High dynamic range display

ˇ

CESK ´E VYSOK ´E U ˇCEN´I TECHNICK ´E V PRAZE Fakulta elektrotechnick´a

Katedra radioelektroniky

Zobrazovaˇ

c s vysok´

ym dynamick´

ym rozsahem

High dynamic range display

Bakal´aˇrsk´a pr´ace

Studijn´ı program: Komunikace, multim´edia a elektronika (bakal´aˇrsk´y) Studijn´ı obor: Multimedi´aln´ı technika (bakal´aˇrsk´y)

Vedouc´ı pr´ace: Ing. Karel Fliegel, Ph.D.

Jan Taˇc´ık

ˇ

CESTN ´E PROHL ´AˇSEN´I i

ˇ

Cestn´

e prohl´

aˇ

sen´ı

Prohlaˇsuji, ˇze jsem zadanou bakal´aˇrskou pr´aci Zobrazovaˇc s vysok´ym dynamick´ym rozsahem zpracoval s´am s pˇrispˇen´ım vedouc´ıho pr´ace a pouˇz´ıval jsem pouze literaturu uvedenou na konci pr´ace. Souhlas´ım se zap˚ujˇcov´an´ım pr´ace a jej´ım zveˇrejˇnov´an´ım.

V Praze 05. 01. 2015 . . . . Jan Taˇc´ık

Podˇekov´an´ı iii

Podˇ

ekov´

an´ı

Na tomto m´ıstˇe bych r´ad podˇekoval Ing. Karlu Fliegelovi, Ph.D. za cenn´e pˇripom´ınky, od-born´e rady a zap˚ujˇcen´ı pom˚ucek, kter´ymi pˇrispˇel k vypracov´an´ı t´eto bakal´aˇrsk´e pr´ace. D´ale Bc. Ondˇreji Nentvichovi za zap˚ujˇcen´ı digit´aln´ı zrcadlovky Canon EOS 600D.

ANOTACE iv

Anotace

”Zobrazovaˇc s vysok´ym dynamick´ym rozsahem“ pod´av´a pˇrehled metod zpra-cov´an´ı a n´asledn´e zobrazen´ı obrazu s vysok´ym dynamick´ym rozsahem (HDR). Nastiˇnuje moˇznosti realizace pokusn´eho HDR displeje. D´ale jeho realizaci s vyuˇzit´ım dostupn´ych komponent, ovˇeˇren´ı jeho funkˇcnosti a zmˇeˇren´ı parametr˚u. Posledn´ı ˇc´ast´ı je zpracov´an´ı obrazu v prostˇred´ı MATLAB pro zobrazen´ı obrazu na pokusn´em displeji.

Abstract

”High dynamic range display“ is providing an overview of proces-sing and displaying of HDR image. It outlines options of implementation of testing HDR display. Next is its implementation with available components, checking function, measu-ring parameters. Last part is image processing in MATLAB environment for displaying of image on testing display.

OBSAH v

Obsah

Seznam pouˇzit´ych zkratek 1

1 Uvod´ 2

2 HDR a jeho vyuˇzit´ı 3

2.1 HDR ve fotografii . . . 3

2.2 Tone mapping . . . 4

2.3 HDR ve foto-editaˇcn´ım software . . . 4

2.4 HDR ve videohr´ach . . . 5

3 HDR displeje 6 3.1 Moˇznosti realizace HDR displeje . . . 6

3.1.1 Displej s podsv´ıcen´ım z matice LED . . . 6

3.1.2 Displej s podsv´ıcen´ım pomoc´ı projektoru . . . 6

3.1.3 Displej bez podsv´ıcen´ı . . . 7

3.2 Existuj´ıc´ı HDR displeje . . . 7

3.2.1 BrightSide DR37-P . . . 7

3.2.2 SIM2 HDR47E S 4K . . . 8

3.2.3 Bangor HDR displej . . . 10

4 N´avrh a realizace demonstraˇcn´ıho displeje 13 4.1 Pouˇzit´y LCD panel . . . 13

4.1.1 Uprava monitoru . . . .´ 14

4.2 Pouˇzit´y projektor . . . 14

4.3 Optick´a soustava . . . 15

4.4 N´avrh sestavy . . . 17

4.5 Kompenzace rovnomˇernosti podsv´ıcen´ı testovac´ıho panelu . . . 18

4.5.1 Pouˇzit´ı st´ın´ıtka a r˚uzn´ych nastaven´ı kompenzace . . . 19

5 Popis ovl´ad´an´ı a softwarov´e zpracov´an´ı 20 5.1 Zpracov´an´ı HDR obrazu pro zobrazen´ı . . . 20

5.2 Kompenzace rovnomˇernosti podsv´ıcen´ı . . . 22

6 Mˇeˇren´ı 24 6.1 Mˇeˇren´ı pˇrevodn´ı charakteristiky . . . 24

6.1.1 Podm´ınky mˇeˇren´ı . . . 24

6.1.2 Pouˇzit´e mˇeˇric´ı pˇr´ıstroje . . . 24

6.1.3 Namˇeˇren´e v´ysledky, graf a z´avˇer . . . 24

OBSAH vi

6.3 Mˇeˇren´ı rovnomˇernosti jasu . . . 26

6.3.1 Mˇeˇren´ı pomoc´ı sondy . . . 26

6.3.2 Mˇeˇren´ı pomoc´ı fotoapar´atu . . . 28

6.3.3 Zhodnocen´ı kompenzace . . . 33

6.4 Mˇeˇren´ı barevn´eho rozsahu . . . 35

6.5 Porovn´an´ı existuj´ıc´ıch displej˚u . . . 35

7 Uk´azka testovac´ıch obr´azk˚u na pokusn´em displeji 37 7.1 Obr´azek bez zpracov´an´ı . . . 37

7.2 Zpracovan´y obr´azek HDR . . . 37

7.3 Zpracovan´y obr´azek LDR . . . 39

8 Z´avˇer 40

Seznam obr´azk˚u 41

Seznam tabulek 44

Literatura 45

Pˇr´ıloha 47

A K´od pro zpracov´an´ı v prostˇred´ı MATLAB 47

B Fotodokumentace realizace demonstraˇcn´ıho displeje 52 C Uk´azky rovnomˇernosti pˇri r˚uzn´ych nastaven´ıch

kompenzace 54

D Vˇsechny pˇrevodn´ı chrakteristiky testovac´ıho dipleje 60

SEZNAM POUˇZIT ´YCH ZKRATEK 1

Seznam pouˇ

zit´

ych zkratek

HDR High Dynamic Range

LDR Low Dynamic Range

LCD Liquid Crystal Display

LED Light Emmiting Diode

OLED Organic Light Emmiting Diode

VGA Video Graphics Array

DVI Digital Video Interface

HDMI High Definition Multimedia Interface RCA Radio Corporation of America

USB Universal Serial Bus

ANSI American National Standards Institute

FRC Frame Rate Control

RGB Red, Green, Blue

DUE Digital Uniformity Equalizer

CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor ISO International Organization for Standardization

PNG Portable Network Graphics

JPEG Joint Photographic Experts Group

PSF Point Spread Function

PC Personal Computer

TIFF Tag Image File Format

1 UVOD´ 2

1

Uvod

´

High dynamic range (HDR), neboli vysok´y dynamick´y rozsah, je oznaˇcen´ı pouˇz´ıvan´e ve v´ıce oblastech. Lidsk´e oko je schopn´e vn´ımat statick´y dynamick´y rozsah cca 10 000:1, jelikoˇz je ale schopn´e se pomoc´ı stahov´an´ı zornice pˇrizp˚usobovat svˇeteln´ym podm´ınk´am, m˚uˇze b´yt jeho max. dynamick´y rozsah aˇz 1 000 000:1.

Modern´ı zobrazovaˇce vˇsak nejsou vˇetˇsinou schopn´e takov´yto rozsah jasu reprodukovat a fotoapar´aty zaznamenat, pouˇz´ıvaj´ı se r˚uzn´e techniky HDR, kter´e se tento probl´em snaˇz´ı ˇ

reˇsit. U fotoapar´at˚u napˇr. pro zv´yraznˇen´ı detail˚u ve svˇetl´ych a tmav´ych oblastech, u digit´aln´ı fotografie pro zv´yˇsen´ı vn´ıman´eho kontrastu, u videoher pro realistiˇctˇejˇs´ı dojem a u displej˚u pro zv´yˇsen´ı jasov´eho rozsahu.

Na zaˇc´atek pop´ıˇsi HDR obecnˇe a uk´aˇzi r˚uzn´e pˇr´ıklady jeho pouˇzit´ı, d´ale pˇredstav´ım r˚uzn´e typy displej˚u vˇcetnˇe jiˇz existuj´ıc´ıch ˇreˇsen´ı. V dalˇs´ı kapitole navrhnu testovac´ı dis-plej s vyuˇzit´ım dostupn´ych prostˇredk˚u a naprogramuji zpracov´an´ı obrazu ve vhodn´em prostˇred´ı, napˇr. MATLAB. Pot´e na pokusn´em displeji vyzkouˇs´ım testovac´ı obr´azky, d´ale zmˇeˇr´ım z´akladn´ı charakteristiky (napˇr. jas, kontrast ˇci pˇrevodn´ı charakteristika). Na z´avˇer zhodnot´ım v´ysledky, kter´ych jsem v bakal´aˇrsk´e pr´aci dos´ahl.

2 HDR A JEHO VYUˇZIT´I 3

2

HDR a jeho vyuˇ

zit´ı

Pojem HDR se objevuje v mnoha oblastech pouˇzit´ı, a to nejen tvorba, ale i zobrazov´an´ı. M˚uˇzeme se s n´ım setkat ve fotografii, videohr´ach, poˇc´ıtaˇcov´e grafice ˇci displej´ıch.

2.1 HDR ve fotografii

Nejbˇeˇznˇejˇs´ı pouˇzit´ı HDR ve fotografii spoˇc´ıv´a ve vytvoˇren´ı LDR sn´ımku, v nˇemˇz bu-dou dobˇre viditeln´e detaily nejen ve svˇetl´ych, ale i v tmav´ych m´ıstech. Sn´ımac´ı ˇcipy v digit´aln´ıch fotoapar´atech maj´ı omezen´y dynamick´y rozsah a nejsou tedy schopn´e zazna-menat pln´y rozsah jasu a barev.

Obr. 1: Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı

Pouˇzijeme-li alespoˇn 2 sn´ımky s r˚uzn´ymi expoziˇcn´ımi ˇcasy, napˇr. jeden s kr´atk´ym ˇcasem pro

”nepˇrep´alen´y“ tmavˇs´ı sn´ımek s detaily ve svˇetl´ych ˇc´astech a druh´y s delˇs´ı expozic´ı pro zaznamen´an´ı detail˚u v tmav´ych oblastech a oba sn´ımky pomoc´ı urˇcit´eho algoritmu sloˇz´ıme dohromady, vznikne sn´ımek s detaily v tmav´ych m´ıstech a

”jasnˇe ˇciteln´ymi“ svˇetl´ymi ˇc´astmi. Technika pˇrevodu HDR sn´ımku na LDR se naz´yv´a Tone mapping. Lze prov´est rovnou ve fotoapar´atu nebo pomoc´ı specializovan´eho softwaru, napˇr. Adobe Photoshop. Ten umoˇzˇnuje tak´e vytvoˇrit sn´ımek s hloubkou 16 nebo 32 bit˚u na kan´al a uloˇzit tak skuteˇcnˇe sn´ımek s vysok´ym dynamick´ym rozsahem [24].

2 HDR A JEHO VYUˇZIT´I 4

Obr. 2: Kr´atk´a expozice [1] Obr. 3: Dlouh´a expozice [1] Obr. 4: Sloˇzen´y obraz [1]

2.2 Tone mapping

Mapov´an´ı tonality, neboli tone mapping, je zp˚usob zpracov´an´ı obrazu, snaˇz´ıc´ıho se napodobit vzhled HDR obsahu na m´ediu, kter´e je schopno zobrazit pouze LDR obsah. Tone mapping se vlastnˇe snaˇz´ı sn´ıˇzit rozsah jasu bez toho, aby byl drasticky sn´ıˇzen kontrast, zachov´ano barevn´eho pod´an´ı a detaily.

