Kalibrierung mit Lichtsensoren

Neben der selbstverständlichen, vorausgehenden visuellen Bildqualitätskontrolle mithilfe von Testbildern (in Bezug auf: Bildformat, Helligkeit, Kontrast und Schärfe) und ausgewählten Filmszenen schließen wir immer auch noch die Überprüfung mit Lichtsensoren zum umfassenden Displaycheck an. Da das menschliche Auge schnell an Grenzen stößt, ist diese Vorgehensweise dringend notwendig. Hier ein kleiner Einblick.

 

Die Kalibrierung eines Displays besteht grundsätzlich aus 3 Komponenten:

  • Lichtsensor
  • Testbildgenerator
  • Auswertungssoftware auf einem PC

Im BUROSCH TV Labor ist der High-End Tristimulus Lichtsensor Klein Instruments K-10A und Konica-Minolta CA310, der Quantum Data 804A UHD Bildmustergenerator und die Profi Software CalMAN 5.

Burosch Messlabor

Wie eingangs erwähnt bietet die Messtechnik in der Bildqualitätsanalsyse die Möglichkeit quantifizierte Aussagen über ein Bild zu liefern. Typischerweise werden hier Gamma, Farbtemperatur, RGB Balance und Farbraum Daten eines Bildwiedergabegerätes erhoben. So können einerseits Ist-Analysen durchgeführt werden und Fehler entsprechend, sofern die entsprechenden Einstellparameter vorhanden sind, korrigiert werden. Mit geschultem Auge können die jeweiligen Digramme interpretiert werden um somit das Bild bewerten zu können.

Die Vorgabe und das Ziel bei diesen Messungen ist im HDTV Bereich die Norm der International Telecommuncation Union ITU-R BT. 709 (kurz: Rec. 709). Software unterstützt bei der Auswertung indem sie Abweichungen deutlich hervorhebt. Displayvermessungen mithilfe von Lichtsensoren können von unserem Labor mit der Isf Level II Zertifizierung durchgeführt werden.

Im Folgenden sind die wichtigsten Diagramme kurz erläutert:

Farbtemperatur:

Die Farbtemperatur liefert eine Aussage über die Unbuntheit von Weiß. Hier im Besipiel mit einer kurzen Messung bei 60 und 100 IRE. 

Burosch Farbtempertaur Messung

Im Idealfall ist dabei das Weiß grundsätzlich zu gleichen Anteilen aus den Primärfarben (Rot, Grün und Blau) dargestelt. Einfach ausgedrückt bedeutet ein warmes Weiß eine zu niedrige Farbtemperatur und damit einen zu hohen, unverhältnismäßigen Rotanteil, ein zu kaltes Weiß eine zu hohe Farbtemepratur und damit einen zu hohen, unverhältnismäßigen Blauanteil. Die Software sagt bei den jeweiligen Graustufen den Anteil der jeweilgen grundfarben aus, sodass eventuell angepasst werden können. Ziel bei der Farbtemperatur (CCT) sind 6500 Kelvin (D65).

 

Gamma Point:

Sie kennen vielleicht die Darstellung des Gammas als Kurve aus Colorfacts. Calman legt die Werte auf eine logarithmische Skala, weshalb das Gamma als Gerade erscheint, was sich deutlich genauer ablesen lässt.

Burosch Gamma Messung

Das Gamma beschreibt die korrekte Darstellung von Helligkeitsschattierungen zwischen Schwarz und Weiß und damit unter anderem, wie plastisch ein Bild erscheint. Standard für Gamma in der Videotechnik ist 2,22. Tolerabel sind Werte von 2,1 bis 2,4, tendenziell die größeren Werte für verdunkelte Räume. Am wichtigsten in diesem Grafen ist, wie konstant und linear die Kurve von 10 bis 90 Prozent Helligkeit (x-Achse) verläuft.

Bitte beachten Sie dazu auch die neue ITU Norm Rec. 1886

 

RGB Balance:

Dieser Graf zeigt die grundsätzliche Farbbalance zur Zusammensetzung von Weiß in 10 Stufen von Null bis 100 Prozent Helligkeit (horizontale x-Achse).

Burosch RGB Balance

Der erste Wert Null Helligkeit, also Schwarz, ist von geringer Bedeutung, denn Schwarz ist hoffentlich Schwarz und hat keine Farbe, die Messtoleranz ist daher riesig. Hinzu kommt, dass Abweichungen in den untersten Helligkeitsstufen tolerabel sind, da unser Auge im Dunkeln Farbe schlechter wahrnimmt. Der wichtigste Bereich dieses Grafen liegt zwischen 30 und 80 Prozent Bildhelligkeit, denn in diesem Intervall spielen sich gut 90 Prozent aller Motive ab. Je horizontaler und näher an der 100-Prozent-Achse (vertikale y-Achse) sich die drei Grundfarben bewegen, desto farbneutraler zeigt das Gerät das Bild.

 

Gamut CIE:

Dieser Graf zeigt das CIE 1936 Chart, das das sichtbare Licht repräsentiert. Das helle Dreieck darin beschreibt den mit der ITU Videonorm Rec.709 darstellbaren Bereich.

Burosch Farbraum Messung

Die Kästchen, die sogenannten Targets, zeigen den in der Norm festgelegten Toleranzbereich an, in dem die verschiedenen Grundfarben abgebildet werden müssen, damit die Farbtöne stimmen. Das Beispiel zeigt einen ungebührlich vergrößerten Farbraum bei Grün und Rot, was in zu knalliger Farbdarstellung resultiert, weil beispielsweise das Grün stets etwas »grüner« gezeigt wird, als es auf der Aufnahme vorliegt. Auch über die Farbmischung lassen sich Aussagen treffen, denn die Sekundärfarben Cyan, Magenta und Gelb, die sich aus je zwei Grundfarben zusammensetzen, müssen für eine harmonische Farbdarstellung genau in die Targets treffen.

 

Burosch Displayvermessungen

 

Burosch Displayvermessungen

 

Messreportbeispiele:

Panasonic Studio Monitor BT-LH2550Dokumentation unserer Kalibrierung

Sony Bravia TV KDL-46HX755 - Dokumentation unserer Kalibrierung

Panasonic Beamer PT-AT5000 - Dokumentation unserer Kalibrierung

 

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