Какой тип матрицы монитора подходит именно Вам? KnowHow

В последнее время появилось много разновидностей матриц мониторов, и выбор иногда бывает довольно сложным. Зачастую полнейший бред несут и на форумах и даже в магазинах. Даже особенно в магазинах – у них работа такая. Попробуем разобраться, какая матрица нужна нам?

Начнем с того, что по типу матрицы нельзя сказать, хороший монитор или плохой — у каждой есть свои недостатки и преимущества. Правда, у TN недостатков явно больше, но зато дешевенький))) Из наиболее распространенных стоит отметить 4 типа матриц, это TN, VA, IPS и PLS, но последний пока что остается довольно дорогим удовольствием. Вдаваться в тонкие подробности технологических процессов не вижу смысла, но в общих чертах Вы поймете, в чем разница. Итак, начнем:

TN матрица

TN – простейший тип матрицы, вместе с тем и самый дешевый. Время отклика у таких матриц минимальное, что полезно для просмотров высокодинамичных изображений. Но есть и очень большой недостаток – угол обзора у таких мониторов довольно маленький и приходится сидеть прямо перед ним.

Да и цветопередача у них относительно слабоватая, но для многих это не является помехой. Но и опять же, ее нельзя назвать такой уж плохой, просто все познается в сравнении). И сейчас практически на всех TN применяют технологию TN+Film, что несколько улучшает угол обзора, но проблема все равно остается актуальной.

Сравнение TN с PVA под углом

VA матрица

Для большинства пользователей такой тип матрицы будет оптимальным выбором т.к. при своей цене он обладает и хорошей цветопередачей и низким временем отклика. Также имеет отличное соотношение яркости и контраста, но все же, если смотреть не под прямым углом, цвета искажаются, хоть и не так сильно, как в TN.  Правда, время отклика все-таки выше, чем у первого, а вот цветопередача может легко конкурировать с IPS. Цены чуть ниже, чем у IPS и чуть выше, чем у TN. Есть еще Premium MVA и S-PVA, это всё одно и то же, просто с некоторыми изменениями, запатентованными производителями.

IPS против PVA под углом

IPS матрица

У таких матриц цветопередача на высоте, если сравнивать с TN, да и с углом обзора таких проблем нет, но IPS не лишены недостатков. Ранние мониторы на такой матрице имели достаточно высокое время отклика, что плохо сказывалось на динамичных моментах – при быстрой смене картинки изображение слегка размазывалось. Сейчас эту проблему практически решили и время приблизилось к TN. Ну и по стоимости они существенно дороже, чем TN, что тоже нельзя назвать плюсом). Если готовы потратиться, то такой тип монитора Вам подойдет как наилучший вариант.

TN против IPS под углом

PLS матрица

Мониторы с PLS матрицей обладают замечательной цветопередачей и высокой яркостью, но время отклика до TN не дотягивает, да и контрастность у них довольно низкая. Цена на них неоправданно завышена. Этот тип матриц является следующей ступенью IPS, и пока что просто не успел прижиться. Но, при нынешних тенденциях, смысла в них особо и нету.

В общем, немного переосмыслив, приходим у выводу, что все таки да, бывают плохие матрицы. Это я о TN, сам таким пользуюсь пока что)

Поделиться в соцсетях

Какие бывают типы матриц LCD-мониторов — Ответы на вопросы

Матрица — важнейшая часть LCD-монитора, целиком и полностью определяющая качество его изображения.

Современные мониторы имеют матрицы трех основных типов:

TN + film (Twisted Nematic + film), или просто TN — самый старый и недорогой в производстве тип матриц, характеризуется минимальным временем отклика, относительно скромной цветопередачей, небольшими углами обзора с заметным искажением цветов при изменении угла наблюдения (особенно по вертикали), а также невысокой контрастностью.

Технологии не стоят на месте и изъяны в качестве изображения современных TN матриц можно обнаружить, только специально отыскивая их.

LCD-мониторы с матрицами типа TN хорошо подходят для работы в интернете, с офисными приложениями (преимущественно — текстовыми), для динамичных 3D-игр («стрелялки», симуляторы).
Можно на них смотреть и фильмы, но только в одиночестве — при групповом просмотре будут сказываться ограниченные углы обзора.

IPS (In-Plane Switching) матрицы отличаются наилучшей цветопередачей, обеспечивают среднюю (по современным меркам) контрастность, углы обзора свыше 170° (практически без видимых искажений цветов при уменьшении угла наблюдения, причем как по горизонтали, так и по вертикали), тогда как время реакции пикселей у них оставляет желать лучшего.

Однако в настоящее время классические матрицы типа IPS на рынке практически не встречаются, их сменили S-IPS матрицы с относительно малым временем реакции, использующие технологию Overdrive, если и уступающие по этому параметру матрицам типа TN, то самую малость.

Таким образом, у S-IPS матриц остался только один недостаток — достаточно высокая, далеко не всегда оправданная, цена.

Исходя из этого мониторы с S-IPS матрицами позиционируются, в основном, для профессиональной работы с графикой или как престижные модели для домашнего использования.

Матрицы типа *VA (MVA — Multi-domain Vertical Alignment, PVA — Patterned Vertical Alignment и их разновидности) характеризуются высокой контрастностью, достаточно хорошей цветопередачей, широкими углами обзора (не хуже, чем у S-IPS), но по цене обходятся дороже, чем TN.

Слабой их стороной, в сравнении с IPS-технологиями, является наличие небольшого цветового сдвига при отклонении от нормали к экрану, особенно в темных оттенках изображения.

В современных матрицах A-MVA (Advanced MVA) и S-PVA (Super PVA) данный эффект менее заметен, но окончательно не изжит.

По совокупности своих параметров матрицы этого типа занимают промежуточное положение между высококачественными, но слишком дорогими S-IPS матрицами и дешевыми середнячками типа TN и, дополненные технологией Overdrive (без нее *VA мониторы практически непригодны для динамичных игр), могут стать хорошим компромиссным решением в качестве универсального домашнего монитора.

Типы матриц монитора — какие есть и как выбрать

 

Что важно при выборе монитора? Разрешение, диагональ экрана, частота обновления, время отклика? Несомненно, но важно также определиться, какая матрица необходима, ибо от ее типа зависит ряд характеристик, которые непосредственно влияют на выбор. В ряде случаев требования одни, для которых подойдут те или иные мониторы. В других случаях требуются другие характеристики, и некоторые экраны однозначно придется исключить из выбора. Какие типы матриц монитора существуют, чем различаются, в чем их различия – об этом и поговорим.

Современные мониторы

Ушли в прошлое CRT-дисплеи, изготавливаемые с применением вакуумной трубки (кинескопа). Они были громоздкие, тяжелые, и, естественно, для использования в мобильной технике не подходили абсолютно. Вытеснены они мониторами, экраны которых выполнены на жидких кристаллах, отсюда и название их ЖК-дисплеи, или по-иностранному – LCD (Liquid Crystal Displays).

О достоинствах и недостатках распространяться не буду, они известны, да и не столь важны сейчас, не об этом сегодня разговор. Надо разобраться, какие типа матриц используются в мониторах, в чем их отличие, в каких случаях разумнее использовать один вид, а в каких – другой.

TN (Twisted Nematic)

Один из самых старых типов матриц, до сих пор актуальный и используемый. В настоящее время применяется ее модифицированная версия, маркируемая TN+film. Популярность ее зиждется на двух основных преимуществах: быстродействии (низкое время отклика и задержки) и низкой цене. Действительно, время отклика порядка 1 мс – это в порядке вещей.