Existuje nˇekolik r˚uzn´ych technik (oper´ator˚u) pro tone mapping. Glob´aln´ı oper´atory aplikuj´ı tone mapping na kaˇzd´y pixel stejn´ym zp˚usobem. S pixely, kter´e maj´ı stejnou p˚uvodn´ı hodnotu, se zach´az´ı stejnˇe. Lok´aln´ı oper´atory pˇrihl´ıˇzej´ı k pixel˚um, kter´e obklopuj´ı kaˇzd´y z upravovan´ych pixel˚u v obr´azku. Frekvenˇcn´ı oper´atory pˇrev´adˇej´ı obrazov´a data na frekvence a n´aslednˇe aplikuj´ı r˚uzn´e nastaven´ı na ˇc´asti s r˚uznou frekvenc´ı. Oper´atory gradientu analyzuj´ı kontrast a aplikuj´ı r˚uzn´e nastaven´ı podle jeho sp´adu [2].

2.3 HDR ve foto-editaˇcn´ım software

Software slouˇz´ı pro pˇrevod HDR sn´ımku pro zobrazen´ı na m´ediu s omezen´ym dyna-mick´ym rozsahem. V programu Adobe Photoshop existuje spousta moˇznost´ı na ´upravu fotografi´ı. Pro pˇrevod HDR sn´ımku je zde implementov´ana funkce tone mapping.

Pro jeho pouˇzit´ı je nutn´e m´ıt v´ıce sn´ımk˚u s r˚uznou expozic´ı, pˇr´ıpadnˇe HDR sn´ımek z fotoapar´atu, kter´y focen´ı ve form´atu HDR podporuje.

Foto-editaˇcn´ı software ˇcasto tak´e nab´ız´ı moˇznost vytvoˇrit dojem HDR obr´azku i z LDR zdroje, toho se vˇetˇsinou dosahuje kombinac´ı technik, napˇr. zesvˇetlen´ım st´ın˚u, ´upravou expozice, zv´yˇsen´ım kontrastu, saturac´ı barev, doostˇren´ım apod. Dalˇs´ı moˇznost´ı je pouˇz´ıt inverzn´ıho tone mappingu.

2 HDR A JEHO VYUˇZIT´I 5

2.4 HDR ve videohr´ach

Ve hr´ach se dnes vyuˇz´ıv´a hlavnˇe HDR rendering, kdy se cel´a hern´ı sc´ena vyrende-ruje ve vˇetˇs´ı bitov´e hloubce (dynamick´em rozsahu), neˇz je potom zobrazov´ana. To m´a za n´asledek realistiˇctˇejˇs´ı zobrazen´ı svˇetla. K ´upravˇe na LDR se pouˇzije nˇekter´a z technik tone mappingu.

Nejzn´amˇejˇs´ım efektem je nejsp´ıˇse HDR bloom. Ten zp˚usobuje pr˚unik svˇetla z velmi jasn´eho zdroje do okoln´ıch pixel˚u. Zdroj svˇetla se tedy zd´a jasnˇejˇs´ı, neˇz ve skuteˇcnosti je [25].

3 HDR DISPLEJE 6

3

HDR displeje

V´yrobci se snaˇz´ı o zv´yˇsen´ı omezen´eho dynamick´eho rozsahu standardn´ıch displej˚u. Zat´ımco bˇeˇzn´e LCD displeje maj´ı jas max. 250-500cd/m2 a kontrast 500:1 aˇz 5000:1, HDR displeje maj´ı o ˇr´ad vyˇsˇs´ı jas a kontrast pˇresahuje 10 000:1 [5].

3.1 Moˇznosti realizace HDR displeje

Do dneˇsn´ı doby byly vyrobeny pouze 2 typy displej˚u, a to displej s podsv´ıcen´ım z matice LED a displej s podsv´ıcen´ım pomoc´ı projektoru.

3.1.1 Displej s podsv´ıcen´ım z matice LED

V tomto pˇr´ıpadˇe se jedn´a o klasick´y LCD monitor, kde je podsv´ıcen´ı tvoˇreno matic´ı LED. Jas kaˇzd´e z tˇechto diod je moˇzn´e samostatnˇe ovl´adat. T´ım lze na rozd´ıl od klasick´eho LCD displeje jas regulovat lok´alnˇe. V kombinaci s regulac´ı jasu barvy pomoc´ı LCD krystal˚u je moˇzn´e dos´ahnout podstatnˇe vˇetˇs´ıho dynamick´eho rozsahu. Rozsah jasu tˇechto diod je obvykle o ˇr´ad vyˇsˇs´ı neˇz u bˇeˇzn´ych LCD displej˚u.

V´yhodou tohoto syst´emu oproti displeji s projektorem jsou menˇs´ı rozmˇery, menˇs´ı ener-getick´e n´aroky, jednoduˇsˇs´ı konstrukce (bez optick´e soustavy), vyˇsˇs´ı max. kontrast a jas. Nev´yhodou je vyˇsˇs´ı cena a sloˇzitˇejˇs´ı ovl´ad´an´ı.

Tento syst´em pouˇz´ıv´a napˇr. displej BrightSide DR37-P nebo displeje od firmy SIM2 [3]. 3.1.2 Displej s podsv´ıcen´ım pomoc´ı projektoru

Tyto displeje se skl´adaj´ı z bˇeˇzn´eho LCD panelu, projektoru jako podsv´ıcen´ı a optick´e soustavy pro zaostˇren´ı obrazu z projektoru na LCD panel, pˇr´ıpadnˇe tak´e pro redukci oslnˇen´ı zp˚usoben´eho pˇr´ım´ym pohledem do svˇetla z projektoru.

Nev´yhodami tohoto displeje jsou niˇzˇs´ı dosaˇziteln´y jas a kontrast, velk´e rozmˇery a tak´e vyˇsˇs´ı hmotnost. V´yhodou naopak je cena, jednoduchost na ˇr´ızen´ı a sestaven´ı.

Pˇr´ıkladem takov´eho displeje je SBT1.3 od dnes jiˇz neexistuj´ıc´ı firmy Sunnybrook/ Brightside technologies [5] nebo Bangor HDR displej od autor˚u Rafal Mantiuk, Robert Wanat [6].

3 HDR DISPLEJE 7

Obr. 7: Bangor HDR displej [6]

3.1.3 Displej bez podsv´ıcen´ı

V dneˇsn´ı dobˇe by ˇslo vyuˇz´ıt nˇekter´y z displej˚u s

”nekoneˇcn´ym“ kontrastem, napˇr. plazmov´y, LED nebo OLED displej.

Vˇsechny tyto displeje maj´ı vysok´y rozsah jasu i kontrastu a pokud by do nich byla pos´ıl´ana barevn´a informace s velkou bitovou hloubkou, mohly by slouˇzit jako HDR displeje. 3.2 Existuj´ıc´ı HDR displeje

HDR displej˚u bylo vyrobeno pouze nˇekolik typ˚u, komerˇcnˇe je v souˇcasn´e dobˇe dostupn´y pouze jeden.

3.2.1 BrightSide DR37-P

Jedn´a se o druh´y displej vyroben´y spoleˇcnost´ı BrightSide zaloˇzen´y na LCD panelu a podsv´ıcen´ı je ˇreˇseno LED diodami. Jednalo se o prototyp, kter´y byl vyroben v mal´em objemu a byl urˇcen jako uk´azka technologie.1

1_{Firma byla 25.4.2007 odkoupena spoleˇcnost´ı Dolby Laboratories a pˇrejmenovala BrightSide technology}

na Dolby Vision. V roce 2011 Sony z´ıskalo licenci technologie Dolby Vision s pl´anem vyuˇz´ıt je v televiz´ıch Bravia. Firma samotn´a dalˇs´ı displej jiˇz nevyrobila a pouze prod´av´a licence. Sony tak´e dosud nevydalo ˇz´adn´y model televize zaloˇzen´y na jej´ıch technologi´ıch [19].

3 HDR DISPLEJE 8

Tab. 1: Parametry displeje BrightSide DR37-P [18] Rozliˇsen´ı 1920x1080 bod˚u

Poˇcet diod 1400

Poˇcet barev 16 bit˚u na kan´al Statick´y kontrast 200000 : 1

Jas ˇcern´e 0 cd/m2

Jas b´ıle 4000 cd/m2

Obr. 8: Uk´azka konstrukce displeje DR37-P [18]

3.2.2 SIM2 HDR47E S 4K

Jedn´a se o komerˇcnˇe dostupn´y displej. Je tvoˇren´y LCD displejem a podsv´ıcen´ım tvoˇren´ym matic´ı LED diod2_{. Diody tvoˇr´ı vlastnˇe druh´y obraz s n´ızk´ym rozliˇsen´ım, kter´y}

v kombinaci s obrazem na LCD panelu vytv´aˇr´ı obraz s vysok´ym dynamick´ym rozsahem. Tab. 2: Parametry SIM2 HDR47E S 4K [4]

Rozliˇsen´ı 1920x1080 bod˚u

Poˇcet diod 2202

Jas 4000 cd/m2

Poˇcet barev 16 bit˚u na kan´al Statick´y kontrast > 20000 : 1 Max. dynamick´y kontrast > 1000000 : 1

V´aha 55kg

Vstupy HDMI, DVI, HD-SDI, VGA, S-VIDEO, USB,

RS-232, RJ-45

Displej je d´ıky ovl´adac´ı elektronikce i moˇznostmi pˇripojen´ı navrˇzen pro pr´aci HDR obrazem. Jedn´ım z hlavn´ıch probl´em˚u toho typu displeje je pronik´an´ı a odrazy svˇetla z

2

3 HDR DISPLEJE 9

jednotliv´ych diod do okol´ı. Dioda tedy nepodsvˇetluje pouze svoji oblast, ale svˇetlo z n´ı se dost´av´a i do oblasti okoln´ıch diod.

Obr. 9: ´Uniky svˇetla [7] Obr. 10: Sch´ema LED s reflektory [7] SIM2 HDR47E toto ˇreˇs´ı reflektory, um´ıstˇen´ymi kolem jednotliv´ym diod. T´ım je zajiˇstˇeno nejen smˇeˇrov´an´ı svˇetla pˇr´ımo na panel a svˇeteln´a izolace jednotliv´ych diod, ale tak´e roste energetick´a efektivita.

SIM2 HDR47E pouˇz´ıv´a pro pˇripojen´ı standardn´ı DVI kabel, po kter´em je moˇzn´e pˇren´aˇset LDR i nativn´ı 16b HDR obsah. Pro zpracovan´ı SIM2 pouˇz´ıv´a vlastn´ı uzavˇren´y software nazvan´y SHADER (uk´azka zpracov´an´ı na obr.12).

Uk´azka zpracov´an´ı obrazu je uvdeno na obr.12 a blokov´e sch´ema na obr. 11.

Podle toho, zda se do displeje pos´ıl´a HDR ˇci LDR obsah, se pouˇzije bud’ oper´ator tone mapping (HDR) nebo inverzn´ı tone mapping (LDR). Barevn´a informace pro LCD se zpra-cov´av´a s hloubkou 8b na kan´al a pro podsv´ıcen´ı s hloubkou 12b. V´ysledn´y obraz je tedy vˇzdy 36b. Nejen, ˇze je takto spr´avnˇe zobrazen HDR obsah, ale i LDR se doˇck´a zlepˇsen´ı kvality [8].

3 HDR DISPLEJE 10

Obr. 12: Uk´azka zpracov´an´ı obrazu v displeji SIM2 [8]

3.2.3 Bangor HDR displej

Jelikoˇz budu z n´avrhu toho displeje vych´azet, pop´ıˇsi ho trochu bl´ıˇze. Bangor HDR displej je zaloˇzen na designu SBT1.3 od Sunnybrook / Brightside Technologies . Pouˇz´ıv´a 15“ LCD panel Sharp model LQ150X1DG0 a DLP Acer P5290. Dosahuje maxim´aln´ı hodnoty jasu 4000 ANSI lumen˚u a t´ım pˇredˇc´ı p˚uvodn´ı design s maxim´aln´ım jasem 1100 ANSI lumen˚u. Narozd´ıl od nˇej tak´e zachov´av´a DLP kotouˇc3. M´a tak´e vyˇsˇs´ı kontrast (3700:1) a vˇetˇs´ı moˇznost ´upravy ohniskov´e vzd´alenosti. Je tak´e vybaven ˇsed´ym filtrem proti oslnˇen´ı pˇri pˇr´ım´em pohledu do projektoru.

