent encore de nombreux défauts visuels notamment lors de l'affichage d'images animées. Durant ces travaux de thèse, nous avons choisi de nous intéresser plus particulièrement au flou de mouvement, dont les causes sont à la fois technologiques et perceptives. Nous avons tout d'abord caractérisé cet artefact visuel d'un point de vue métrologique, en développant une méthode de mesure basée sur la réponse indicielle temporelle des pixels de l'écran. Dans un second temps, nous avons mis en œuvre plusieurs expérimentations psychophysiques de manière à modéliser la perception du flou de mouvement sur LCD, et à caractériser la gêne associée à ce défaut. Ces mesures psychovisuelles ont permis d'établir des recommandations sur les caractéristiques temporelles des écrans LCD. Enfin, un modèle de flou de mouvement global, basé sur la caractérisation technique et perceptive de cet artefact, permet de prédire la perte de qualité mesurée subjectivement sur les écrans LCD. Les solutions technologiques de réduction du flou de mouvement peuvent alors être évaluées de manière automatique.
Mots clés
display measurements
visual perception
visual quality assessment
objective LCD motion-blur
perceived LCD motion-blur
CRT and LCD comparison.
mesures de caractéristiques d'écran
perception visuelle
évaluation de la qualité visuelle
flou de mouvement objectif sur LCD
flou de mouvement perçu sur LCD
comparaison entre CRT et LCD.
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