Даже недостатки, присущие этой технологии изготовления экранов, не в силах отправить ее на покой. А минусов хватает. Это и небольшие углы обзора, и неважная цветопередача, и невысокая контрастность, и недостаточная глубина черного цвета. Хотя, если экран расположен прямо перед глазами владельца, то проблема с углами обзора несколько снижает свою остроту.

Ухудшается положение еще и тем, что разные матрицы от разных производителей могут серьезно отличаться друг от друга. Если в дорогих игровых моделях ноутбуков или игровых мониторах может устанавливаться вполне сносный экран, то в бюджетных устройствах качество дисплея может быть весьма посредственным.

Как это работает

Сам экран представляет собой «бутерброд» из двух поляризующих фильтров, между которыми расположены электроды на прозрачных подложках с обеих сторон экрана, двух металлических пластин и, в середине, слоя жидких кристаллов. С внешней стороны экрана устанавливается светофильтр.

На стеклянные пластины нанесены бороздки, причем во взаимно перпендикулярном направлении, что задает первоначальную ориентацию кристаллов. Благодаря такому расположению бороздок, жидкие кристаллы закручены в спираль, откуда, собственно, и пошло название технологии Twisted Nematic.

Если напряжения на электродах нет, то расположенные по спирали кристаллы поворачивают плоскость поляризации света таким образом, что он проходит через второй (наружный) поляризационный фильтр. Если напряжение на электроны подано, то, в зависимости от уровня этого напряжения, жидкие кристаллы разворачиваются, изменяя интенсивность проходящего света. При определенном напряжении плоскость поляризации света не будет изменяться, и второй фильтр полностью поглотит свет.

Наличие двух электродов позволяет улучшить энергоэффективность, а частичный поворот кристаллов благотворно влияет на быстродействие матрицы.

Из-за того, что при отсутствии напряжения кристаллы пропускают свет, при возникновении дефектов в матрице («битые пиксели») они представляют собой светящуюся белую точку. В других технологиях такие точки темные.

Идентифицировать «на глаз» матрицу TN можно, если посмотреть на включенный экран под углом. И чем больше он (угол) будет, тем более блеклыми будут становиться цвета, тем менее контрастным будет становиться изображение. В некоторых случаях возможно даже инвертирование цветов.

IPS (In-Plane Switching)

Мониторы с такой матрицей сейчас наиболее частые конкуренты мониторам с TN-экраном. Практически все недостатки последних удалось побороть, к сожалению, пожертвовав теми достоинствами, которые были у предыдущей технологии. Мониторы с IPS матрицей априори дороже и имеют большее время отклика. Для игровых систем это может оказаться существенным аргументом для того, чтобы сделать выбор в пользу TN.

Зато для того, кто профессионально работает с изображениями, кому необходима качественная цветопередача, широкий цветовой охват, мониторы с такой матрицей — оптимальный выбор. К тому же с углами обзора тут проблем нет, черный цвет гораздо больше похож на черный, а не выглядит неким оттенком серого, как это нередко бывает на TN-экранах.

Как это работает

Между двумя поляризационными фильтрами располагается слой управляющих микропленочных транзисторов и слой жидких кристаллов, имеющих светофильтры трех основных цветов. Кристаллы расположены вдоль плоскости экрана.

Плоскости поляризации фильтров перпендикулярны друг другу, поэтому, при отсутствии напряжения, свет, проходящий через первый фильтр и поляризуемый в одной плоскости, задерживается вторым фильтром, обеспечивая глубокий черный цвет. Кстати, именно поэтому в случае появления «битого пикселя» на экране он выглядит как черная точка, а не белая, как бывает в случае с TN-матрицами.

При появлении напряжения на управляющих электродах кристаллы поворачиваются опять-таки вдоль плоскости экрана, пропуская свет. Отсюда вытекает один из недостатков технологии – большее время отклика. Это связано именно с необходимостью поворота всего массива кристаллов, на что тратится время. Зато обеспечиваются углы обзора вплоть до 178° и отличная цветопередача.

Есть и еще минусы у этой технологии. Это большее энергопотребление, т. к. расположение электродов только с одной стороны вынудило увеличить напряжение для обеспечения поворота всего массива кристаллов. Используемые лампы так же более мощные, чем в случае с TN, что дополнительно увеличивает потребление энергии.

Варианты IPS

Технология не стоит на месте, в нее вносятся улучшения, которые позволили существенно снизить время отклика и цену. Так, существуют следующие варианты IPS-матриц:

• S-IPS (Super-IPS). Второе поколение технологии IPS. Экран имеет несколько измененную пиксельную структуру, сделаны улучшения для снижения времени отклика, приблизившись по этому параметру к характеристикам TN-матриц.
• AS-IPS (Advanced Super-IPS). Следующее улучшение технологии IPS. Главная цель состояла в повышении контрастности панелей S-IPS и увеличении их прозрачности, став ближе по этому параметру к S-PVA.
• H-IPS. Изменилась структура пикселей, увеличилась плотность их размещения, что позволило еще больше увеличить контрастность и сделать изображение более однородным.
• H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer). Разработка компании LG. За основу взята панель H-IPS, в которую добавлен цветовой фильтр TW (True White — «настоящий белый»), что улучшило белый цвет. Применение поляризационной пленки компании NEC (технология Advanced True Wide Polarizer) позволило избавиться от возможных засветов при больших углах обзора («глоу-эффект») и, одновременно, увеличить эти углы. Этот тип матриц применяется в профессиональных мониторах.
• IPS-Pro (IPS-Provectus). Разработка компании BOE Hydis. Уменьшено межпиксельное расстояние, увеличены углы обзора и яркость.
• AFFS (Advanced Fringe Field Switching, иногда называют – S-IPS Pro).
• e-IPS (Enhanced IPS). Увеличение светопроницаемости позволило использовать более экономичные и дешевые лампы подсветки. Уменьшилось время отклика, достигнув значений в 5 мс. Мониторы с такими матрицами обычно имеют диагональ до 24 дюймов.
• P-IPS (Professional IPS). Профессиональные матрицы с 30-битной глубиной цвета, увеличенным количеством возможных ориентаций субпикселей (1024 против 256 у остальных), что улучшило цветопередачу.
• AH-IPS (Advanced High Performance IPS). Матрицы этого типа отличаются самыми большими углами обзора, высокой яркостью и контрастностью, малым временем отклика.
• Разработка компании Samsung, внесшая улучшения в исходную технологию IPS. Подробности компанией не разглашаются, но удалось снизить энергопотребление, время отклика сделать сходным с S-IPS. Правда, контрастность несколько ухудшилась, да и с равномерностью подсветки не так все гладко.

VA (Vertical Alignment)/MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Технология, разработанная компанией Fujitsu. Во многом такие экраны занимают промежуточное положение между TN и IPS вариантами. Так, углы обзора и цветопередача лучше, чем у TN, но похуже, чем у IPS. Аналогично и со временем отклика. В то же время стоимость их ниже, чем у IPS.

Как это работает

Принцип действия следует из названия (ну или название отражает принцип действия данной технологии). Кристаллы расположены вертикально, т. е. перпендикулярно подложке. При отсутствии напряжения ничто не мешает прохождению света через кристаллы, а второй поляризационный фильтр полностью задерживает свет и обеспечивает глубокий черный цвет. Это одно из достоинств технологии.

При приложении напряжения кристаллы разворачиваются, пропуская цвет. В первых матрицах угол обзора был очень мал. Это удалось исправить в модифицированном варианте технологии – MVA, где использовались несколько кристаллов, расположенных друг за другом и отклоняющихся синхронно.