3

DLP kotouˇc je segmentov´e barevn´e koleˇcko, kter´ym proch´az´ı svˇelo z lampy projektoru a pot´e dopad´a na ˇcip. Jeho odstranˇen´ı zvyˇsuje max. svˇeteln´y tok.

3 HDR DISPLEJE 11

Obr. 13: Bangor HDR displej [6]

Obr. 14: Sch´ema zpracov´an´ı obrazu v displeji Bangor [6]

Na obr´azku 14 je zn´azornˇen zp˚usob zpracov´an´ı HDR obrazu na displeji Bangor. Je zaloˇzen na pr´aci Helge Seetzen prezentovan´y na konferenci Siggraph roku 2004 [22].

Pricip zpracov´an´ı spoˇc´ıv´a v rozdˇelen´ı HDR obrazu na 2 LDR obrazy, kter´e pokud bu-dou zkombinov´any, vytvoˇr´ı znovu p˚uvodn´ı obraz. Pˇredpokladem je, ˇze obraz na projektoru bude ˇcernob´ıl´y a barvu mu dod´a LCD panel.

Zpracov´an´ı zaˇc´ın´a odmocnˇen´ım obrazu, pot´e se na obraz aplikuje inverzn´ı pˇrenosov´a funkce projektoru. T´ım dojde ke kalibraci a obraz pro projektor je pˇripraven.

Pro LCD je panel je nutn´e nasimulovat rozmaz´an´ı obrazu projektoru, zp˚usoben´e roz-vodnou vrstvou a ˇcoˇckou. Toho je v p˚uvodn´ı pr´aci dosaˇzeno konvoluc´ı odmocnˇen´eho ob-razu projektoru s jeho bodovou rozptylovou fukc´ı PSF. M´ısto mˇeˇren´ı rozptylov´e fukce se

3 HDR DISPLEJE 12

u displeje Bangor pouˇz´ıv´a Gaussovsk´y filtr. P˚uvodn´ı obraz se podˇel´ı v´ysledn´ym obrazem a v´ysledek se stejnˇe jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe kalibruje inverzn´ı pˇrenosovou funkc´ı LCD panelu.

Probl´em je, ˇze pokud projektor zobrazuje obraz v ˇsedot´onov´e ˇsk´ale, omezuje se t´ım barevn´y rozsah.

Pro zobrazen´ı RGB informace na displeji je pouˇzita knihovna MATLABu Psychophy-sics Toolbox [5].

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 13

4

N´

avrh a realizace demonstraˇ

cn´ıho displeje

Pˇri n´avrhu demonstraˇcn´ıho displeje vych´az´ım z n´avrh˚u jiˇz zmiˇnovan´ych displej˚u SBT1.3 a Bangor HDR displej [5]. Fotodokumentace je uvedena v pˇr´ıloze B.

4.1 Pouˇzit´y LCD panel

Na LCD panelu jsou d˚uleˇzit´e hlavnˇe fyzick´e parametry jako velikost, pomˇer stran a rozliˇsen´ı, pro kter´e je tˇreba pˇrizp˚usobit projektor. Pˇr´ıpadnˇe je tˇreba vybrat vhodn´y panel podle vlastnost´ı projektoru. V druh´e ˇradˇe tak´e napˇr. kontrast ˇci barevn´e pod´an´ı.4

V demonstraˇcn´ım displeji je pouˇzit starˇs´ı bazarov´y monitor typ HP L1706 [9], kter´y by mˇel pro demonstraˇcn´ı ´uˇcely postaˇcovat.

Tab. 3: Parametry monitoru HP L1706 [9] ´

Uhlopˇr´ıˇcka 17“ (43,2cm) Nativn´ı rozliˇsen´ı 1280x1024 bod˚u

Jas 300 cd/m2

Poˇcet barev 16,2 mili´on˚u barev (6+2b FRC) Statick´y kontrast 500:1

Pozorovac´ı ´uhly 140◦ horizont´alnˇe, 130◦ vertik´alnˇe

Hmotnost 6,1 kg

Rozmˇery 395x375x203 mm

Vstupy 1xVGA

Uveden´ı na trh rok 2004

Jedn´a o se starˇs´ı, ale plnˇe funkˇcn´ı monitor bez subjektivn´ıch vad, jako napˇr. vadn´e pixely apod.

Omezuj´ıc´ı jsou napˇr. pozorovac´ı ´uhly ˇci moˇznosti pˇriveden´ı obrazov´eho sign´alu. Pˇri testov´an´ı nebyly nalezeny probl´emy s barevn´ym pod´an´ım (viditeln´e pˇrechody, blik´an´ı zp˚usoben´e FRC5

4_{K pouˇzit´ı se nab´ız´ı starˇs´ı LCD monitor s rozliˇsen´ım 1024x768 nebo 1280x1024 bod˚u a pomˇerem}

stran 4:3, kter´e dok´aˇze pouˇzit´y projektor zobrazit. S t´ımto rozliˇsen´ım existuj´ı panely ve velikostech 15“ (1024x768) nebo 17-19“ (1280x1024). Takov´y monitor je moˇzn´e sehnat napˇr. aukˇcn´ıho serveru v cenˇe od cca 200Kˇc, pˇr´ıpadnˇe z bazaru s v´ypoˇcetn´ı technikou od 600Kˇc. Nab´ız´ı se tak´e pouˇz´ıt vyˇrazen´y monitor nebo monitor s nefunkˇcn´ım podsv´ıcen´ım, kter´e je stejnˇe potˇreba odstranit.

5_{FRC je technika pro dosaˇzen´ı vˇetˇs´ıho poˇctu barev na displeji. Displej zobrazuje rychle po sobˇe sn´ımky s}

r˚uznou barvou. Frekvence zobrazov´an´ı je zvolena tak, aby si oko barvy spojilo. V´yrobce vyuˇzije zpracov´an´ı obrazu s hloubkou 6b na kan´al a pro zbyl´e 2b pouˇzije FRC. Pokud je frekvence zvolena nevhodnˇe, lze pozorovat blik´an´ı.

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 14

Obr. 15: Monitor HP L1706 [9]

4.1.1 Uprava monitoru´ ´

Uprava LCD pro potˇreby testovac´ıho displeje je vcelku jednoduch´a. Z displeje je tˇreba odstranit zadn´ı kryt a podsv´ıcen´ı, abych m´ısto nˇej ˇsel pouˇz´ıt projektor. Zaˇcal jsem ro-zeber´an´ım monitoru a vynd´an´ım LCD panelu. Panel je kompaktn´ı celek, d´ale je tedy tˇreba odstranit r´am, kter´y panel zpevˇnuje a drˇz´ı pohromadˇe. Pot´e jsem odˇsrouboval zadn´ı kryt. Na tomto krytu se nach´az´ı b´ıl´a odrazov´a vrstva a tak´e svˇetlovodn´a deska, slouˇz´ıc´ı pro rozvod svˇetla z podsv´ıcen´ı. Obˇe pro naˇse pouˇzit´ı nepotˇrebujeme. D´ale se nach´az´ı uˇz pouze podsv´ıcen´ı, a to ve formˇe trubic ˇci p´asku s LED diodami. Jejich odstranˇen´ı je tak´e jednoduch´e. Jedin´e co m˚uˇze pˇredstavovat probl´em, je ploˇsn´y spoj s ovl´adac´ı elektronikou, vych´azej´ıc´ı z vrchn´ı strany monitoru a um´ıstˇen´y na zadn´ım krytu panelu. Panel bude tˇreba otoˇcit a toto otoˇcen´ı potom korigovat otoˇcen´ım obrazu v PC. Jeho pˇripojen´ı je naˇstˇest´ı ohebn´e a pˇrek´aˇzet n´am tedy nebude. Modul s vstupy/v´ystupy a zdroj se vˇetˇsinou nach´az´ı na zadn´ım krytu monitoru a je pˇripojen´e

”flex“ kabelem. M˚uˇzeme je tedy bez probl´emu odmontovat a pouˇz´ıt.

4.2 Pouˇzit´y projektor

U projektoru n´as zaj´ımaj´ı hlavnˇe jeho optick´e a svˇeteln´e vlastnosti jako svˇeteln´y tok, kontrast, min. zaostˇrovac´ı vzd´alenost atd.

K dispozici m´am projektor Acer PD527W [10].

Projektor m´a nejmenˇs´ı velikost projekˇcn´ı plochy 62,5cm, a to odpov´ıd´a pˇribliˇznˇe 24,6“. Pokud bychom tedy mˇeli k dispozici panel v t´eto velikosti a projektor um´ıstili 1,2m od panelu, nebylo by nutn´e pouˇz´ıt optick´e ˇcleny pro ´upravu obrazu z projektoru.

Takto vˇsak nebude vyˇreˇsen probl´em s oslnˇen´ım a celek by byl tak´e pomˇernˇe rozmˇern´y. Nav´ıc monitor s poˇzadovan´ym rozliˇsen´ım v t´eto velikosti neexistuje. Pokud by mˇel

pro-4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 15

Tab. 4: Parametry projektoru Acer PD527W [10] Nativn´ı rozliˇsen´ı 1024x768 bod˚u

Maxim´aln´ı rozliˇsen´ı 1280x1024 bod˚u (interpolovan´e) Svˇeteln´y tok 3000 ANSI lumen˚u

Poˇcet barev 16,7 mili´on˚u barev

Kontrast 2000:1

Projekˇcn´ı vzd´alenost 1,2m aˇz 12,02m Velikost projekˇcn´ı plochy 0,625m aˇz 7,62m

Hmotnost 2,7 kg

Rozmˇery 283x256x104mm

Vstupy VGA, DVI, S-Video, RCA, RJ-45, USB,

RS-232, 3.5“ Audio jack

Obr. 16: Projektor Acer PD527W [11]

jektor menˇs´ı rozliˇsen´ı neˇz panel, doch´azelo by k pronik´an´ı svˇetla do okoln´ıch bod˚u a tedy nejsp´ıˇse i k rozmaz´an´ı obrazu.

4.3 Optick´a soustava

Hlavn´ım parametrem pˇri v´ybˇeru optick´e soustavy je zaostˇrovac´ı vzd´alenost projektoru a jeho samotn´a vzd´alenost od panelu. Podle toho navrhnu a vyberu soustavu.

Dalˇs´ım probl´emem, kter´y je tˇreba vyˇreˇsit, je oslnˇen´ı, zp˚usoben´e pˇr´ım´ym nam´ıˇren´ım svˇetla z projektoru na LCD panel a tedy na pozorovatele.

Pro sn´ıˇzen´ı oslnˇen´ı se nab´ız´ı pouˇzit´ı speci´alnˇe upraven´e ˇcoˇcky nebo pˇr´ıpadnˇe ˇsed´eho filtru, ten ale v´yraznˇe sn´ıˇz´ı jas.

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 16

Nejdˇr´ıve jsem vyzkouˇsel r˚uzn´e ˇcoˇcky ke zmˇenˇe ohniskov´e vzd´alenosti, bohuˇzel zp˚usobovaly velk´e geometrick´e zkreslen´ı obrazu, rozhodl jsem se je tedy nepouˇz´ıt.

D´ale jsem vyzkouˇsel Fresnelovu ˇcoˇcku, um´ıstˇenou tˇesnˇe za panelem. Ta jiˇz geometrick´e zkreslen´ı nezp˚usobovala, ale projevil jin´y probl´em. Jak je vidˇet na obr. 17, na panelu jsem pozoroval rozdvojen´y obraz. Ten je zp˚usoben´y t´ım, ˇze se obraz z projektoru zobrazil nejen na panelu, ale i na ˇcoˇcce. Displej by se dal takto pouˇz´ıt pouze pokud by se od nˇej pozorovatel nach´azel v dostateˇcn´e vzd´alenosti a d´ıval se na nˇej zpˇr´ıma. Pouˇzit´ı ˇcoˇcky jsem tedy v tuto chv´ıli neshledal za vhodn´e. Projektor byl um´ıstˇen do vzd´alenosti, ve kter´e se podaˇrilo zaostˇrit bez pomoci dalˇs´ı ˇcoˇcky. V´yrobcem uv´adˇen´a min. zobrazovac´ı vzd´alenost se uk´azala jako nadhodnocen´a, projektor byl schopen zaostˇrit i na vzd´alenost kratˇs´ı.

