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幾張圖片看懂LED顯示屏摩爾紋成因

類別:技術與產品發表于:2019-06-12 13:00
關鍵字:摩爾紋 掃描紋

摘要:使用數碼設備(手機、相機、報像機等)對LED顯示屏播放畫面進行拍攝時,成像畫面會存在一些不規則的水波紋狀圖案,這種現象稱為摩爾紋現象,摩爾紋俗稱水波紋。

   使用數碼設備(手機、相機、報像機等)對LED顯示屏播放畫面進行拍攝時,成像畫面會存在一些不規則的水波紋狀圖案,這種現象稱為摩爾紋現象,摩爾紋俗稱水波紋。如下圖:

1.jpg

圖片來源網絡

   數碼設備在拍攝時,同樣經常出現的另外一種現象是掃描紋現象。因常常與摩爾紋被業內人士混為一談,所以有必要在此提起。


   LED顯示屏的掃描紋是由于顯示屏的刷新頻率偏低(<1000Hz),被相機快門捕捉到掃描線而引起的一種現象(因為LED顯示屏是逐行掃描驅動),掃描紋形狀是水平黑條紋,有別于摩爾紋的不規則特征,如下圖:

2.jpg

   消除掃描紋只要提高LED顯示屏的刷新頻率即可,而摩爾紋的消除辦法則相對復雜,因為摩爾紋產生的原因,與LED顯示屏的性能沒有絕對關系。


   摩爾紋產生的原理,單用文字來描述,對于大多數人來說,都會覺得晦澀難懂,下面我們就參考中央電視臺高工栗小斌的《LED顯示屏摩爾紋的消防方法》文獻,結合圖示解釋:


   先來了解下數碼相機、攝像機的圖像感應器(CCD)。


   圖像感應器CCD上有許多排列整齊的光敏物質(光電二極管),能感應光線,并將光信號轉變成電信號,再經外部采樣放大及模數轉換電路轉換成數字圖像信號(這段文字來自百度百科~~)。這些排列整齊的光敏物質,也稱為CCD的像素,如同LED燈管之于LED顯示屏的像素。


   因此,我們可以用兩張圖片來分別表示CCD上的像素陣列以及LED顯示屏上的燈管陣列(像素與像素之間的間隙呈柵格狀)。

3.jpg

   當拍攝鏡頭對準LED顯示屏時,用上面兩張像素點陣圖來模擬,我們來看下成像的效果(鏡頭旋轉一個角度):

4.jpg

   如果你還不能輕易看到摩爾紋,我們把圖像再稍作下淡化處理:

5.jpg

   是不是可以清晰的看到摩爾紋了!


   這就是摩爾紋產生的原理,通俗、形像地解釋,就是兩個呈柵格狀的像素點陣重合時,柵格的明暗部份相互交錯重疊產生的紋狀現象(可以仔細觀察上圖中兩個柵格重疊后,各條紋明暗位置的特征差異)。


   大概明白了原理,那么該如何消除摩爾紋呢?


   再來了解一個光學名詞——空間頻率。


   空間頻率是指單位視角內,圖像亮暗條紋重復出現的周期數。我們再使用一張圖片來說明:

6.jpg

   在圖中,攝影機與LED顯示屏的距離固定,在眼睛的這個視角內,假如CCD上整齊排列的光敏元件數量與LED顯示屏上的整齊排列(有間格的排列)的像素數量一樣,那么我們可以說,此時CCD像素的空間頻率與LED顯示屏的空間頻率一樣(柵格數量一樣)??臻g頻率相近最容易產生摩爾紋。


   所以,目前行業消除摩爾紋的辦法一般有以下幾種:


   1、改變相機角度。由于相機拍攝物體的角度會導致摩爾波紋,稍微改變相機的角度,通過旋轉相機,可以消除或改變存在的任何摩爾波紋。


   2、改變相機位置。通過左右或上下移動來改變角度關系,也可以減少摩爾波紋。


   3、改變焦點。過于清晰的焦點和高度細節(突現柵格)可能會導致摩爾波紋,稍微改變焦點可降低清晰度,進而幫助消除摩爾波紋。


   4、改變鏡頭焦長??捎貌煌溺R頭或焦長設定,來改變或消除摩爾波紋。


   5、使用鏡前濾光鏡直接安裝在CCD的前面,使其曝光條件滿足空間頻率,徹底過濾影像中高空間頻率部分,減少LED顯示屏摩爾紋發生的機會。


   6、屏幕前加裝一種光學處理幕,這種光學幕采用特殊材料制成,可以將LED顯示屏離散的每個發光點(像素)光線發散放大顯示,消除屏幕顆粒感和像素柵格效應,即,消除了摩爾紋的生成條件(柵格)。

來源:LED知與識

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