Варианты VA/MVA

Существует несколько разновидностей этой технологии, к развитию которой «приложили руку» разные компании:

• PVA (Patterned Vertical Alignment). Свой вариант технологии представила компания Samsung. Подробности не разглашаются, но PVA имеет чуть лучшую контрастность и немного меньшую стоимость. В целом, варианты весьма близки и часто между ними не делается различий, указывая MVA/PVA.
• S-PVA (Super PVA). Совместная разработка Sony и Samsung. Улучшены углы обзора.
• S-MVA (Super MVA). Разработка компании Chi Mei Optoelectronics/Innolux. Помимо увеличения углов обзора, улучшена контрастность.
• A-MVA (Advanced MVA). Дальнейшее развитие S-MVA от компании AU Optronics. Удалось уменьшить время отклика.

Данный вариант матриц – оптимальный компромисс между дешевыми, но с кучей недостатков, TN, и более качественными, но более дорогими IPS. Единственный, пожалуй, недостаток MVA – это недостаток цветопередачи при увеличении угла обзора, особенно в полутонах. В повседневном использовании это практически незаметно, но у профессионалов, работающих с изображениями, могут быть сомнения по поводу таких матриц.

OLED (Organic Light Emitting Diode)

Технология, существенно отличающаяся от тех, что используются ныне. Стоимость матриц, особенно больших диагоналей, сложность производства пока что препятствуют широкому использованию этой технологии в производстве мониторов. Те модели, которые есть, стоят дорого и редки.

Как это работает

В основе технологии лежит использование углеродных органических материалов. Под напряжением они излучают определенный цвет, а при его отсутствии – полностью неактивны. Это позволяет, во-первых, полностью избавиться от подсветки, а во-вторых, обеспечить идеальную глубину черного цвета. Ведь ничего не светится и не фильтруется, посему и претензий к черному цвету быть не может.

Экраны OLED обеспечивают высокие значения яркости и контрастности, отличные углы обзора без искажений. Энергоэффективность на высоком уровне. Скорость отклика недоступна даже TN матрицам.

И все же ряд недостатков пока что сдерживает применение таких экранов. Это и небольшое время работы (экраны склонны к «выгоранию» — эффекту, который был присущ плазменным панелям), сложный процесс производства с довольно большим количеством брака, что повышает стоимость таких матриц.

QD (Quantum Dots)

Еще одна перспективная технология, основанная на использовании квантовых точек. На данный момент мониторов, выполненных по этой технологии, мало, да и стоят они недешево. Технология позволяет преодолеть практически все недостатки, присущие всем остальным вариантам матриц, используемых в дисплеях. Единственный недостаток – глубина черного не дотягивает до того уровня, что есть у OLED экранов.

Как это работает

В основе технологии лежит использование нанокристаллов размером от 2 до 10 нанометров. Разница в размерах не случайна, т. к. именно в этом и кроется вся хитрость. При подаче на них напряжения, они начинают излучать свет, причем с определенной длиной волны (т. е. определенного цвета), которая зависит от размеров этих кристаллов. Цвет также зависит от материала, из которых изготовлены нанокристаллы:

• Красный цвет – размер 10 нм, сплав кадмия, цинка и селена.
• Зеленый цвет – размер 6 нм, сплав кадмия и селена.
• Синий цвет – размер 3 нм, соединение цинка и серы.

В качестве подсветки используются синие светодиоды, а квантовые точки, отвечающие за зеленый и красный цвет, наносятся на подложку, причем сами эти точки никак не упорядочены. Они просто смешаны друг с другом. Попадающий на них синий свет от светодиода заставляет их светиться с определенной длиной волны, формируя цвет.

Эта технология позволяет обойтись без установки светофильтров, т. к. уже заранее получен нужный цвет. Тем самым улучшаются яркость и контрастность, т. к. удается избавиться от одного из слоев, из которых состоит экран.

В отличие от OLED, глубина черного немного ниже. Стоимость таких экранов пока что высока.

Сравнение матриц, выполненных по разным технологиям

В таблице краткое сравнение описанных типов матриц, из которого может быть понятно, в чем сильны, а в чем проигрывают те или иные типы экранов.

Тип матрицы	TN	IPS	MVA/PVA	OLED	QD
Время отклика	Низкое	Среднее	Среднее	Очень низкое	Среднее
Углы обзора	Малые	Хорошие	Средние	Отличные	Отличные
Цветопередача	На низком уровне	Хорошая	Хорошая, чуть хуже, чем у IPS	Отличная	Отличная
Контрастность	Средняя	Хорошая	Хорошая	Отличная	Отличная
Глубина черного	Низкая	Хорошая-отличная	Отличная	Отличная	Чуть хуже, чем у OLED
Стоимость	Низкая	Средняя-высокая	Средняя	Высокая	Высокая

Заключение.

Типы матриц монитора – какие выбрать?

Владельцы ноутбуков не избалованы выбором, в большинстве случаев используются либо TN, либо IPS экраны. За редким исключением каких-либо дорогих, статусных девайсов, где применяются более дорогие типы матриц.

Разве что можно выбрать между средними по качеству дисплеями «на каждый день» и более качественными, которые и для офиса подойдут, и качественно отредактировать фотографии позволят.

Пользователи обычных мониторов могут выбрать все, что душе может быть угодно, а финансами позволено. Для экономии, если речь идет об играх или офисной работе, вполне сгодится монитор с TN экраном.

Универсальным решением является монитор с IPS матрицей, или, как вариант, MVA. Широкие углы обзора, черный цвет, больше похожий на действительно черный, отличная цветопередача вам обеспечены. Вопрос только в стоимости и большем, чем у TN, времени отклика. Впрочем, игровые мониторы на таких матрицах показывают себя отлично, и если цели сэкономить, во что бы то ни стало, нет, то, определенно, стоит рассмотреть такой вариант.

Ну а у профессионалов вообще, фактически, альтернатив нет. Выбор между просто IPS и опять-таки IPS, но с каким-либо дополнением — IPS-Pro, H-IPS и т. п.

Перспективные варианты пока что на рынке представлены слабо, но, если так уж хочется иметь что-то особенное, то почему нет?

Об остальных параметрах мониторов читайте в другом материале.

Что такое матрица и какой тип матриц наиболее популярный сегодня IPS, TN или *VPA?

Наиболее распространенные виды матриц TN, IPS или *VA применяемые в повседневной жизни и автомобильной мультимедии.

Ежедневно огромное количество людей проводят длительное время за компьютером, смотря в экран своего монитора. Обсуждать полезность для зрения, смысла никакого не имеет — в цифровой век никуда от этого просто не деться.

Но для минимизации вредного воздействия образа жизни на здоровье можно, а это просто, подойти к выбору экрана более ответственно. Для не информированного человека, выбор и покупка этого девайса, будет довольно сложно, ведь сегодня на электронном рынке присутствует огромное количество совершенно разных моделей, в которых не так просто разобраться, будучи не в теме (кактус конечно помогает, но с ним не набегаешься).

Параметры, на которые необходимо заострить внимание перед приобретением любого устройства обладающего матрицей огромное количество, но одной из более значимых составляющих частей любого экрана является его матрица. Именно какой монитор и с какой матрице лучше выбрать и почему я постараюсь рассказать в этой статье.

У любого цифрового устройства, которое показывает изображение, матрица, является самым важным элементом и характеристикой при покупке/выборе магнитолы, потолочного или подголовников с монитором, просто телевизора или компьютерного экрана. Благодаря, какой матрице вы предпочтение отдадите, будет в первую очередь зависеть ваше дальнейшее удобство использования, а — это, проведение времени за просмотром телевизора, фильмов, игры и много других параметров.

Естественно в зависимости от предпочтения вами матриц, монитор в первую очередь отличаться в цене. Сравнить цены или узнать характеристики понравившегося вам девайса достаточно просто, провести мониторинг и сравнить цены с разными техническими характеристиками и матрицами легко, при помощи интернета.