Obr. 17: Uk´azka rozdvojen´ı obrazu pˇri pouˇzit´ı Fresnelovy ˇcoˇcky

Nakonec jsem se rozhodl vyzkouˇset rozptylovou vrstvu z podsv´ıcen´ı panelu. Ta se uk´azala jako nejpraktiˇctˇejˇs´ı, protoˇze je tenk´a, lze ji um´ıstit pˇr´ımo na panel a nezp˚usobuje rozdvojen´ı obrazu. Nav´ıc dobˇre rozprostˇrela svˇetlo a z´aroveˇn velmi potlaˇcila efekt oslnˇen´ı pˇri pohledu do ˇcoˇcky projektoru.

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 17

4.4 N´avrh sestavy

Na mechanick´y n´avrh m´ame nˇekolik poˇzadavk˚u: a) Promˇenn´a vzd´alenost projektoru a panelu

b) Upraviteln´a v´yˇska a sklon projektoru, tak abychom mohli obraz pˇresnˇe nastavit na panel

c) Potˇrebujeme, aby se cel´a sestava dala jednoduˇse rozebrat a tak´e rychle znovu sestavit d) Mus´ı b´yt dostateˇcnˇe pevn´a a stabiln´ı, nav´ıc mus´ı j´ıt jemnˇe dostavovat kv˚uli n´arok˚um

na velmi pˇresn´e seˇr´ızen´ı obrazu projektoru a panelu. Nakonec byly pouˇzity tyto komponenty:

a) Kovov´e liˇziny a dˇrevˇen´e desky

- slouˇz´ı jako z´aklad konstrukce a budou slouˇzit nastaven´ı vzd´alenosti mezi panelem a projektorem

b) Chladic´ı podloˇzka pod notebook

- podloˇzka bude slouˇzit pro nastaven´ı v´yˇsky a sklonu projektoru, z´aroveˇn napom´ah´a jeho chlazen´ı

c) Kryty monitoru

- poslouˇz´ı jako z´akladna panelu, prostor a kryt elektroniky a zpevnˇen´ı panelu Nastaven´ı vzd´alenost projektoru a panelu jsem vyˇreˇsil pevn´ym um´ıstˇen´ım panelu na desce, kter´a nav´ıc v oblasti pod projektorem m´a vyˇr´ıznutou dr´aˇzku. Po uvolnˇen´ı kˇr´ıdlov´ych matek m˚uˇzeme chlad´ıc´ı podloˇzku posunovat. ˇSrouby jsou pevn´e.

Pro toto ˇreˇsen´ı jsem se rozhodl kv˚uli jednoduchosti, a tomu, ˇze nen´ı potˇreba velk´y rozsah vzd´alenosti, ale sp´ıˇse jemn´e dolad’ov´an´ı.

Nastaven´ı v´yˇsky a sklonu projektoru je ˇreˇseno pomoc´ı podloˇzky pod notebook. Ta samotn´a umoˇzˇnuje nˇekolik nastaven´ı sklonu, pro naˇse ´uˇcely to ale nestaˇc´ı. Pro nastaven´ı v´yˇsky a hlavnˇe jemn´e dostavov´an´ı jsem pouˇzil 4 ˇsrouby s kˇr´ıdlov´ymi matkami. Projektor je zajiˇstˇen dvˇema plastov´ymi zar´aˇzkami.

Panel samotn´y je zasazen do kovov´eho zadn´ıho krytu monitoru, kter´y je pevnˇe upevnˇen k desce a liˇzin´am. Panel je upevnˇen pomoc´ı 2 kovov´ych vzpˇer a zpevnˇen pˇredn´ım plastov´ym krytem monitoru. Kryt z´aroveˇn slouˇz´ı k uloˇzen´ı elektroniky a tlaˇc´ıtek. K ochranˇe pˇred prachem, poˇskozen´ım elektroniky a tak´e ochranˇe proti ´urazu elektrick´ym proudem je kryt plechem.

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 18

Obr. 18: N´aˇcrtek soustavy

Obr. 19: Kompletn´ı sestava

4.5 Kompenzace rovnomˇernosti podsv´ıcen´ı testovac´ıho panelu

Z teorie [5] v´ım, ˇze ke zlepˇsen´ı lze pouˇz´ıt Fresnelovu ˇcoˇcku, kter´a jak jsem prakticky zjistil, zase pˇr´ın´aˇs´ı jin´e probl´emy. Praticky jsem tak´e zjistil, ˇze k lepˇs´ı rovnomˇernosti lze vyuˇz´ıt rozvodnou vrstvu z podsv´ıcen´ı pouˇzit´eho monitoru. Nakonec jsem se rozhodl pouˇz´ıt jen tu a ˇcoˇcku zat´ım nevyuˇz´ıt, coˇz mˇelo negativn´ı vliv na rovnomˇernosti projevilo.

Z obr´azk˚u 30 aˇz 37 v kapitole mˇeˇren´ı rovnomˇernosti je vidˇet, ˇze nejv´ıce rovnomˇernost zlepˇsuje svˇetlovodn´a vrstva z monitoru. Velk´y vliv m´a tak´e Fresnelova ˇcoˇcka. S tou se ale poj´ı nˇekolik omezen´ı. Kromˇe probl´emu s rozdvojen´ım obrazu, zm´ınˇen´ym v kapitole s konstrukc´ı je to omezen´ı velikosti obrazu, nebot’ je ˇcoˇcka menˇs´ı neˇz pouˇzit´y panel. Kv˚uli tomu bylo nutn´e pouˇz´ıt rozliˇsen´ı 1024x768 s mapov´an´ım 1:1, obraz tedy nevyuˇz´ıv´a celou plochu panelu. Dalˇs´ım neˇz´adouc´ım efektem je moir´e6 _{a m´ırn´e rozmaz´an´ı obrazu.}

6

Moir´e je neˇz´adouc´ı (ruˇsiv´y) efekt, kter´y vznik´a pˇri pˇrekr´yv´an´ı dvou mˇr´ıˇzek. Typick´ym pˇr´ıkladem vzniku moir´e je pˇri sn´ım´an´ı kostkovan´e koˇsile televizn´ı kamerou. V tomto pˇr´ıpadˇe rastru pouˇzit´eho panelu a kruhov´ych v´ybrus˚u ve Fresnelovˇe ˇcoˇcce.

4 N ´AVRH A REALIZACE DEMONSTRA ˇCN´IHO DISPLEJE 19

Z hardwarov´eho hlediska by pro sn´ıˇzen´ı jasu ve stˇredu obrazu ˇsel pouˇz´ıt napˇr. ˇsed´y filtr. Ten by ale sn´ıˇzil jas po cel´e ploˇse panelu a rovnomˇernost by se nezmˇenila. Jsem tak´e omezen svˇetelnou propustnost´ı panelu a v´ykonem projektoru, rozhodl jsem se ho tedy zat´ım nevyuˇz´ıt.

Moˇznosti kompenzace jsou dvˇe:

a) Hardwarov´a, kde by se pouˇzil napˇr. fitr nebo st´ın´ıtko, kter´y by sniˇzoval jas v urˇcit´ych ˇ

c´astech obrazu. V displeji Bangor je pouˇzit ˇsed´y filtr. Filtr jsem zavrhl. Sn´ıˇzil oslnˇen´ı, ale z´aroveˇn rovnomˇernˇe sn´ıˇzil i jas po cel´e ploˇse displeje. Neˇreˇsil by tedy probl´em s nerovnomˇernost´ı.

b) Softwarov´a, kdy se ke kompenzaci pouˇzije informace o nerovnomˇernosti napˇr. zmˇeˇren´ım pomoc´ı optick´e sondy. Vytvoˇr´ı se tak mapa rovnomˇernosti, kter´a se pot´e invertuje a aplikuje na vstupn´ı obraz. V m´ıstech s vyˇsˇs´ım jasem se jas sn´ıˇz´ı na ´uroveˇn jasu tmavˇs´ıch m´ıst a t´ım se uniformita zlepˇs´ı. Nev´yhodou je to, ˇze ˇc´ım vˇetˇs´ı rozd´ıly jasu v obrazu budou, t´ım v´ıce se zmenˇs´ı max. jas, a d´ıky tomu i kontrast.

V´yrobci monitor˚u vyuˇz´ıvaj´ı vlastn´ı technologie pro kompenzaci rovnomˇernosti podsv´ıcen´ı, napˇr. v pˇr´ıpadˇe v´yrobce EIZO se tato technologie jmenuje DUE [23], kter´a kompenzuje nejen rovnomˇernost jasu, ale tak´e odchylky barevn´e teploty a gamma korekce.

4.5.1 Pouˇzit´ı st´ın´ıtka a r˚uzn´ych nastaven´ı kompenzace

Protoˇze jsem ani po softwarov´e kompenzaci nebyl s v´ysledkem spokojen, rozhodl jsem se pouˇz´ıt st´ın´ıtko ke sn´ıˇzen´ı jasu v urˇcit´e ˇc´asti obrazu. Nev´yhodou je to, ˇze jas ˇc´asti obrazu je totiˇz velmi z´avisl´y na ´uhlu pohledu pozorovatele. Pˇredpokl´ad´am, ˇze se na displej bude pozorovatel d´ıvat zpˇr´ıma.

5 POPIS OVL ´AD ´AN´I A SOFTWAROV ´E ZPRACOV ´AN´I 20

5

Popis ovl´

ad´

an´ı a softwarov´

e zpracov´

an´ı

V t´eto kapitole se zamˇeˇr´ım na popis ovl´ad´an´ı a zpracov´an´ı obrazu pro zobrazen´ı na pokusn´em dipleji.

5.1 Zpracov´an´ı HDR obrazu pro zobrazen´ı

Pro ovl´ad´an´ı postaˇc´ı jak´ykoliv poˇc´ıtaˇc, s analogov´ym v´ystupem VGA a jedn´ım di-git´aln´ım obrazov´ym v´ystupem pro pˇripojen´ı LCD a projektoru. Pro zpracov´an´ı pouˇz´ıv´am prostˇred´ı MATLAB. K otev´ır´an´ı soubor˚u .EXR je vyuˇzito HDRi Tools [12]. Zpracov´an´ı je zaloˇzeno na postupu uveden´em v pr´aci k displeji Bangor [6].

Poˇzadvky na skript pro zpracov´an´ı obr´azk˚u:

a) Zpracovat vˇsechny bˇeˇzn´e pouˇz´ıvan´e form´aty obr´azk˚u, a to jak s HDR tak s mal´ym dynamick´ym rozsahem LDR, napˇr .jpg

b) Pˇreklopen´ı obrazu pro projektor i panel

c) Jednoduch´y a jeho v´ystupem 2 obr´azky pro zobrazen´ı na projektoru a na panelu Zpracov´an´ı zaˇc´ın´a naˇcten´ım obr´azku pomoc´ı dialogu. Pˇri naˇcten´ı se obraz naˇcte jako 3 matice hodnot bod˚u pro z´akladn´ı barvy RGB. Pot´e se detekuje, zda je obr´azek LDR ˇci HDR. Dalˇs´ım krokem je voliteln´a zmˇena velikosti obrazu, testovac´ı displej m´a rozliˇsen´ı 1024x768 a je tedy vhodn´e pouˇz´ıt zmenˇsen´ı na tento rozmˇer7. N´asleduje pouˇzit´ı odmoc-niny. Na tomto m´ıstˇe se zpracov´an´ı rozdˇeluje na ˇc´ast zpracov´avaj´ıc´ı obraz pro panel a pro projektor.

Pro panel nutn´e simulovat rozmaz´an´ı obrazu projektoru. Stejnˇe jako u displeje Bangor jsem se rozhodl vyuˇz´ıt funkci pro Gaussovsk´e rozmaz´an´ı. V dalˇs´ım kroku se p˚uvodn´ı obraz podˇel´ı s obrazem rozmazan´ym. Pot´e doch´az´ı k ´upravˇe rozsah˚u pro to, aby se spr´avnˇe aplikovala kalibrace, kter´a je definov´ana pro hodnoty 0-255. D´ale se aplikuje kalibrace a volitelnˇe otoˇcen´ı obrazu. Posledn´ım krokem je z´apis obrazu do souboru.

Zpracov´an´ı obrazu je pro projektor je jednoduˇsˇs´ı, nebot’ doch´az´ı pouze k ´upravˇe roz-sah˚u a kalibraci. Volitelnˇe lze obraz pˇrev´est do ˇsedot´onov´e ˇsk´aly a tak´e otoˇcit obraz. Posledn´ım krokem je z´apis obrazu do souboru.

