1 顯示器閃爍現象說明

當一個光源閃爍超過每秒10次以上就可在人眼中產生視覺殘留，此時的人眼還是可以感受到光源閃爍感，長時間凝視會對人眼造成不適感，當每秒閃爍超過30次之后這種不適感才會隨之下降。TFT-LCD利用電壓變化控制液晶盒內電場的強弱，改變液晶分子排列方向，達到對光透過與否的控制。在液晶顯示器顯示畫面時，經常出現畫面“閃爍、忽明忽暗”的現象，這種現象稱為“Flicker”。
通常情況下，輸入到液晶器件中的圖像信號的極性會在每一幀（垂直同步周期）結束后發生反轉。假設屏幕上持續顯示相同的圖像。對于每一幀的圖像，參考電壓必須等于圖像信號的振幅中心，如圖 1 (左) 所示。然而，如果參考電壓的位置像圖 1 (右) 中那樣發生偏移，圖像信號的正負部分就會發生變化。因此，圖像信號將以等于幀率頻率的一半的頻率發生變化。例如，如果垂直同步頻率為 60Hz，圖像信號將以 30Hz 的頻率發生變化。由于這低于人類的感知閾值頻率，人類會感覺到閃爍。如果在液晶顯示器上出現閃爍，觀看時會非常令人討厭。通常情況下，液晶面板的參考電壓是在制造過程中進行調整的。

圖1 Fliker產生原因

一個點反轉式液晶面板顯示著一個棋盤狀圖案（如圖2 所示），其中交替的像素會反復被開啟和關閉。在這種情況下，亮起的像素在給定的幀期間會接收到相同的信號極性，這使得每個像素的反轉更有可能發生，并導致整個圖像被感知為有閃爍現象。

圖2 Fliker檢查圖案（點反轉式液晶）

2 Fliker量測方法

圖 3 展示了在出現閃爍時亮度與時間之間的關系。從該圖中可以看出，亮度呈周期性變化；很明顯可以看出，這個周期的振幅越大，明顯的閃爍就越強烈。此外，這種亮度波動的周期與顯示器的垂直同步信號周期相同，均為其兩倍。

圖3 Fliker亮度變化曲線示例

測量閃爍的方法大致可分為以下兩種：
（1）FMA
測量亮度波動的直流分量和交流分量，并根據這兩部分之間的比例來確定閃爍現象。
（2）JEITA
分析亮度波動的頻率成分，并根據直流分量與任何頻率下的最大交流分量之間的比例來確定閃爍現象。

2.1 FMA法

當顯示器的亮度水平如圖4所示出現波動時，可以將其視為一個交流成分與一個直流成分的組合。這種閃爍量可定義為（交流成分）/（直流成分），并被稱為“對比度法閃爍值”（以下簡稱為“對比度閃爍值”）。

圖4 FMA法示例

在對比法中，由于交流分量和直流分量的定義為公式1：

閃爍值可通過以下公式 2來計算：

從獲取傳感器數據輸出之時起，直至計算出閃爍值期間儀器內部所發生的流程運作過程，將在下文的圖5中進行詳細說明：

• （A）到（C）
  亮度傳感器的輸出信號會經過電處理以去除高頻成分，從而得到用于計算閃爍的信號。
• （C）到（D）
  對去除高頻成分后的模擬信號進行指定時間（t1）的 A/D 轉換，以獲得計算所需的數字數據（在（D）中用“?”表示）。
• （D）到（E）
  確定數字數據中的最大值和最小值，并分別設為 Vmax 和 Vmin。
• （E）到（G）
  然后，這些值將用于根據公式 1 計算（交流分量）/（直流分量）的比值以及閃爍值。在計算交流分量時，會根據交流分量的頻率對在低通濾波器處理過程中出現的衰減進行補償。

2.2 JEITA法

JEITA 閃爍測量方法是一種用于量化閃爍值的手段，同時還能準確反映人類眼睛的頻率響應特性。
當顯示器的亮度水平出現波動時，閃爍光可以被視為一個直流分量加上若干個頻率分量的總和。因此，首先，將隨時間變化的亮度波動數據分離為其頻率分量（直流分量和每個交流分量）。接下來，將每個頻率分量轉換為考慮到人類眼睛頻率特性的值。
從所獲得的各種頻率分量中，將功率譜中除功率譜最大值為 0Hz（直流）分量之外的其他分量的功率譜設為 Px，將直流分量的功率譜設為 P0，并使用以下公式3來確定閃爍值（以下稱為 JEITA 閃爍值）。

下圖展示了運作示例，直至計算并輸出 JEITA 閃爍值的過程。

• （A）
  在指定的時間（t2）內，對傳感器的輸出信號進行反復的 A/D 轉換，以獲取進行計算所需的數字數據（如圖（A）中所標注的）。
• （A）到（B）：
  所獲得的數字值通過傅里葉變換處理，并分離出各個頻率成分。換句話說，由于要測量的光源是 3 個光源（1）、（2）和（3）組合而成的，因此將這些頻率成分分離出來意味著獲取光源（1）、（2）和（3）的頻率和振幅值。所獲得的數據將如圖（B）所示。
  此外，為了減少由于數字傅里葉變換的特性而產生的誤差，會對這些數字數據應用適當的窗口函數處理。
• （B）到（D）：
  然后，這些頻率成分通過積分器進行處理，以反映人類眼睛的頻率響應特性，如圖（C）0Hz（直流）和 20Hz 的成分完全沒有減少，而 50Hz 的成分則減少到原始值的 0.251 倍。所獲取的數據將如（D）所示。
• （D）至（E）：
  從（D）中的數據中，選擇除 0Hz 分量之外的最大分量，并將其用作交流分量。（在此示例中，將是 20Hz 的分量。） 0Hz 分量則用作直流分量。

這些直流和交流分量的功率譜分別設定為 P0 和 P1，而 JEITA 的閃爍值則通過公式3 計算得出。

問題答疑：為什么顯示器Fliker dB值越大，閃爍程度越輕？

通過亮度計（如CA410）可量測出JEITA Fliker為-50dB，該數值越大（例如-80dB）面板閃爍越輕。因為當面板的閃爍幅度（JEITA 中的交流幅值）越小，占直流分量的比值越小，計算出來的log結果就越往負無窮，所以Fliker dB值越大，閃爍程度越輕。

3 參考文獻

[1] 柯尼卡美能達官方說明鏈接
[2]柯尼卡美能達官方文件——直接下載鏈接（Fliker相關說明在P40-59）
其他網頁資料參考：
http://www.manyoung-optics.com/article-item-39.html
https://blog.csdn.net/wanghuannihao1992/article/details/121354338
https://xueqiu.com/7131487766/262372180