 

Какие виды матриц бывают и применяются в повседневной жизни TN, *VA или IPS матрица (панель)

Сегодня практически все представленные девайсы обладают наиболее распространенными видами матриц из трех основных типов — это *VA, IPS и TN (по убыванию). 

Предлагаю обсудить и поговорить о них более поподробнее.

Матрица типа «*VA» 

Вид матрицы изнутри применяемый в повседневной *VA матрица (панель).

Технология мартицы Vertical Alignment (от агл. вертикальное выравнивание, сокращенно *VA ), более популярная и небезызвестная в странах СНГ как PVA или MVA (символ * имеет различное буквенное обозначение в зависимости от страны). Совершенно недавно к аббревиатуре *VA добавился еще один вариант с «S — SUPER» суффиксом , но это скорее всего маркетинговый ход, а с технической точки зрения, никаких серьезных изменений не было.

Технология матриц *VA сама по себе является продолжением матриц TN и при создании подразумевала устранение недостатков в предшественнике, но в результате борьбы сама обросла собственными, обратными недостатками. Можно отметить что минусы *VA, это плюсы матриц TN и наоборот. Но у потребителя, потребности совершенно разные, порою даже противоположные из-за чего, оборудование с такими матрицами, тоже нашло своего покупателя на электронном рынку.

Плюсы *VA матриц:

• Высокие углы обзора
• Высокая цветопередача
• Глубокие черные тона

Минусы *VA матриц:

• Невысокое время отклика,
• Дороговизна на модели повышенного качества,
• Не подходит для игр, просмотра фильмов (в общем, динамические сцены).

Матрица типа «IPS» 

Вид матрицы изнутри применяемый в повседневной IPS матрица (панель).

Технология мартицы Plane Switching (от агл. коммутация, сокращенно IPS), далеко не свежая разработка, однако мониторы с матрицами типа IPS, появились намного позже своих предшественников вследствие высокой цены и качественных компонентов в производстве. Мониторы работающие на IPS матрицах и сегодня по цене во много раз дороже аналогов, и в основном использовались крутыми фотографами, дизайнерами, и бизнесменами (Например, всеми любимое устройство Apple (Яблоко), при создании применяют именно IPS матрицы (качество! и цветок с собой не носи)).

Технология IPS, благодаря своим высоким техническим характеристикам, все равно совершенствуется из года в год, в результате появляются различные вариации – например, S-IPS, P-IPS, e-IPS , AH-IPS, H-IPS. И изменения у матриц такого типа скорее всего узконаправленные, например, увеличение контрастности или для снижения времени отклика или того и другого.

Плюсы IPS матриц:

• Суперская цветопередача
• Хорошая контрастность и яркость
• Отличные углы обзора
• Качество картинки очень реалистично

Минусы IPS матриц:

• Высокая цена (качество стоит этого!)
• Пониженное время отклика
• Контрастность похуже чем у *VA матрицы

Матрица типа TN 

Вид матрицы изнутри применяемый в повседневной TN матрица (панель).

Технология мартицы Twisted Nematic (от агл. Скрученные Нематические , сокращенно TN) является самой древней из вышеупомянутых вариантах матриц в нашем общении, но зато проверенная долгими годами, доработана до предела и из неё выжат максимум её возможностей.

Любые мониторы для автомобилей, бытового применения, рабочего с матрицей типа TN очень бюджетные, и благодаря этому они пользуются огромной популярностью и присутствуют в большинстве магазинов электроники и автоэлектриники.

Например, мониторы с матрицами типа TN установлены практически во всех учебных заведениях, гос. учреждениях, офисах, штатном автомобильном оборудовании (заводском) благодаря своей низкой цене. И в целом, это нормально, для работы с самыми банальными приложениями, прослушивании музыки в автомобиле для фона этой эффективности вполне достаточно. По коленочной статистике на сегодня примерно 90% используемых мониторов обладают матрицей именно TN типа.

Плюсы TN матриц:

• Копеечная цена
• Время отклика низкое

Минусы TN матриц:

• Плохая цветопередача
• Никакие углы обзора
• Древняя технология
• Высокое энергопотребление
• Огромное количество брака.

Подводя итог и вышеупомянутое можно сказать, заметить, что на сегодня не существует монитора с идеальными параметрами, который подходил бы для любого занятия и подходил бы каждому, если вы играете лучше один вид монитора, для мультимедийных потребностей другой вид матрицы, а для работы третье. 

При покупке рекомендуем определиться, в основном направлении применения вашего монитора и отталкиваясь от этих параметров или вышеперечисленной информации вы точно сделаете правильный выбор при выборе.

Типы матриц телевизоров: отличия, какую лучше выбрать

Типы матриц телевизоров имеют между собой существенные физические отличия. Но все они отвечают за самое главное в мультимедийном устройстве —  качество изображения. Выбирая телевизионную технику для презентаций или домашнего отдыха, следует разобраться в разновидностях экранов, чтобы определиться, какая матрица лучше подойдет для конкретных задач и обстановки.

Общее о жидкокристаллических матрицах

Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту — все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах. Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру. Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.

Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель — точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку. Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы. Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.

Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.

Самыми распространенными являются следующие виды:

Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?

TN

Данные типы матриц используются в большинстве относительно недорогих телевизоров. Полное название, в переводе на русский язык, означает «скрученный кристалл». Благодаря применению дополнительного покрытия, позволяющего расширить углы обзора, встречаются модели с обозначением TN+Film, позиционирующие их как средство для просмотра фильмов всей семьей.

Матрица устроена и функционирует следующим образом:

1. Кристаллы в пикселях выстроены по спирали.
2. Когда транзистор отключен, то электрическое поле не создается и свет проникает сквозь них естественным образом.
3. Управляющие электроды установлены с каждой стороны подложки.
4. Первый фильтр, расположенный до пикселя, имеет вертикальную поляризацию. Задний фильтр, стоящий после кристаллов, построен горизонтально.
5. Прохождение света через это поле дает яркую точку, которая приобретает определенный цвет благодаря фильтру.
6. При подаче напряжения на транзистор кристаллы начинают поворачиваться перпендикулярно плоскости экрана. Степень разворота зависит от высоты тока. Благодаря такому развороту, эта структура пропускает меньше света, и появляется возможность создать черную точку. Для этого все колбочки кристаллов должны «закрыться».

Данный тип матриц занял бюджетную нишу в оборудовании для воспроизведения мультимедийной продукции. Благодаря этой технологии можно получать приемлемые цвета и наслаждаться просмотром любимых передач и фильмов. Главным достоинством такой техники является финансовая доступность. Еще одним плюсом служит скорость срабатывания ячеек, мгновенно передающая цвета. Экономны такие модели и в плане энергопотребления.

Но этот тип матриц не самый хороший для телевизора ввиду сложности согласования одновременного поворота колбочек кристаллов. Разность временного результата выполнения этого процесса приводит к тому, что одни сегменты пикселя уже повернулись полностью, а другие продолжают пропускать частично свет. Рассеивание потока дает разное цветовое изображение, зависящее от угла нахождения смотрящего. В результате, если смотреть прямо — видишь черную машину на экране, а если зритель наблюдает сбоку, то ему эта же машина кажется серой.

Еще одним недостатком технологии TN является невозможность отобразить всю палитру цветов, которая заложена в материале. Например, фильм о подводной съемке кораллового рифа с его обитателями будет смотреться не так красочно, как на других моделях. Чтобы компенсировать это, разработчики встраивают в экран алгоритм замены цвета и попеременное воспроизведение ближайших оттенков.

Поэтому TN подойдет для просмотра небольшим кругом людей, смотрящих на экран почти под прямым углом. Так можно видеть картинку с максимально естественными цветами. Для более требовательного зрителя разработаны иные технологии.