Pro projektor je vhodn´e pouˇz´ıt ˇcernob´ıl´y obraz, abychom vyuˇzili vˇetˇs´ı rozsah jasu projektoru.

7_{Zpracov´an´ı je n´aroˇcn´e na v´ypoˇcetn´ı v´ykon, pamˇet’ a tak´e trv´a dlouhou dobu. Pro zmenˇsen´ı n´arok˚u a}

5 POPIS OVL ´AD ´AN´I A SOFTWAROV ´E ZPRACOV ´AN´I 21

Obr. 21: Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı obr´azku v prostˇred´ı MATLAB

Kalibrace prob´ıh´a tak, ˇze se kalibraˇcn´ı kˇrivkou pron´asob´ı obraz a t´ım dojde k linearizaci jasu. Kalibraˇcn´ı kˇrivka byla z´ısk´ana tak, ˇze jsem nejprve invertoval kˇrivku zmˇeˇren´ych hod-not pˇrevodn´ı chrarakteristiky a pot´e vytvoˇril soustavu tˇr´ı exponenci´al a pˇr´ımky, kter´ymi jsem ji proloˇzil. Poˇc´ateˇcn´ı hodnoty byly urˇceny metodou nejmenˇs´ıch ˇctverc˚u, pot´e jiˇz ´

upravy prob´ıhaly experiment´alnˇe. Na obr.22 a obr.23 jsou ˇcerven´ymi body vyznaˇceny zmˇeˇren´e a invertovan´e pˇrenosov´e chrarakteristiky, pˇreruˇsovanou ˇcarou pomocn´e kˇrivky a plnou modrou ˇcarou potom v´ysledn´a kalibraˇcn´ı kˇrivka.

5 POPIS OVL ´AD ´AN´I A SOFTWAROV ´E ZPRACOV ´AN´I 22

Obr. 22: Kalibraˇcn´ı kˇrivka pro LCD Obr. 23: Kalibraˇcn´ı kˇrivka pro projektor

5.2 Kompenzace rovnomˇernosti podsv´ıcen´ı

Skript pro kompenzaci rovnomˇernosti jsem rozhodl napsat jako samostatn´y k´od, a to zejm´ena z d˚uvodu n´aroˇcnosti zpracov´an´ı obrazu hlavnˇe na operaˇcn´ı pamˇet’ a tak´e rychlost testov´an´ı. V´yhodou je tak´e univerz´alnost pouˇzit´ı, kdy jde kompenzace pouˇz´ıt na jak´ykoliv obr´azek, at’ jiˇz zpracovan´y pˇredchoz´ım skriptem ˇci z jin´eho zdroje.

Zpracov´an´ı prob´ıh´a nejprve naˇcten´ım vstupn´ıho a kompenzaˇcn´ıho obr´azku. Je nutn´e aby kompenzaˇcn´ı obr´azek byl ve ˇsk´ale ˇsed´e, protoˇze j´ım chci upravovat pouze jas vstupn´ıho obr´azku, ne barevn´e sloˇzky. Dalˇs´ı ˇc´ast programu invertuje kompenzaˇcn´ı obr´azek a vytv´aˇr´ı t´ım jasovou mapu, kterou se pron´asob´ı vstupn´ı (kompenzovan´y) obr´azek. Volitelnˇe je moˇzn´e v tomto kroku nastavit s´ılu (m´ıru) kompenzace jakou bude kompenzace na obraz aplikov´ana.

Probl´emem, kter´y mus´ıme vyˇreˇsit u vstupn´ıho obrazu je to, ˇze kompenzaˇcn´ı obr´azek je v rozliˇsen´ı 1024x768 a pomˇeru stran 4:3. Obraz, kter´y ale chceme zobrazovat na displeji, m˚uˇze m´ıt r˚uzn´a rozliˇsen´ı a pomˇery stran. Dalˇs´ı ˇc´ast skriptu se star´a o to, aby byl vstupn´ı obraz byl pˇreveden do pˇr´ısluˇsn´eho rozliˇsen´ı a pˇrid´any ˇcern´e pruhy k vyplnˇen´ı obrazu do pomˇeru stran 4:3. Pokud by nebylo toto provedeno, mohl by se vstupn´ı obraz deformovat nebo by nebyla kompenzace aplikov´ana na spr´avn´e ˇc´asti vstupn´ıho obrazu.

Posledn´ım krokem je jiˇz samotn´a kompenzace a pot´e vygenerov´an´ı a z´apis v´ysledn´eho kompenzovan´eho obrazu do souboru.

5 POPIS OVL ´AD ´AN´I A SOFTWAROV ´E ZPRACOV ´AN´I 23

6 M ˇE ˇREN´I 24

6

Mˇ

eˇ

ren´ı

V t´eto kapitole se zamˇeˇr´ım na zmˇeˇren´ı nˇekolika z´akladn´ıch parametr˚u testovac´ıho displeje a nakonec ho porovn´am s jiˇz existuj´ıc´ımi ˇreˇsen´ımi.

6.1 Mˇeˇren´ı pˇrevodn´ı charakteristiky

Pˇrevodn´ı charakteristika je z´avislost jasu displeje na jeho buzen´ı. Pokud kˇrivka pˇrevodn´ı charakteristiky nen´ı line´arn´ı, znamen´a to, ˇze i pˇri line´arn´ım buzen´ı neporoste jas displeje line´arnˇe a bude doch´azet k nerovnomˇern´ym zmˇen´am v jasu. U bˇeˇzn´ych displej˚u se lineari-zace ˇreˇs´ı gama korekc´ı. Pˇrevodn´ı charakteristika slouˇz´ı k linearizaci displeje a bude pouˇzita pˇri zpracov´an´ı obrazu v prostˇred´ı MATLAB.

6.1.1 Podm´ınky mˇeˇren´ı

Mˇeˇren´ı bylo provedeno v zatemnˇen´e m´ıstnosti, kde kromˇe notebooku, na kter´em byly zapisov´any hodnoty, nebyl kromˇe projektoru jin´y zdroj svˇetla. Luxmetr byl um´ıstˇen pˇribliˇznˇe ve stˇredu obrazovky a jeho pozice se bˇehem mˇeˇren´ı nemˇenila. Na panelu byla pouˇzita pouze rozptylov´a vrstva.

6.1.2 Pouˇzit´e mˇeˇric´ı pˇr´ıstroje

K mˇeˇren´ı byl pouˇzit luxmetr 0 to 200,000 Lux Meter od firmy INS. Tab. 5: Parametry pouˇzit´eho luxmetru [15] Rozliˇsen´ı 1 lx na rozsahu 0 – 2000 lx

10 lx na rozsahu 2000 – 20 000 lx 100 lx na rozsahu 20 000 – 200 000 lx

Rozsah 0 – 200 000 lx

Pˇresnost +-2%, +-1 digit

Vzorkovac´ı doba 0.3 sec

Nap´ajen´ı 1x 9V baterie

6.1.3 Namˇeˇren´e v´ysledky, graf a z´avˇer

V tomto mˇeˇren´ı nejde o absolutn´ı namˇeˇren´e hodnoty, ale charakteristiku jako takovou. Nen´ı tedy tˇreda pˇrev´adˇet intenzitu osvˇetlen´ı na jas, nebot’ by se jednalo pouze o ´upravu konstantou a tvar charakteristiky by se nezmˇenil.

6 M ˇE ˇREN´I 25

Tab. 6: Pˇrenosov´e charakteristiky

Digit´aln´ı hodnota jasu obrazov´eho bodu projektoru (0-255)

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 Intenzita osvˇetlen´ı

LCD [lux] 2 2 5 11 26 50 81 111 135 167 212 258 312 378 465 562 629 637 Intenzita osvˇetlen´ı

projektoru [lux] 0 1 2 3 6 11 17 25 36 49 75 118 182 253 371 527 619 637 *hodnoty v tabulce ud´avaj´ı intenzitu osvˇetlen´ı zmˇeˇrenou na pokusn´em displeji pro r˚uzn´e hodnoty buzen´ı projektoru a LCD displeje

Obr. 25: Graf pˇrevodn´ıch charakteristik HDR displeje

Charakteristika by se dala linearizovat napˇr. tak, ˇze by se pron´asobila rovnic´ı z´ıskanou napˇr. metodou nejmenˇs´ıch ˇctverc˚u. Dalˇs´ı moˇznost´ı je vytvoˇrit kalibraci v prostˇred´ı MATLAB, kde by se urˇcit´e hodnotˇe jasu obr´azku urˇcila hodnota jasu projektoru a panelu.

Namˇeˇren´e charakteristiky opov´ıdaj´ı pr˚uhlednosti panelu a intenzitˇe projektoru a pouˇziji je pro kalibraci panelu pˇri zpracov´an´ı v programu MATLAB.

6 M ˇE ˇREN´I 26

6.2 Mˇeˇren´ı jasu a kontrastu

K mˇeˇren´ı kontrastu byla pouˇzita sonda i1Pro od firmy X-rite [16], lux metr pouˇzit´y v pˇredchoz´ım mˇeˇren´ı by nebyl vhodn´y, protoˇze nen´ı dostateˇcnˇe citliv´y pro mˇeˇren´ı jasu ˇcern´e barvy.

Mˇeˇril jsem oddˇelenˇe jas ˇcern´e a b´ıl´e barvy. Hodnota kontrastu se pot´e z´ısk´a vydˇelen´ım. V dalˇs´ıch mˇeˇren´ıch jsem se zamˇeˇril na to, jak se mˇenil jas a dynamick´y rozsah pˇri r˚uzn´ych konfigurac´ıch panelu (tj. samotn´y panel; panel a vrstva; panel, vrstva a ˇcoˇcka; panel, vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko; kompenzace). Mˇeˇril jsem ve stˇredu panelu.

Tab. 7: Porovn´an´ı jasu a kontrastu

jas ˇcern´e [cd/m2] jas b´ıl´e [cd/m2] Kontrast [:1]

samotn´y panel 0,004 187,1 46776,75

panel a vrstva 0,004 456,9 114219,5

panel, vrstva a ˇcoˇcka 0,005 95 23766,75

panel, vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko 0,011 15,2 3040

kompenzace 0,011 4,1 372,7

6.3 Mˇeˇren´ı rovnomˇernosti jasu

Jeden z nejvˇetˇs´ıch probl´em˚u pokusn´eho displeje se uk´azala b´yt nerovnomˇernost posv´ıcen´ı. Ta se obvykle vyskytuje i u bˇeˇzn´ych LCD monitor˚u. V´yrobci maj´ı r˚uzn´e n´aroky na kvalitu a cenu, pouˇz´ıvaj´ı tedy r˚uznˇe kvalitn´ı panely a r˚uznou kontrolu v´ystupn´ı kvality. U levn´ych monitor˚u m˚uˇze b´yt homogenita podsv´ıcen´ı probl´em. U testovac´ıho displeje jsem posv´ıcen´ı odstranil, a to tedy probl´em nep˚usob´ı. T´ım, ˇze nam´ısto nˇeho pouˇz´ıv´am projektor, mus´ım vyˇreˇsit podstatnˇe z´avaˇznˇejˇs´ı probl´em s nerovnomˇernost´ı.

6.3.1 Mˇeˇren´ı pomoc´ı sondy

K mˇeˇren´ı byla stejnˇe jako v pˇr´ıpadˇe mˇeˇren´ı jasu a kontrastu pouˇzita sonda i1Pro od firmy X-rite [16] a software hcfr [20]. Pro mˇeˇren´ı jsem vygeneroval dvˇe ˇsachovnice o rozmˇerech 4x4 (obr. 27 a 26). Dvˇe ˇsachovnice jsem zvolil tak, aby pˇri mˇeˇren´ı jasu v urˇcit´e oblasti mˇeˇren´ı, nebyl v´ysledek ovlivnˇen jasem sousedn´ıch oblast´ı.

Jas jednotliv´ych m´ıstech v procentech se urˇc´ı podle vztahu: Pi =

∆Li

Lav

6 M ˇE ˇREN´I 27

kde ∆Li je odchylka od pr˚umˇern´eho jasu vypoˇc´ıtan´a podle vztahu (2). Pr˚umˇern´y jas se

vypoˇcte jako aritmetick´y pr˚umˇer jasu ve vˇsech bodech obrazovky.

