第三部分  顯示偽像和圖像質量

    簡介
    這是深入比較CRT、LCD、等離子和DLP顯示技術以分析每個技術的相對強項和弱項的四部分文章系列的第三部分。在第一部分，我們對每個顯示技術測量，分析和比較了主要規格，例如黑色電平，色溫，峰值亮度，動態范圍和顯示對比度。點擊這個連接以閱讀第一部分。在第二部分，我們繼續關注了灰度、灰度系數、主要色度和色彩范圍以了解它們是如何影響色彩和灰度精確性的。點擊這個連接以閱讀第二部分。在第三部分，我們將討論復雜的顯示偽像以及它們是如何影響圖像質量的。

    偽像
    在第一部分和第二部分，我們對每個顯示器測量了光度和色度。如果在顯示器上的所有象素都是按照這種方式工作，那么就沒有什么好討論的了因為圖像是由象素組成的。整體將是部分的準確疊加。不幸的是事情并不是這樣簡單因為在圖像或信號源與實際的顯示裝置之間需要大量的處理。所有的這些處理將會影響和改變每個象素的最終顯示，經常降低圖像的質量和精確度并經常在圖像中引入偽像。偽像是在圖像中不屬于它的地方顯現的獨特的特征。不同的顯示技術是如何對這些問題產生反應是第三部分的主題。當為了存儲和傳輸而對圖像或信號進行編碼或壓縮時，偽像通常會發生，但是我們將主要考慮由顯示器自身引起的偽像。壓縮偽像本身就是一個大的課題，我們將只做稍微接觸。
    首先我們將考慮對強度，象素和信號的模擬與數字的問題。然后我們將檢測信號質量和精確度，隨后將討論內在分辨率和圖像尺度改變，圖像噪聲，移動偽像和信號處理。在第三部分的討論將是影響所有顯示技術的廣泛問題。僅適用于莫個特定顯示技術的許多特別偽像將在第四部分的每個技術的詳細評價中討論。

    模擬對數字
    對任何顯示器的三個基本問題是它產生象素，產生強度和處理輸入信號的方式。這些中的每一個都能存在于模擬或數字域中。模擬和數字術語包含了許多范圍。通常模擬是指能夠具有連續變化值的任何東西，而數字是指具有一套不連續的列舉值的東西。模擬是平滑但不精確的，而數字是跳躍但是精確的。在每一個相應部分中，我們將進一步解釋和定義這些含義。 大部分人都認為數字自然要比模擬更好些，這是不正確的。每一種方法都有它自己獨特的優點和弱點，任何一種都能夠產生優異的圖像和圖片質量，任何一種都可以比另一種優越。實施的細節決定了最終結果的質量和產生的偽像。我們下面將探究這些問題。

    模擬對數字強度
    顯示象素的強度(亮度或照明度)能夠被模擬過程或數字過程來控制。每一個顯示技術都必須用特別的方法實現它。任何顯示器都可以接受模擬和數字信號，但是當它們到達真正的顯示設備時，它們必須被轉換成為合適的內在模式。
    CRT和LCD都是通過設備的模擬電壓控制來產生強度刻度。產生的亮度范圍是完全光滑的并是無限刻度的。像在第二部分討論的那樣，為了獲得需要的灰度系數和灰度，需要進行一些信號處理。如果這都是通過模擬電路來實現的，那么顯示器將保留它的純模擬特性，這意味著它沒有強度偽像但易于導致信號和圖像質量的退化。
    另一方面，等離子和DLP顯示器僅有數字的開和關象素狀態，因此它們必須通過在這兩個狀態間快速切換并改變在每一個狀態上花費的時間百分比來數字地產生強度刻度。如果切換頻率足夠的高，眼睛將會對象素的時間平均亮度作出反應。例如，對25%的亮度，四分之一的時間花費在開狀態上而四分之三的時間花費在閉狀態上。理論上，就像上面的模擬設備一樣，產生無限分度的強度刻度是可能的。實際上，切換頻率是固定的并且狀態是數字控制的，因此只能產生一套分離的強度級別。因此強度刻度不再是光滑的，而是以一系列臺階增加的。在強度中導致的跳躍產生了量化誤差因為所有的強度都向上或向下地取得最接近的可獲得的數字值。如果臺階是非常精細的，那么眼睛不會注意到中間數值和光滑度的欠缺。如果它們不是很精細，那么尤其是在較低的強度時，在圖像上能夠看見假的強度和彩色輪廓(是偽像)。由于大多數信號現在都是數字產生的(包括幾乎所有的模擬信號)，在大多數圖像中都有內在的量化誤差。我們在下面將進一步討論它。在低強度時，開狀態的時間是如此之短暫以至于它可能被作為圖像噪聲而被察覺(參見下面的圖像噪聲和時間振動)。在大多數消費者設備中，目標是產生256個強度等級(每個主色8比特，總共24比特)。信號處理通常會降低事實上能夠獲得的等級總數，因此在現實