VA

Исследуя, какая матрица лучше, стоит уделить внимание VA. Аббревиатура этой технологии расшифровывается как «вертикальное выравнивание». Она разработана японской компанией Fujitsu. Вот главные особенности разработки:

1. Управляющие электроды размещены так же по обеим сторонам подложек блока с кристаллами. Существенное отличие заключается в делении поверхности на зоны, которые очерчиваются невысокими бугорками на фильтрах.
2. Еще одним свойством VA служит способность кристаллов перемешиваться с соседними. Это дает четкие и насыщенные оттенки изображения. Проблема малых углов обзора на предыдущей технологии решилась за счет перпендикулярного расположения цилиндров кристаллов относительно заднего фильтра в момент отсутствия тока на транзисторах. Это дает естественный черный цвет.
3. При включении напряжения матрица изменяет свое расположение, позволяя проходить частично свету. Черные точки постепенно приобретают серый цвет. Но за счет ярко горящих рядом белых и цветных точек, изображение остается контрастным. Так насыщенность цветов сохраняется под разными углами обзора.
4. Еще одним достижением повышения качества изображения является ячеистая структура внутренней поверхности фильтров. Небольшие бугорки, делящие внутренне пространство на зоны, обеспечивают построение кристаллов под углом относительно поверхности монитора. Независимо от перпендикулярного или параллельного нахождения молекулярного ряда вся цепочка имеет отклонение в сторону. В результате, даже если зритель значительно сместится вправо или влево, построение кристаллов будет направлено прямо на взгляд.

Отклик жидких кристаллов на прохождение напряжения немного медленнее, чем у TN, но это пытаются компенсировать внедрением системы динамического повышения тока, воздействующей на выборочные участки поверхности, нуждающиеся в более быстром реагировании.

Данная технология делает телевизоры с VA типом матриц более удобными для просмотра материалов в следующих условиях:

• больших гостиных для отдыха всей семьей;
• конференц-залах;
• презентациях в офисе;
• просмотре спортивных событий в барах.

IPS

Самым дорогим по технологии выступает IPS, чья аббревиатура расшифровывается на русский язык как «плоское выключение». Ее разработали на заводе Hitachi, но позднее стали применять на LG и Philips.

Суть происходящего в матрице процесса такова:

1. Управляющие электроды находятся только с одной стороны (отсюда и название).
2. Кристаллы выстроены параллельно плоскости. Их положение одинаково для всех.
3. При отсутствии тока ячейка сохраняет насыщенный и чистый черный цвет. Это достигается благодаря препятствию поляризации света, который поглощается задним фильтром. Отсутствует сохранение свечения, наблюдаемое у
4. Во время подачи напряжения на транзистор кристаллы поворачиваются на 90 градусов.
5. Свет начинает проходить через второй фильтр, и образовываются разнообразные оттенки.

Это дает возможность просматривать изображение при углах 178 градусов.

Технология IPS зарекомендовала себя как стандарт по передаче полной глубины цвета.

Из технических параметров матрицы можно выделить 24 бита по цвету и по 8 бит на канал. Производятся модели телевизоров и с передачей 6 бит на канал.

Еще одним плюсом технологии служит затемнение битых пикселей, возникающее при нарушении работы между электродом и кристаллами. В других разработках такое место начинает светиться белой или цветной точкой. А здесь будет серой, что сглаживает зрительные ощущения от возникшего микробрака.

Достоинствами IPS являются насыщенные цвета и хорошие углы обзора. Проблему отклика решали постепенно, и сейчас время реагирования составляет 25 мс, а у некоторых моделей телевизоров до 16 мс.

Из недостатков этого типа матриц выделяются:

• более выраженная сетка между пикселями;
• возможное снижение контрастности из-за закрытия части света электродами, которые находятся все на одной стороне;
• высокая цена товара.

Поэтому подобные экраны больше подходят для демонстрации графических работ и фотографий. Так точно передастся изображение, которое будет видно всем присутствующим. Целесообразно устанавливать такие телевизоры на офисных презентациях и фотостудиях.

Решая, какая матрица – VA или IPS для телевизора будет лучше, следует учесть характер просматриваемых материалов. Для фильмов и отдыха лучше использовать первый вариант, а для показа нюансов графики — второй. TN или IPS обычно не сравнивают между собой из-за разности ценовой категории. Для отдыха семье из трех человек вполне хватит и первого типа матрицы. Ведь смотря под прямым углом на экран, цвета, включая черный, будут передаваться правдоподобно.

TN — технология производства LCD TFT матриц. Сравнение с конкурентами, плюсы и минусы.

TN (twisted—nematic)— матрицы – разновидность технологии производства LCD панелей, преимущественно бюджетных. Некоторые производители обозначают их как TN+film, правда все современные матрицы и есть TN+film, просто без обозначения.

Является самой дешёвой в производстве (и самой старой) и имеет самую низкую цену. Не имеет суб-пикселов и структура кристаллов очень простая.

Структура кристаллов имеет спиралевидный тип. При отсутствии напряжения на электродах, кристаллы выстраиваются спиралевидно, но не чётко структурировано и пропускают свет через светофильтры (белый). При подаче максимального напряжения на электроды, кристаллы выстраиваются перпендикулярно светофильтрам, пиксель не пропускает свет (чёрный). Кристаллы выступают в виде проводников пучка света. «Битый» пиксель характерно белый, а субпиксели красные, синие, зелёные.

Добиться точного позиционирования кристаллов на TN матрице невозможно, каждый пиксель по своему уникален. Естественно для точных профессиональных мониторов они не годятся по причине возможных отличий в тонах каждого пикселя.

Стоит также отметить очень «слабые» углы обзора из-за особенностей светофильтра, который располагается преимущественно горизонтально. По горизонтали углы приемлемые, а по вертикали всё гораздо хуже. Дополнительная плёнка в технологии TN+film, частично решила эту проблему, расширив углы обзора и «выпучив» цветовой поток наружу. Но углы обзора всё равно слабые в сравнении с другими LCD матрицами. Субпикселы по всей матрице идентичны по строению, но каждый имеет один из трёх цветов. Это достигается нанесением специального слоя поляризатора красного, зелёного или синего цвета. Это практически последний слой на матрице, далее идут только дополнительные поляризационные слои и защитная плёнка матрицы.

Основным преимуществом TN матриц является высокая скорость отклика BtW. Такие матрицы часто называют «игровыми». Но тут приходится чем-то жертвовать.

В данном случае, точность цветопередачи с каждым увеличением скорости матрицы, немного падает, как и контрастность матрицы. Ведь для быстрого переключения матрицы из положения ON в положение OFF, пришлось пожертвовать количеством возможных промежуточных значений. Они были не стабильны при использовании двух электродов, направленных под углом 210 градусов друг к другу (Super Twisted Nematic).

Twisted Nematic, отличается от матриц IPS, VA расположением электродов, методами позиционирования кристаллов и поляризационными слоями. В другом, матрицы схожи в строении. «LCD всё же и есть LCD«. Схожи только общие компоненты, а вот их реализация очень сильно отличается. И точность передачи оттенков тоже радикально разная.

Плюсы технологии TN в сравнении с VA, IPS:

• · Высокая скорость отклика BtW.

• · Низкая цена.

• · Дешевизна в производстве.

• · Возможность использования любых типов подсветки (CCFL или LED).

Минусы технологии TN в сравнении с VA, IPS:

• · Низкий уровень контрастности (уровней между светлыми оттенками и тёмными).

• · Малые углы обзора, особенно по вертикали.

• · Качество цветопередачи очень низкое, как и достоверность оттенков.