∆Li = Li− Lav (2)

Obr. 26: Uk´azka ˇsachovnice Obr. 27: Uk´azka ˇsachovnice

Tab. 8: Rovnomˇernost jasu pro panel Jas [cd/m2]

17,42 20,56 17,5 10,12 35,86 70,21 55,39 23,69 95,29 493,89 521,61 58,44 280,37 4846,14 3040,58 121,45

Pr˚umˇern´y jas 606,78

Rovnomˇernost [%]

-97,13 -96,61 -97,12 -98,33 -94,09 -88,43 -90,87 -96,10 -84,30 -18,61 -14,04 -90,37 -53,79 698,66 401,10 -79,98

Tab. 9: Rovnomˇernost jasu pro panel a vrstvu Jas [cd/m2_]

94,95 99,43 98,2 54,87 163,47 194,07 245,48 154,48 243,02 715,46 833,15 237,96 549,18 1854,61 1896,19 487,03 Pr˚umˇern´y jas 606,78

Rovnomˇernost [%]

-80,82 -79,92 -80,17 -88,92 -66,98 -60,80 -50,42 -68,80 -50,91 44,51 68,28 -51,94 10,92 274,60 282,99 -1,63

6 M ˇE ˇREN´I 28

Tab. 10: Rovnomˇernost jasu pro panel, vrstvu a ˇcoˇcku Jas [cd/m2]

27,46 599,03 404,44 21,73 21,64 95,24 104,77 23 31,39 25,52 25,19 31,94 90,35 57,3 62,74 62,51 Pr˚umˇern´y jas 606,78

Rovnomˇernost [%]

-73,91 469,07 284,21 -79,36 -79,44 -9,52 -0,47 -78,15 -70,18 -75,76 -76,07 -69,66 -14,17 -45,57 -40,40 -40,62

Tab. 11: Rovnomˇernost jasu pro panel, vrstvu, ˇcoˇcku a st´ın´ıtko Jas [cd/m2]

19,86 200,32 107,97 17,96 13,54 28,89 37,44 14,73 19,33 10,23 11,12 23,43 57,48 34,92 41,92 46,59 Pr˚umˇern´y jas 606,78

Rovnomˇernost[%]

-53,66 367,40 151,92 -58,09 -68,41 -32,59 -12,64 -65,63 -54,90 -76,13 -74,05 -45,33 34,12 -18,52 -2,19 8,71

Tab. 12: Rovnomˇernost jasu po kompenzaci Jas [cd/m2]

18,71 72,69 57,16 14,99 12,11 9,58 8,06 10,11 17,91 6,03 5,42 16,37 57,88 30,13 29,25 36,04 Pr˚umˇern´y jas 606,78

Rovnomˇernost [%]

-25,61 189,00 127,25 -40,40 -51,85 -61,91 -67,96 -59,81 -28,79 -76,03 -78,45 -34,92 130,12 19,79 16,29 43,29

*jasy v tabulk´ach jsou uvedeny v cd/m2 a rovnomˇernost v procentech

V mˇeˇren´ı je vidˇet, ˇze i kdyˇz se s kaˇzdou ´upravou zlepˇsovala rovnomˇernost, z´aroveˇn klesal maxim´aln´ı jas a tak´e dynamick´y rozsah. Namˇeˇren´e hodnoty (hlavnˇe se st´ın´ıtkem) byly velice n´ızk´e

6.3.2 Mˇeˇren´ı pomoc´ı fotoapar´atu

Vzledem k tomu, ˇze pˇri mˇeˇren´ı pomoc´ı sondy doch´azelo nejsp´ıˇse k systematick´e chybˇe, pokusil jsem se vyuˇz´ıt fotoapar´at, um´ıstˇen´y pˇribliˇznˇe v podobn´e vzd´alenosti, jakou pˇredpokl´ad´am u pozorovatele. Tzn. pˇr´ım´y pohled a vzd´alenost pˇribliˇznˇe 1 metr. T´ım se omez´ı chyba zp˚usoben´a nerovnomˇernost´ı objektivu a z´aroveˇn by rovnomˇernost jasu mˇela l´epe odpov´ıdat tomu, co uvid´ı pozorovatel.

6 M ˇE ˇREN´I 29

Na dipleji byla zobrazena b´ıl´a plocha a fotografie byly poˇr´ızeny digit´aln´ı zrcadlov-kou Canon 600D. Pro lepˇs´ı pˇredstavu jsem v pomoc´ı MATLABu vygeneroval graf rov-nomˇernosti, kter´y barevnˇe ilustruje rozd´ıly jasu. K tomu byly pouˇzity fotografie v raw form´atu, kter´e byly pomoc´ı programu dcraw [21] pˇrevedeny do form´atu TIFF. T´ımto se zabr´anilo chybˇe, kter´a by vznikla linearizac´ı jasu pˇri pˇrevodu do bˇeˇzn´ych form´at˚u jako jpg, png apod. Jedin´ymi ´upravami byly narovn´an´ı a oˇr´ıznut´ı.

Obr. 28: Canon EOS 600D [17]

Tab. 13: Parametry digit´aln´ı zrcadlovky Canon EOS 600D [17]

Rozliˇsen´ı 18Mpix

Typ a velikost sn´ımaˇce CMOS, 22.3 x 14.9 mm Obrazov´y procesor DIGIC 4, 14b zpracov´an´ı Rychlost z´avˇerky 30–1/4000s

ISO 100 aˇz 6 400

Displej 3”, 3:2 , 1 040 000 bod˚u

Objektiv 18-135 IS STM 3.5-5.6

Pouˇzit´e nastaven´ı fotoapar´atu: • ISO 100

• clona F10 • ˇcas 1/5

• vyv´aˇzen´ı b´ıl´e - flash

6 M ˇE ˇREN´I 30

Obr. 29: Schematick´e zn´azornˇen´ı mˇeˇren´ı pomoc´ı fotoapar´atu

Obr. 30: Pouze panel Obr. 31: Graf pro panel

6 M ˇE ˇREN´I 31

Obr. 34: Panel s Fresnelovu ˇcoˇcku Obr. 35: Graf pro Fresnelvu ˇcoˇcku

Obr. 36: Panel s Fresnelovu ˇcoˇcku a rozvodnou vrstvu

Obr. 37: Graf pro ˇcoˇcku a rozvodnou vrstvu

Rovnomˇernost po kompenzaci:

Kompenzaci jsem naprogramoval v prostˇred´ı MATLAB.

Jako mapa rovnomˇernosti poslouˇz´ı fotka, poˇr´ızen´a digit´aln´ı zrcadlovkou Canon EOS 600D (obr. 38), kter´a by pro tento ´uˇcel mˇela b´yt dostateˇcnˇe kvalitn´ı. V´ysledky by mohla ovlivnit vinˇetace, ta ale nemˇela vliv, nebot’ se jedn´a o v´yˇrez z fotografie a vinˇetace objektivu je zanedbateln´a8 . Pro fotoapar´at jsem se rozhodl z d˚uvodu toho, ˇze se snaˇz´ım metodiku pˇrizp˚usobit vn´ım´an´ı lidsk´eho oka. Pod´an´ı obrazu na testovac´ım dipleji je velmi ovlivnˇeno ´

uhlem a vzd´alenost´ı pozorov´an´ı a fotoapar´at tedy bude tohle hledisko reprezentovat l´epe. Lze pˇrepokl´adat, ˇze pokud by byl jas v jednotliv´ych bodech obrazovky namˇeˇren pˇresnˇe, doˇslo by m´ıstˇe nejvyˇsˇs´ıho jasu k t´emˇeˇr ´upln´e ztr´atˇe obrazov´e informace. Tento probl´em bude nejsp´ıˇse alespoˇn ˇc´asteˇcnˇe pˇretrv´avat i pˇri pouˇzit´em zp˚usobu a bude nejsp´ıˇse nutn´e vyzkouˇset r˚uzn´e nastaven´ı s´ıly kompenzace. D´ale lze pˇrepokl´adat, ˇze pokud bude projektor

8_{Podle mˇeˇren´ı na str´ank´ach}

6 M ˇE ˇREN´I 32

zapnut, bude vˇzdy na panelu jasn´e m´ısto, protoˇze projektor bude vˇzdy z´aˇrit z jednoho bodu.

Obr. 38: Kompenzace panelu 100% Obr. 39: Graf pro kompenzaci panelu 100%

Obr. 40: Rovomˇernost jasu po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka

Obr. 41: Graf po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka

Jak je vidˇet na obr´azc´ıch 40 a 41, rovnomˇernost jasu se po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka velmi zlepˇsila, i oslnˇen´ı pˇri pˇr´ım´em pohledu se velmi sn´ıˇzilo. Stejn´ym zp˚usobem jako v pˇredchoz´ım pˇr´ıpadˇe vyzkouˇs´ım jeˇstˇe nerovnomˇernost vykompenzovat softwarovˇe (obr. 42 a 43). Um´ıstˇen´ı i tvar st´ın´ıtka byl zjiˇstˇen experiment´alnˇe.

6 M ˇE ˇREN´I 33

Obr. 42: Kompenzace panelu 100% Obr. 43: Graf pro kompenzaci panelu 100% 6.3.3 Zhodnocen´ı kompenzace

Z pˇrechoz´ıch obr´azk˚u je vidˇet, ˇze nejlepˇs´ıch v´ysledk˚u bylo dosaˇzeno pˇri kompenzaci pomoc´ı panelu, a to konkr´etnˇe pokud jsem nesn´ıˇzil s´ılu kompenzace. Na obr´azc´ıch 44 aˇz 47 je vidˇet praktick´y pokrok, kter´y byl uˇcinˇen po pˇrid´an´ı Fresnelovy ˇcoˇcky, po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka, po kompenzaci a porovn´an´ı s p˚uvodn´ım obrazem. Nev´yhodou je sn´ıˇzen´ı jasu, viz tab.7 v kapitole mˇeˇren´ı jasu a konstrastu.

Obr. 44: Pouze rozvodn´a vrstva Obr. 45: Rozvodn´a vrstva a ˇcoˇcka

Obr. 46: Rozvodn´a vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko s kompenzac´ı

6 M ˇE ˇREN´I 34

Pro lepˇs´ı pˇredstavu jsem vyfotil displej v fotoapar´atem v reˇzimu HDR (obr. 48 aˇz 51). D´ıky tomu obraz l´epe odpov´ıd´a tomu, co vid´ı pozorovatel.

Obr. 48: Pouze rozvodn´a vrstva Obr. 49: Rozvodn´a vrstva a ˇcoˇcka

Obr. 50: Rozvodn´a vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko s kompenzac´ı

6 M ˇE ˇREN´I 35

6.4 Mˇeˇren´ı barevn´eho rozsahu

V pr´aci k dipleji Bangor autoˇri vyjmuli z projektoru barevn´e koleˇcko pro zv´yˇsen´ı jasu. To m´a ale negativn´ı vliv na barevn´y rozsah - gamut dipleje. U m´eho pokusn´eho dipleje z˚ustalo koleˇcko zachov´ano, ale pro zv´yˇsen´ı jasu jsem v MATLABu pˇrevedl obraz do ˇsk´aly ˇsedi. Mˇeˇren´ım se pokus´ım ovˇeˇrit jak´y vliv na gamut tato ´uprava m´a.

K mˇeˇren´ı byla opˇet pouˇzita sonda i1Pro od firmy X-rite [16] a software hcfr9 [20].

Obr. 52: Gamut displeje pˇri buzen´ı barevn´ym obrazem projektoru

Obr. 53: Gamut displeje pˇri buzen´ı ˇsedot´onov´ym obrazem projektoru Na obr´azc´ıch 52 a 53 se ukazuje zmenˇsen´ı gamutu, ale nikterak v´yrazn´e, aby to pˇr´ıliˇs viditelnˇe ovlivnilo kvalita obrazu. ˇCern´y troj´uheln´ık ukazuje standardn´ı sRGB gamut, pouˇz´ıvan´y na vˇetˇsinˇe displej˚u i projektor˚u, b´ıl´y ud´av´a rozsah zobrazen´y pokusn´ym diple-jem. Na grafu na obr.53 je vidˇet zmenˇsen´ı barevn´eho rozsahu a posun barev modr´e ˇc´asti spektra smˇerem k zelen´e.

