随着人类在化工材料、电子电路、机械加工等领域的突破,显示器作为日常生活中最重要的交互终端开始了技术的高速进步与革新。未来显示器正向着高时空分辨率、高动态范围、宽色域、低功耗等多维度目标全面发展,以满足观众对视觉体验日益严苛的需求,尤其是后两点已经成为了业内的研究热点和核心诉求。然而,尽管新型显示技术成长势头迅猛,但其不成熟性往往会引入许多兼容性与视觉伪像等有待优化的负面效应,严重阻碍今后的可持续性发展。针对这些问题,论文围绕新型宽色域低功耗显示技术在功耗优化、色域管理、视觉伪像、主观画质评测等方面的关键技术进行了深入研究,主要工作与成果可以归结为以下五个方面:1.论文中构建了一套高精度的显示器动态响应测试系统。通过自主编程的控制软件,测试系统可以根据不同的测试要求完成自动测量,极大地提高了显示器测试效率。基于动态响应测试系统的测量数据,针对有源矩阵式液晶显示器,论文仿真了其自然图像的运动模糊伪像,同时也完成了过驱动查找表的制备功能,提高了显示器的动态画质;针对快门眼镜式立体显示器,论文通过双通道的测量方案,利用亮度补偿的方法抑制了串扰伪像,优化了立体显示效果。2.利用人眼视觉系统的同色异谱现象,论文提出了一种基于线性规划的液晶显示系统背光光谱分布及滤色片透过率谱线分布的优化设计方案。该方案以不损失显示系统色域为前提,计算了背光单元的最大理论光效。其仿真结果为未来低功耗显示器的光源器件提供了设计参考与特征参数标准。3.论文基于离散点法实现了自然图像在不同色域之间的映射算法仿真功能,并集成在了自主研发的色域管理工具中。在该工具的帮助下,通过主观实验的方式,论文对比评估了四种经典映射算法的实际图像转换效果。基于色域映射原理,论文提出了一种红绿蓝白四通道显示系统的灰阶转换算法,改善了传统算法的色彩饱和度衰减效应,特别是在低彩度图像场景中失真很小。4.论文采用主观评测方式对多种新型显示设备的画质特征进行了对比分析,归纳了当前大尺寸屏幕中包括有机发光二极管器件(OLED)、背光分区调制技术(Local Dimming)、量子点技术(QD)、高动态范围(HDR)技术等在内的多种新型设备的画质特征与优缺点,为将来的显示技术发展提出了参考建议。5.作为低功耗、宽色域显示系统的典型代表,论文对场序显示器的成像机理进行了深入的研究,同时完成了对系统中色彩分裂伪像的仿真与精确复现。论文结合人眼视觉感知特征建模,通过设计主观阈值搜索实验,对时序合色中人眼的视觉特征进行了研究,发现了人眼对色彩分裂伪像的感知不对称性。该结论在场序显示器设计、LED照明系统构建、视觉健康等方面具有重要的参考价值。最后论文提出了一种基于运动补偿的色彩分裂优化算法,大幅度抑制了色彩分裂伪像,显著改进了场序显示系统的动态图像画质。