Технология TN+Film | ITstan.ru

TN+Film (скрученное состояние жидкого кристалла плюс пленка, наложенная на экран для увеличения углов обзора) — старейшая из используемых для производства активных ЖК-мониторов технология, ведущий свое существование еще со времен пассивных матриц. Под плёнкой подразумевается дополнительное внешнее покрытие экрана, расширяющее угол обзора. Поперечное сечение панели на тонкопленочных транзисторах представляет собой многослойный бутерброд. Крайний слой любой из сторон выполнен из стекла. Между этими слоями расположен тонкопленочный транзистор, панель цветного фильтра, обеспечивающая нужный цвет — красный, синий или зеленый, и слой жидких кристаллов. Вдобавок ко всему существует флуоресцентная подсветка, освещающая экран изнутри. При нормальных условиях, когда нет электрического заряда, жидкие кристаллы находятся в аморфном состоянии. В этом состоянии жидкие кристаллы пропускают свет. Количеством света, проходящего через жидкие кристаллы, можно управлять с помощью электрических зарядов — при этом изменяется ориентация кристаллов. Как и в традиционных электроннолучевых трубках, пиксель формируется из трех участков — красного, зеленого и синего. А различные цвета получаются в результате изменения величины соответствующего электрического заряда (что приводит к повороту кристалла и изменению яркости проходящего светового потока). TFT экран состоит из целой сетки таких пикселей, где работой каждого цветового участка каждого пикселя управляет отдельный транзистор. Для нормального обеспечения экранного разрешения 1024х768 (режим SVGA) монитор должен располагать именно таким количеством пикселей. В тонкопленочных полупроводниковых жидкокристаллических мониторах TFT LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) нет никаких материальных заслонок на петлях — жидкокристаллическое вещество расположено между двумя слоями стекла. Свет от лампы подсветки проходит через кристаллы нижнего поляризующего фильтра в соответствии с направлением, в котором повернуты их молекулы. Поляризационные фильтры регулируют проходящий через них свет, в результате чего получается не обычный поток света, а поляризованный. Дальше свет проходит через полупрозрачные управляющие электроды и встречает на своём пути слой жидких кристаллов. Изменением управляющего напряжения молекулы кристалла занимают положение, при котором свет встречается с поляризационным фильтром прямо или под углом 90°, т. е. поляризацию светового потока можно менять на величину до 90 градусов, или оставлять неизменной. Напряжение заставляет жидкие кристаллы работать подобно затвору камеры, блокируя или разрешая прохождение света сквозь фильтры. После слоя жидких кристаллов расположены светофильтры и тут каждый субпиксель окрашивается в нужный цвет – красный, зелёный или синий. Если посмотреть на экран, убрав верхний поляризующий фильтр, то можно увидеть миллионы светящихся с максимальной яркостью субпикселей. Иными словами, без верхнего поляризатора будет видно просто равномерное белое свечение по всей поверхности экрана. Но стоит поставить верхний поляризующий фильтр на место – и он «проявит» все изменения, которые произвели с поляризацией света жидкие кристаллы. Некоторые субпиксели так и останутся ярко светящимися, как левый на рисунке, у которого поляризация была изменена на 90 градусов, а некоторые погаснут, ведь верхний поляризатор стоит в противофазе нижнему и не пропускает света с дефолтной (по умолчанию) поляризацией. Есть и субпиксели с промежуточной яркостью – поляризация потока света, прошедшего через них, была развёрнута не на 90, а на меньшее число градусов, например, на 30 или 55 градусов. TN-матрицы никогда не выделялись высокими параметрами, в первую очередь страдала цветопередача, которая у старых ЖК-мониторов не просто отличалась от ЭЛТ-мониторов, а была столь специфической, что к ней зачастую приходилось привыкать даже в офисных приложениях, а о работе с фотографиями лучше было и не упоминать. По этой причине TN-матрицам долгое время прочили замену и вытеснение с рынка, сначала в лице IPS-матриц, а потом MVA-матриц, однако на практике все получилось совсем иначе, чем в прогнозах аналитиков. Часть своего названия TN (Twisted Nematic) эти матрицы получили за способ организации жидких кристаллов в панели — при подаче напряжения кристаллы сворачиваются в спираль, ось которой перпендикулярна плоскости панели. К сожалению, форма спирали оказывается слегка искажена, т. к. крайние кристаллы не параллельны поверхности, а находятся под небольшим углом к ней (рисунок). К тому же, оптические характеристики спирали при взгляде вдоль ее оси и под углом будут сильно различаться – из-за первого недостатка TN-матрицы не могут похвастаться большой контрастностью, а из-за второго – большими углами обзора. Тонкопленочный транзисторный жидкокристаллический дисплей — это элемент, использующий двойное преломление в жидком кристалле света, излучаемого внутри монитора, для управления этим светом и формированием на его основе изображения. Управление базируется на свойстве луча преломляться относительно главной оси кристалла. При TFT технологии каждый элемент подключен к матрице электродов через тонкопленочный транзистор. Этот транзистор при открывании подключает элемент вместе с параллельно включенным конденсатором к зарядному электроду. При закрытом транзисторе заряд, оставшийся на конденсаторе, продолжает управлять состоянием ячейки. Это позволило применять менее инерционные ЖК (типичное значение времени отклика — 30 мс) и повысить контрастность до значений 300:1 и выше. В обычном состоянии, при отсутствии управляющего напряжения, жидкие кристаллы в TN+Film находятся в скрученной фазе и субпиксель ярко горит (как в левой части рис.). Чем больше приложенное к ячейке напряжение – тем больше распрямляются молекулы жидких кристаллов. При максимальном управляющем напряжении субпиксель будет затемнён до предела. Тонкопленочными транзисторы являются вынужденно, поскольку изготовить 1024?768?3=2 359 296 толстопленочных транзисторов методом шелкографии затруднительно. Поэтому и транзисторы, и необходимые для управления ими электроды, и конденсаторы, и межслоевую изоляцию наносят теми же самыми методами, что применяются при изготовлении больших интегральных схем. Главным различием является то, что в основе микросхем лежит чистый монокристаллический кремний, тогда как при производстве ЖК-панелей приходится иметь дело со стеклянной подложкой. Вследствие этого материал, необходимый для изготовления транзисторов — кремний, также приходится наносить методом напыления. Однако, поскольку стекло не обладает необходимой жаростойкостью и соответствующей кристаллической структурой, то напыляемый кремний осаждается на стекло в аморфном состоянии. При этом подвижность электронов в нем мала и качество транзисторов невысоко. В последнее время появились технологии, позволяющие получать из аморфного кремния поликристаллический непосредственно на стеклянной подложке при помощи низкотемпературного (менее 500 °C ) отжига. Это обусловило увеличение подвижности электронов в кремнии примерно на порядок и улучшение качества транзисторов. Особые надежды возлагаются на процесс отжига кремния при помощи лазера на эксимерах, при котором достигается подвижность электронов, всего лишь в два раза меньшая, чем в монокристаллическом кремнии. Результатом станет получение высококачественных транзисторов, из которых можно построить контроллер и разместить его непосредственно на панели, что позволит резко сократить число межсоединений. Вследствие необходимости работы с цветным изображением каждый пиксель теперь состоит из трех элементарных ячеек, причем каждая ячейка снабжена индивидуальным светофильтром — красным, зеленым и синим. Для достижения полноценного цветного изображения необходимо уметь создавать промежуточные между полной прозрачностью и полной непрозрачностью значения степени пропускания света. На самом деле степень поворота молекул в определенном диапазоне примерно пропорциональна приложенному напряжению, что позволяет на сегодняшний день получить примерно 64 градации яркости на элемент или 262 144 (18 бит) на пиксель из трех элементов. Для реализации 24-битного цвета в контроллере либо обрезаются два младших значащих бита, либо производится компрессия (сжатие). В некоторых разработках увеличение глубины цвета достигается за счет временной модуляции яркости элементов изображения, однако это приводит к заметному мерцанию. Фирменная технология Hitachi, например, предусматривает небольшое циклическое изменение напряжения, приложенного к элементам, на протяжении периода в три или четыре кадра. Это позволяет приблизиться к заветным 256 цветам на элемент, но лишь для статических изображений. В фирменных спецификациях на панели часто указывается достоверное значение 6 бит/элемент, реже — 8 бит (6+FRC). Иногда разрядность панели вообще не указывается: писать мало — неудобно, много — стыдно, да и изготовителя монитора можно подвести. Ведь из панелей с 18-битным цветом сплошь и рядом делают мониторы с глубиной цвета 24 бита. Из принципа работы TN+Film сразу же вытекают основные недостатки этой технологии: если откажет управляющий транзистор, на экране будет постоянно присутствовать ярко горящий субпиксель; из-за того, что даже при максимальном приложенном напряжении молекулы жидкого кристалла могут не раскрутиться до конца, чёрный цвет получается не идеальным, а скорее тёмно-тёмно-серым; ограниченный угол обзора. Поскольку коэффициент преломления входящего в кристалл света зависит от угла падения, угол обзора монитора TFT гораздо меньше, чем у CRT-монитора. Несмотря на применение специальной плёнки-покрытия угол обзора редко превышает 140-150 