6.5 Porovn´an´ı existuj´ıc´ıch displej˚u

Tab. 14: Porovn´an´ı displej˚u

BrightSide Bangor SIM2 Testovac´ı displej

jas ˇcern´e [cd/m2] 0 0,05 0 0,011

jas b´ıl´e [cd/m2] 4000 2,700 4000 4,1

kontrast [:1] 200000 54000 > 20000 372,72 Rozliˇsen´ı [bod˚u] 1920x1080 1024x768 1920x1080 1024x768

V tabulce je porovn´an´ı existuj´ıc´ıch diplej˚u s testovac´ım diplejem. Testovac´ı displej dos´ahl podstanˇe horˇs´ıch parametr˚u neˇz ostatn´ı displeje. Hlavn´ım d˚uvodem je zp˚usob 9_{hcfr je voln´y software urˇcen´y k mˇeˇren´ı a kalibraci. Umoˇzˇnuje napˇr. mˇeˇren´ı barevn´ych odchylek, gamma}

6 M ˇE ˇREN´I 36

mˇeˇren´ı, kter´y neodpov´ıd´a pozorov´an´ım a vznik´a pˇri nˇem tedy systematick´a chyba. Zmˇeˇren´y jas se i po ´uprav´ach konstrukce a kompenzaci v r˚uzn´ych m´ıstech panelu velmi liˇs´ı a max. jas s kaˇzdou ´upravou klesal.

Dalˇs´ımi faktory jsou niˇzˇs´ı v´ykon pouˇzit´eho projektoru a st´aˇr´ı jeho lampy. Pˇri prvotn´ıch mˇeˇren´ım v projektu 2 byl totiˇz zmˇeˇren vyˇsˇs´ı jas neˇz pˇri z´avˇereˇcn´ych mˇeˇren´ıch.

U existuj´ıc´ıch displej˚u nen´ı zn´ama metodika mˇeˇren´ı parametr˚u a porovn´an´ı tak nemus´ı b´yt odpov´ıdaj´ıc´ı. O rovnomˇernosti jasu se v´yrobci ˇci tv˚urci vˇetˇsinou v˚ubec nezmiˇnuj´ı.

7 UK ´AZKA TESTOVAC´ICH OBR ´AZK˚U NA POKUSN ´EM DISPLEJI 37

7

Uk´

azka testovac´ıch obr´

azk˚

u na pokusn´

em displeji

V t´eto kapitole vyzkouˇs´ım na pokusn´em displeji zobrazit, vyfotit a zhodnotit sadu obr´azk˚u. Obr´azky byly vyfoceny stejn´ym zp˚usobem, kter´y byl pouˇzit v kapitole Mˇeˇren´ı rovnomˇenosti jasu fotoapar´atem tedy digit´aln´ı zrcadlovkou Canon EOS 600D.

7.1 Obr´azek bez zpracov´an´ı

Na z´akladn´ı otestov´an´ı jsem vybral obr´azek, kter´y slouˇzil jako wallpaper. Na projektoru i panelu byl zobrazen naprosto stejn´y obr´azek bez jak´ykoliv ´uprav.

Obr. 54: P˚uvodn´ı obr´azek [13] Obr. 55: Obr´azek zobrazen´y na pokusn´em displeji

Na tomto testovac´ım obr´azku jsem ovˇeˇril funkci pokusn´eho displeje a tak´e na nˇem je dobˇre vidˇet nerovnomˇernost podsv´ıcen´ı, tuto nerovnomˇernost se pokus´ım kompenzovat napˇr. vytvoˇren´ım matice pro buzen´ı projektoru v MATLABu. K tomu bude tˇreba zmˇeˇrit jas v r˚uzn´ych m´ıstech obrazovky.

7.2 Zpracovan´y obr´azek HDR

Jako testovac´ı HDR obr´azek jsem vyuˇzil fotku ve form´atu exr jezera Peck Lake ze str´anek Marka Fairchida [14].

V MATLAB jsem pomoc´ı sv´eho skriptu vygeneroval obr´azek pro projektor (obr.57) a obr´azek pro panel (obr.58).

Na obr´azc´ıch 59 a 60 je zpracovan´y HDR obr´azek zobrazen´y na pokusn´em dipleji. Na obr. 60 je vidˇet, ˇze pokud pouˇziji pro projektor i panel barevn´e obr´azky, barevn´e pod´an´ı a rozsah se zlepˇs´ı. Rozd´ıl nen´ı drastick´y a jak´y je skuteˇcnˇe prozrad´ı aˇz mˇeˇren´ı sondou. Rozdvojen´y obraz v prav´e ˇc´asti je zp˚usoben Fresnelovou ˇcoˇckou.

7 UK ´AZKA TESTOVAC´ICH OBR ´AZK˚U NA POKUSN ´EM DISPLEJI 38

Obr. 56: P˚uvodn´ı obr´azek [14]

Obr. 57: Obr´azek pro projektor Obr. 58: Obr´azek pro LCD

Obr. 59: Obr´azek HDR zobrazen´y na pokusn´em displeji

Obr. 60: Obr´azek HDR zobrazen´y na pokusn´em displeji pˇri vyuˇz´ıt´ı barevn´eho

7 UK ´AZKA TESTOVAC´ICH OBR ´AZK˚U NA POKUSN ´EM DISPLEJI 39

7.3 Zpracovan´y obr´azek LDR

Jako posledn´ı jsem vyzkouˇsel zobrazen´ı LDR obr´azku, vyfocen´eho mobiln´ım telefonem.

Obr. 61: P˚uvodn´ı obr´azek Obr. 62: Obr´azek LDR zobrazen´y na pokusn´em displeji

Proti pˇredchoz´ım testovac´ım obr´azk˚u je na nˇem l´epe vidˇet v´yrazn´a zmˇena barevn´eho pod´an´ı proti p˚uvodn´ımu obr´azku.

8 Z ´AV ˇER 40

8

Z´

avˇ

er

Bakal´aˇrsk´a pr´ace je pokraˇcov´an´ı pˇredchoz´ıho projektu 2 a zamˇeˇril jsem se v n´ı hlavnˇe na vyˇreˇsen´ı probl´em˚u a nedostatk˚u testovac´ıho displeje.

V prvn´ı ˇc´asti jsem HDR popsal a uvedl jeho vyuˇzit´ı v r˚uzn´ych oblastech, napˇr. ve fotografi nebo poˇc´ıtaˇcov´ych hr´ach.

Ve druh´e ˇc´asti jsem uvedl moˇznosti realizace HDR displej˚u, napˇr. s podsv´ıcen´ım z matice LED a s podsv´ıcen´ım pomoc´ı projektoru. Z´aroveˇn jsem pˇredstavil z´astupce tˇechto diplej˚u jako je Bangor HDR displej a SIM2 HDR47E S 4K.

Dalˇs´ı ˇc´ast se zab´yv´a navrhem a realizac´ı pokusn´eho HDR dipleje s pouˇzit´ım dostupn´ych prostˇredk˚u. V r´amci t´eto kapitoly jsem displej postavil a ˇreˇsil r˚uzn´e kostrukˇcn´ı probl´emy. Kapitola 5 se zamˇeˇruje na softwarov´e zpracov´an´ı a popis ovl´ad´an´ı. V t´eto kapitole jsem v prostˇred´ı MATLAB napsal skript pro zpracov´an´ı obrazu, jeho kalibraci a d´ale tak´e kompenzaci rovnomˇernosti jasu.

V ˇsest´e kapitole jsem nafotil na pokusn´em displeji nˇekolik testovac´ıch obr´azk˚u. Posledn´ı kapitola obsahuje r˚uzn´a mˇeˇren´ı, kter´a jsem na displeji provedl, napˇr. jasu a kontrastu, pˇrevodn´ı charakteristiky, rovnomˇernosti jasu a barevn´eho rozsahu. V t´eto kapitole jsem tak´e porovnal vlastnosti testovac´ıho displeje s dˇr´ıve zm´ınˇen´ymi ˇreˇsen´ımi.

Testovac´ı displej bohuˇzel nedos´ahl porovnateln´ych parametr˚u jako jin´e jiˇz existuj´ıc´ı disleje. To bylo zp˚usobeno jistˇe nevhodnou testovac´ı metodikou, ale tak´e pouˇzit´ım m´enˇe kvalitn´ıch souˇc´astek. Vylepˇsit by je bylo moˇzn´e napˇr. pouˇz´ıt´ım lepˇs´ıho panelu s vyˇsˇs´ım dynamick´ym rozsahem nebo projektorem s vyˇsˇs´ım svˇeteln´ym v´ykonem.

Pˇri zpracov´an´ı t´eto bakal´aˇrsk´e pr´ace jsem doˇsel k z´avˇeru, ˇze konstrukce dipleje s podsv´ıcen´ım pomoc´ı LED diod by byla pravdˇepodobnˇe v´yhodnˇejˇs´ı. I pˇres nˇekter´e nev´yhody jako niˇzˇs´ı rozliˇsen´ı obrazu tvoˇren´eho podsv´ıcen´ım, sloˇzitˇejˇs´ı konstrukc´ı ve smyslu nutnosti pˇrid´an´ı dalˇs´ı ovl´adac´ı elektroniky pro podsv´ıcen´ı a nutnost´ı oddˇelen´ı diod pro r˚uzn´e sekce panelu, by se t´ımto z˚usobem dalo vyhnout mnoha probl´em˚um, na kter´e jsem narazil pˇri konstrukci testovac´ıho displeje. Panel s LED podsv´ıcen´ım napˇr. nevyˇzaduje ˇz´adn´e optick´e souˇc´asti, t´ım by se dalo vyhnout probl´em˚um s ostrost´ı obrazu a nerovnomˇernost´ı jasu. D´ale nen´ı tak citliv´y na mechanick´e nastaven´ı a jeho rozmˇery jsou menˇs´ı. Displej by tak mohl dosahoval lepˇs´ıch parametr˚u a lepˇs´ı subjektivn´ı kvality obrazu.

Poznatky z´ıskan´e v t´eto bakal´aˇrsk´e pr´aci je moˇzn´e vyuˇz´ıt napˇr. pro budouc´ı diplomovou pr´aci nebo popˇr´ıpadˇe pro dalˇs´ı studenty, kteˇr´ı by se rozhodli zpracovat podobn´y projekt.

SEZNAM OBR ´AZK˚U 41

Seznam obr´

azk˚

u

1 Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı . . . 3 2 Kr´atk´a expozice [1] . . . 4 3 Dlouh´a expozice [1] . . . 4 4 Sloˇzen´y obraz [1] . . . 4 5 Hern´ı sc´ena bez HDR . . . 5 6 Sc´ena s HDR . . . 5 7 Bangor HDR displej [6] . . . 7 8 Uk´azka konstrukce displeje DR37-P [18] . . . 8 9 Uniky svˇ´ etla [7] . . . 9 10 Sch´ema LED s reflektory [7] . . . 9 11 Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı obrazu v displeji SIM2 [8] . . . 9 12 Uk´azka zpracov´an´ı obrazu v displeji SIM2 [8] . . . 10 13 Bangor HDR displej [6] . . . 11 14 Sch´ema zpracov´an´ı obrazu v displeji Bangor [6] . . . 11 15 Monitor HP L1706 [9] . . . 14 16 Projektor Acer PD527W [11] . . . 15 17 Uk´azka rozdvojen´ı obrazu pˇri pouˇzit´ı Fresnelovy ˇcoˇcky . . . 16 18 N´aˇcrtek soustavy . . . 18 19 Kompletn´ı sestava . . . 18 20 Uk´azka st´ın´ıtka . . . 19 21 Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı obr´azku v prostˇred´ı MATLAB . . . 21 22 Kalibraˇcn´ı kˇrivka pro LCD . . . 22 23 Kalibraˇcn´ı kˇrivka pro projektor . . . 22 24 Blokov´e sch´ema zpracov´an´ı kompenzace v prostˇred´ı MATLAB . . . 23 25 Graf pˇrevodn´ıch charakteristik HDR displeje . . . 25 26 Uk´azka ˇsachovnice . . . 27 27 Uk´azka ˇsachovnice . . . 27 28 Canon EOS 600D [17] . . . 29 29 Schematick´e zn´azornˇen´ı mˇeˇren´ı pomoc´ı fotoapar´atu . . . 30 30 Pouze panel . . . 30 31 Graf pro panel . . . 30 32 Panel s rozvodnou vrstvou . . . 30 33 Graf pro rozvodnou vrstvu . . . 30 34 Panel s Fresnelovu ˇcoˇcku . . . 31 35 Graf pro Fresnelvu ˇcoˇcku . . . 31 36 Panel s Fresnelovu ˇcoˇcku a rozvodnou vrstvu . . . 31 37 Graf pro ˇcoˇcku a rozvodnou vrstvu . . . 31