градусов. Те значения углов, которые указывают разработчики, — это, скорее, углы, с которых видно монитор, а не изображение на экране. В настоящее время разработано несколько способов увеличения угла обзора. Наиболее общий подход к решению этой проблемы заключается в выборе пленки, обеспечивающей увеличение угла обзора путем изменения коэффициента преломления. В борьбе «за углы» было изобретено несколько новых технологий, достойное место среди которых занимают IPS (In Plane Switching), VA (Vertically Aligned) и MVA (Multi — domain Vertically Aligned). Технология полностью отработана и «вылизана», поэтому себестоимость матриц получается наиболее низкой. Практически все 15-дюймовые и очень многие 17-дюймовые мониторы сделаны именно по этой технологии. Популярность технологии TN резко возросла с появлением матриц с временем отклика 16 мс: во-первых, на тот момент это были единственные матрицы, для которых можно было указать такое время отклика – а, следовательно, это было громадное подспорье маркетинговым отделам, которые могли начать громко рекламировать непревзойденно быстрые матрицы. Как известно, для подобной рекламы лучше всего выделить один параметр, «интуитивно» понимаемый пользователем – такой параметр достаточно просто написать крупным шрифтом на коробке. Именно такую идею, крайне широко применяемую при продаже компьютерной (да и не только) техники, озвучил Крейг Барретт, говоря об успехах продаж процессоров Intel : «Покупают мегагерцы». С точки зрения пользователей тактовая частота процессора является «интуитивно понятным» показателем, якобы однозначно определяющим скорость процессора (а AMD пришлось приложить немало усилий и потратить немало денег лишь на то, чтобы поколебать это убеждение). С этой же точки зрения время отклика стало для ЖК-мониторов определяющим (или, как утверждают скептики, было сделано не без помощи маркетинговых отделов) параметром, однозначно определяющим качество матрицы. во-вторых, технология TN – самая дешевая из имеющихся технологий производства ЖК-матриц, а значит, ЖК-мониторы на этих матрицах можно продавать дешевле, чем изделия конкурентов на других типах матриц. Сочетание относительной дешевизны и интуитивно понятной для пользователей характеристики оказалось практически убийственным для других типов матриц — два года назад на рынок были выброшены TN-мониторы, которые были дешевле конкурентов на IPS или MVA матрицах и «качественнее» их же (это слово взято в кавычки, потому что под качеством маркетинговые отделы понимали одну-единственную достойную внимания характеристику TN – время отклика). В результате к настоящему моменту все 17-дюймовые мониторы, кроме буквально нескольких моделей (некоторые мониторы Samsung выпускаются на базе PVA-матриц, а у Iiyama есть модель h530S на базе S-IPS-матрицы), выпускаются на базе TN-матриц, и уже началось наступление TN на рынок 19-дюймовых мониторов – до сих пор его спасало фактически только отсутствие большеформатных TN-матриц. К сожалению, на практике время отклика отнюдь не является показателем качества. Во-первых, время отклика 16 мс для новых матриц было достигнуто за счет трюка, возможного благодаря методике измерения времени отклика. Ранее было описано, что оно измеряется только на переключении матрицы с черного на белый и обратно. На рисунке приведены графики времени переключения пикселя с черного на градации серого двух мониторов – NEC LCD1760VM со временем отклика 25 мс, и Iiyama ProLite E431S – со временем отклика 16 мс. Четко видно, что графики совпадают практически полностью, за исключением именно переключения с черного на белый, где 16 мс матрица резко вырывается вперед. Такая ситуация не является уникальной для данного монитора – все TN-матрицы со временем отклика менее 25 мс демонстрируют такие же графики. Разумеется, время отклика на переходах с черного на серый тоже уменьшается – для современных 12-миллисекундных матриц оно составляет уже менее 25 мс в максимуме, и очевидно, что если бы продолжалось дальнейшее развитие 25 мс матрицы, то и они могли бы достичь таких же показателей, за исключением резкого падения времени отклика на переходах с черного на белый. Впрочем, компании Samsung удалось добиться времени перехода с черного на серый менее 20 мс в своем SyncMaster 710T, однако это пока единственный случай, где максимальное время отклика в достаточной степени соответствует паспортному времени – во всех других мониторах выигрыш «быстрых» матриц на переходах с черного на серый весьма невелик и составляет не более 2-3 мс по сравнению с матрицами предыдущего поколения. Иначе говоря, на практике обнаруживается, что во многих случаях 16 мс матрица быстрее 25 мс отнюдь не в полтора раза, а 12 мс матрица быстрее 16 мс опять же не в 1,33 раза, а несколько меньше. Тем не менее, постепенное улучшение времени отклика, хоть оно и не столь велико, как это кажется из приводимых производителями цифр, не может не радовать. К настоящему моменту 25 мс матрицы уже полностью вытеснены с рынка, а господствуют на нем 16 мс TN+Film матрицы. Впрочем, и их господство продлится недолго – уже появились модели на 12 мс матрицах, а не за горами и 8 мс. Однако даже с таким временем отклика ЖК-матрицам еще далеко до ЭЛТ-мониторов – для того, чтобы смазывание движущихся изображений стало неразличимо, необходимо время отклика порядка 4 мс, причем не только на переходах с черного на белый, но и во всем диапазоне оттенков. Что касается углов обзора, то проблема первых 16-миллисекундных матриц заключалась в том, что эти углы обзора были настолько малы, что это делало фактически неприемлемой нормальную работу за монитором – даже сидя перед ним неподвижно, все равно нельзя было не отметить, что верх экрана заметно темнее низа, а по бокам цвета начинают слегка отдавать в желтизну. Вообще говоря, такая особенность – заметное потемнение при взгляде снизу – однозначно выдает TN-матрицу, ибо на других типах матриц не наблюдается. Разумеется, с тех пор произошли заметные улучшения – горизонтальные углы обзора стали достаточными для того, чтобы, даже сидя перед монитором вдвоем, не жаловаться на «грязноватость» белого цвета, да и вертикальные углы уже не доставляют больших неудобств, хотя неравномерность яркости экрана по вертикали до сих пор заметна даже на лучших образцах матриц. К сожалению, производители мониторов на TN-матрицах, стараясь догнать конкурирующие типы матриц по этому параметру хотя бы на бумаге, стали все чаще указывать углы обзора, измеренные по падению контрастности до 5:1, а не до 10:1 – таким образом TN-матрицы «обзавелись» паспортными углами обзора 160 градусов, не получив при этом никаких реальных преимуществ. Здесь хотелось бы еще раз напомнить про описанный выше метод измерения углов обзора – даже заявленный производителем «честный» угол обзора 140 градусов означает вовсе не то, что для обнаружения его нехватки придется «смотреть на монитор из-под стола» или «танцевать перед ним во время работы», как полагают при взгляде на заявленные характеристики многие покупатели, ибо заметные на глаз искажения картинки наступают при углах намного меньше заявленных, а цифра «140 градусов» означает сильные искажения картинки при взгляде под такими углами. Так, неравномерность яркости по вертикали на TN-матрицах можно легко заметить, даже неподвижно сидя прямо перед монитором, а потому, если важна равномерность изображения по всей площади экрана, то монитор на базе TN-матрицы будет худшим вариантом выбора из возможных. Контрастность TN-матриц также оставляет желать лучшего. Несмотря на то, что большинство производителей заявляют контрастность порядка 500:1, реальная контрастность таких матриц редко достигает даже 300:1, и лишь немногим экземплярам мониторов удается добраться до 400:1. На практике это означает, что получить на мониторе с TN-матрицей качественный черный цвет практически невозможно, а уж в полутемной комнате (например, при просмотре фильмов) черный фон на экране будет отчетливо подсвечиваться. Впрочем, надо заметить, что контрастность матриц сильно зависит от их производителя – если, скажем, для последних матриц от Samsung контрастность 300…400:1 является достаточно стандартным показателем, то матрицы от Chunghwa Picture Tubes (CPT) зачастую демонстрируют такую плохую контрастность, что мониторы на их базе не всегда можно рекомендовать даже в качестве недорогих офисных моделей. Еще один недостаток TN-матриц – в случае выхода из строя тонкопленочного транзистора на экране появляется яркая точка, ибо в неактивном состоянии пиксели в TN-матрицах свободно пропускают свет. Такие точки значительно заметнее, чем просто темные пиксели, особенно если монитор используется преимущественно вечером и для просмотра фильмов или игр. Кроме того не лучше и цветопередача этого типа матриц. Мало того, что все без исключения «быстрые» матрицы – 18-битные, то есть отображение 16,2 млн. цветов на них достигается исключительно за счет FRC, так еще и даже без учета этого цвета на TN-матрицах оставляют желать лучшего – они бледные, невыразительные и сравнительно далеки от естественных, что делает TN-матрицы малопригодными для работы с цветом даже на среднем любительском уровне. Таким образом, малое время отклика оказывается не только главным, но и единственным преимуществом TN-матриц – все остальные параметры находятся у них на весьма среднем уровне. Мониторы на этом типе матриц подойдут для игр или просмотра фильмов, а также для обычной офисной работы, но вот для серьезной работы лучше будет обратить внимание на другие типы матриц. К сожалению, фактически это ограничивает выбор мониторов моделями с диагональю от 19 дюймов и больше, ибо среди 17-дюймовых моделей абсолютное большинство имеют именно TN+Film матрицу.