SEZNAM OBR ´AZK˚U 42

38 Kompenzace panelu 100% . . . 32 39 Graf pro kompenzaci panelu 100% . . . 32 40 Rovomˇernost jasu po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka . . . 32 41 Graf po pˇrid´an´ı st´ın´ıtka . . . 32 42 Kompenzace panelu 100% . . . 33 43 Graf pro kompenzaci panelu 100% . . . 33 44 Pouze rozvodn´a vrstva . . . 33 45 Rozvodn´a vrstva a ˇcoˇcka . . . 33 46 Rozvodn´a vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko s kompenzac´ı . . . 33 47 P˚uvodn´ı obr´azek . . . 33 48 Pouze rozvodn´a vrstva . . . 34 49 Rozvodn´a vrstva a ˇcoˇcka . . . 34 50 Rozvodn´a vrstva, ˇcoˇcka a st´ın´ıtko s kompenzac´ı . . . 34 51 P˚uvodn´ı obr´azek . . . 34 52 Gamut displeje pˇri buzen´ı barevn´ym obrazem projektoru . . . 35 53 Gamut displeje pˇri buzen´ı ˇsedot´onov´ym obrazem projektoru . . . 35 54 P˚uvodn´ı obr´azek [13] . . . 37 55 Obr´azek zobrazen´y na pokusn´em displeji . . . 37 56 P˚uvodn´ı obr´azek [14] . . . 38 57 Obr´azek pro projektor . . . 38 58 Obr´azek pro LCD . . . 38 59 Obr´azek HDR zobrazen´y na pokusn´em displeji . . . 38 60 Obr´azek HDR zobrazen´y na pokusn´em displeji pˇri vyuˇz´ıt´ı barevn´eho obrazu

projektoru . . . 38 61 P˚uvodn´ı obr´azek . . . 39 62 Obr´azek LDR zobrazen´y na pokusn´em displeji . . . 39 63 Pouˇzit´a liˇzina . . . 52 64 Uk´azka pouˇzit´e desky . . . 52 65 Pouˇzit´a podloˇzka notebooku . . . 52 66 Uk´azka podloˇzky se ˇsrouby pro nastaven´ı v´yˇsky a sklonu, dole dr´aˇzka se

ˇsrouby pro posun . . . 52 67 Pˇripevnˇen´y panel s kryty . . . 52 68 Pouˇzit´e kryty . . . 53 69 Kompenzace projektoru 100% . . . 54 70 Graf pro kompenzaci projektoru 100% . . . 54 71 Kompenzace projektoru 75% . . . 54

SEZNAM OBR ´AZK˚U 43

72 Graf pro kompenzaci projektoru 75% . . . 54 73 Kompenzace projektoru 50% . . . 55 74 Graf pro kompenzaci projektoru 50% . . . 55 75 Kompenzace projektoru 25% . . . 55 76 Graf pro kompenzaci projektoru 25% . . . 55 77 Kompenzace panelu 100% . . . 55 78 Graf pro kompenzaci panelu 100% . . . 55 79 Kompenzace panelu 75% . . . 56 80 Graf pro kompenzaci panelu 75% . . . 56 81 Kompenzace panelu 50% . . . 56 82 Graf pro kompenzaci panelu 50% . . . 56 83 Kompenzace panelu 25% . . . 56 84 Graf pro kompenzaci panelu 25% . . . 56 85 Kompenzace projektoru 100% . . . 57 86 Graf pro kompenzaci projektoru 100% . . . 57 87 Kompenzace projektoru 75% . . . 57 88 Graf pro kompenzaci projektoru 75% . . . 57 89 Kompenzace projektoru 50% . . . 57 90 Graf pro kompenzaci projektoru 50% . . . 57 91 Kompenzace projektoru 25% . . . 58 92 Graf pro kompenzaci projektoru 25% . . . 58 93 Kompenzace panelu 100% . . . 58 94 Graf pro kompenzaci panelu 100% . . . 58 95 Kompenzace panelu 75% . . . 58 96 Graf pro kompenzaci panelu 75% . . . 58 97 Kompenzace panelu 50% . . . 59 98 Graf pro kompenzaci panelu 50% . . . 59 99 Kompenzace panelu 25% . . . 59 100 Graf pro kompenzaci panelu 25% . . . 59 101 Graf pˇrevodn´ıch charakteristik HDR displeje . . . 61

SEZNAM TABULEK 44

Seznam tabulek

1 Parametry displeje BrightSide DR37-P [18] . . . 8

2 Parametry SIM2 HDR47E S 4K [4] . . . 8

3 Parametry monitoru HP L1706 [9] . . . 13

4 Parametry projektoru Acer PD527W [10] . . . 15

5 Parametry pouˇzit´eho luxmetru [15] . . . 24

6 Pˇrenosov´e charakteristiky . . . 25

7 Porovn´an´ı jasu a kontrastu . . . 26

8 Rovnomˇernost jasu pro panel . . . 27

9 Rovnomˇernost jasu pro panel a vrstvu . . . 27

10 Rovnomˇernost jasu pro panel, vrstvu a ˇcoˇcku . . . 28

11 Rovnomˇernost jasu pro panel, vrstvu, ˇcoˇcku a st´ın´ıtko . . . 28

12 Rovnomˇernost jasu po kompenzaci . . . 28

13 Parametry digit´aln´ı zrcadlovky Canon EOS 600D [17] . . . 29

14 Porovn´an´ı displej˚u . . . 35

LITERATURA 45

Literatura

[1] Bc. Ondˇrej Nentvich – osobn´ı foto archiv. 16.9.2013 [cit. 3.9.2014].

[2] HDR mapov´an´ı tonality [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://static.eplanet.sk/files/9788086815954 02.pdf>.

[3] SIM2 exclusive High Dynamic Range Display Series [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://www.sim2.com/HDR/>.

[4] SIMS2 Multimedia spa, HDR47E S 4K - Specifications [online]. [cit. 7. 2. 2014]. Do-stupn´e z: <http://www.sim2.com/HDR/hdrdisplay/hdr47e s 4k>.

[5] Robert Wanat, Josselin Petit a Rafal Mantiuk, Physical and perceptual limitations of a projector-based high dynamic range display [online]. 2012 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://pages.bangor.ac.uk/ eesa0c/hdr display/EGUK.pdf>. [6] Bangor HDR display [online]. 2012 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z:

<http://pages.bangor.ac.uk/ eesa0c/hdr display/>.

[7] SIM2 HDR47E Peculiar Technology [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://www.sim2.com/HDR/tech/hdr47technology>.

[8] Content and Sources Management [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://www.sim2.com/HDR/tech/content management>.

[9] HP L1706 Flat Panel Monitor - Overview [online]. 22. duben 2011 [cit. 31. 10. 2012]. Dostupn´e z:

<http://h20566.www2.hp.com/portal/site/hpsc/template.PAGE/public/kb/ docDisplay/?spf p.tpst=kbDocDisplay&spf p.prp

kbDocDisplay=wsrp-navigationalState%3DdocId%253Demr na-c00485309-10%257CdocLocale% 253D%257CcalledBy%253D&javax.portlet.begCacheTok=com.vignette .cachetoken&javax.portlet.endCacheTok=com.vignette.cachetoken>. [10] Acer PD527W [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2013]. Dostupn´e z:

<http://www.czc.cz/acer-pd527w/41318/produkt>. [11] Acer PD527W [online]. 2.7.2012 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z:

<http://www.hcinema.de/pdf/images/acerpd527w-2.jpg>.

[12] PCG HDRITools [online]. 18.8.2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <https://bitbucket.org/edgarv/hdritools/downloads>.

[13] Arvore nascendo [online] 2012 .[cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://nature.desktopnexus.com/wallpaper/1084001/>.

LITERATURA 46

[14] Mark Fairchild. Peck Lake [online]. 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z: <http://rit-mcsl.org/fairchild//HDRPS/Scenes/PeckLake.html>. [15] 0 to 200,000 Lux Meter [online]. z´aˇr´ı 2014 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z:

<http://www.edmundoptics.com/testing-targets/light-meters/ 0-to-200000-lux-meter/1838>.

[16] i1Pro [online]. 26.7.2012 [cit. 3. 9. 2014]. Dostupn´e z:

<http://www.xrite.com/i1pro/support/kb5356>.

[17] Canon EOS 600D Digit´aln´ı zrcadlovky a kompaktn´ı syst´emov´e fotoapar´aty EOS [on-line]. 2014 [cit. 8. 12. 2014]. Dostupn´e z:

<http://www.canon.cz/For Home/Product Finder/Cameras/ Digital SLR/EOS 600D/#p-specification1>.

[18] BrightSide DR37-P HDR display [online]. 4.10.2005 [cit. 17. 12. 2014]. Dostupn´e z:

<http://www.bit-tech.net/hardware/2005/10/04/brightside hdr edr/5>. [19] BrightSide Technologies [online]. 6.1.2014 [cit. 17. 12. 2014]. Dostupn´e z:

<http://en.wikipedia.org/wiki/BrightSide Technologies>.

[20] hcfr - Free Video Projector/Monitor Calibration Software [online]. 10.12.2014 [cit. 26. 12. 2014]. Dostupn´e z:

<http://sourceforge.net/projects/hcfr/>.

[21] Decoding raw digital photos in Linux [online]. 29.12.2014 [cit. 29. 12. 2014]. Do-stupn´e z:

<https://www.cybercom.net/˜dcoffin/dcraw/>.

[22] Helge Seetzen, Wolfgang Heidrich, Wolfgang Stuerzlinger, Greg Ward, Lorne White-head, Matthew Trentacoste, Abhijeet Ghosh, Andrejs Vorozcovs. High Dynamic Range Display Systems [online]. 4.1.2015 [cit. 4. 1. 2015]. Dostupn´e z:

<http://anyhere.com/gward/papers/Siggraph04.pdf>.

[23] DUE (Digital Uniformity Equalizer) [online]. 2012 [cit. 4. 1. 2015]. Dostupn´e z: <http://www.eizo-apac.com/support/glossary/d/due/>.

[24] HIGH DYNAMIC RANGE PHOTOGRAPHY [online]. 2015 [cit. 4. 1. 2015]. Do-stupn´e z:

<http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/high-dynamic-range.htm>. [25] Adam Plechat´y. HDR – High Dynamic Range v kostce [online]. 21.6.2005

[cit. 5. 1. 2015]. Dostupn´e z:

P ˇR´ILOHA 47

Pˇ

r´ıloha

A

K´

od pro zpracov´

an´ı v prostˇ

red´ı MATLAB

1 %% test zpracovani v MATLABu 2 clc, clear all, close all; 3

4 [filename, pathname] = uigetfile({’*.*’},’Vyberte soubor obrazku’);

%dialog pro vyber souboru obrazku

5 cd(pathname); %zmena cesty v MATLABu

6 [pathstr,name,ext]=fileparts(filename); %nacteni vlastnosti souboru, 7 %pro nas dulezita pripona

8 typ = ext;

9 exr = strcmp(typ,’.exr’); 10

11 if(exr) %podminka pro nacteni

12 %souboru s priponou exr

13 im2 = exrread(filename); %nacteni exr obrazku

14 im2 = imresize(im2, [NaN 1024]); %volitene zmeneseni rozmeru obrazku, napr. 15 %pro zrychleni zpracovani pri testovani

16 im1=im2;

17 else

18 im2 = imread(filename);

19 im2 = imresize(im2, [NaN 1024]); %volitene zmeneseni rozmeru obrazku, napr. 20 %pro zrychleni zpracovani pri testovani

21 im1=im2;

22 im2=single(im2); %prevod do single formatu 23 end

24

25 im3=sqrt(im2); %odmocninou obrazu 26

27 s = size(im2); %zjisteni velikosti

28 h = fspecial(’gaussian’, [s(1) s(2)], 3.0); %vytvoreni Gaussovskeho filtru 29 % o velikosti s a sigma 3, podle dokumentace Bangor 30 im4 = imfilter(im3, h); %aplikace filtru na obraz

31

32 imL= im2./im4; %podeleni puvodniho obrazu s obrazem po aplikaci Gauss filtru 33

34 imL=real(imL); %odstraneni komplexni slozky 35

36 min1 = min(min(min(imL))); %zjisteni min. hodnoty 37 imL=(imL-min1); %posun do nuly

38