Устранение путаницы из матриц путаницы | Автор: Эллисон Раган,

Источник: «Понимание матрицы путаницы» Саранг Нархеде в книге «На пути к науке о данных»

Когда я впервые узнал о концепции матрицы заблуждений, у меня возникло одно подавляющее чувство: замешательство. В конце концов, они называются матрицами путаницы. На самом деле, я убежден, что они названы так потому, что часто сбивают с толку (не цитируйте меня). Но если углубиться в построение матрицы путаницы, на самом деле это не так уж и запутанно.

Самое важное, что нужно знать, это то, что он полностью основан на исходе .

Как следует смотреть на матрицу неточностей

Метка «Положительный / Отрицательный» относится к предсказанному результату эксперимента , в то время как Истина / Ложь относится к фактическому результату . Так что, если бы я предсказал, что кто-то был беременен, но это не так, то это было бы ложноположительным, потому что результат фактический был ложным, а прогноз был положительным.

Типы ошибок

Матрицы неточностей имеют два типа ошибок: Тип I и Тип II.

Меня учили двум способам держать Тип I и Тип II прямыми. Если вы знаете кого-либо, кто помогал вам на протяжении многих лет, оставляйте их в комментариях — я люблю хорошую мнемонику!

Первый способ — переписать ложноотрицательный и ложноположительный. Ложно-положительный результат — это ошибка типа I, потому что ложно-положительный результат = F alse True и имеет только один F. Ложно-отрицательный результат — это ошибка типа II, потому что ложно-отрицательный = F alse F , так что, таким образом, есть два F. Тип II.(Престижность Райли Даллас за этот метод!)

Второй способ — рассмотреть значения этих слов. Ложно-положительный результат содержит одно отрицательное слово (Ложь), поэтому это ошибка типа I. Ложноотрицательное слово содержит два отрицательных слова (ложное + отрицательное), поэтому это ошибка типа II.

Из нашей матрицы неточностей мы можем вычислить пять различных показателей, измеряющих достоверность нашей модели.

1. Точность (все правильные / все) = TP + TN / TP + TN + FP + FN
2. Ошибочная классификация (все неправильные / все) = FP + FN / TP + TN + FP + FN
3. Точность ( истинных положительных результатов / прогнозируемых положительных результатов) = TP / TP + FP
4. Чувствительность или отзыв ( истинных положительных результатов / все фактических положительных результатов) = TP / TP + FN
5. Специфичность ( истинных отрицательных результатов / все фактических негативов) = TN / TN + FP

На этом этапе я бросил вам много слов и формул, поэтому давайте применим то, что мы узнали, к примеру.Лучше всего я учусь на примерах, а когда дело доходит до матриц, нет лучшего примера, чем беременность.

Предположим, я работаю в Target и хочу выявить беременных подростков, чтобы я мог сообщить их отцам раньше, чем они смогут, на основе покупательского поведения. Я произвел случайную выборку из 500 клиентов-девушек-подростков. Из этих подростков 50 действительно беременны. Я предсказал 100 беременных подростков, 45 из которых на самом деле беременны.

Наша задача состоит из двух частей: A) Определить TP, TN, FP, FN и построить матрицу неточностей и B) Рассчитать точность, ошибочную классификацию, точность, чувствительность и специфичность

Во-первых, давайте разбейте формулировку нашей проблемы, чтобы ответить на часть A.

Я беру случайную выборку из 500 женщин-подростков. Из этих подростков 50 фактически беременны . Я предсказал 100 беременных подростков, 45 из которых фактически беременных .

Я предсказал 100 беременностей, поэтому наш «прогнозируемый ряд беременных» должен в сумме составить 100. Мы знаем, что 45 из 100 действительно были беременными, поэтому мы можем поместить 45 в прогнозируемое место фактической беременности, то есть истинно положительный результат.

45 действительно беременны

Кроме того, 50 человек в моей выборке действительно беременны.Таким образом, мой фактический столбец беременных должен составлять 50. Поскольку у нас уже 45 в этом столбце, мы добавляем 5 в прогнозируемое, а не на самом деле беременное пятно, также называемое ложноотрицательным.

50–45 = 5

Я предсказал 100 беременностей, но только 45 из них действительно были беременными. Итак, сколько я предсказал неверно? Ответ — 55, и это мой ложноположительный результат, потому что я ошибочно предсказал положительный результат.

100–45 = 55

Наконец, я могу определить количество истинных отрицаний, сложив 45, 55 и 5 вместе, а затем вычтя из моей общей выборки 500.Остается 395 True Negative. После того, как наши числа заполнены, мы можем дважды проверить себя, сложив все наши квадраты и убедившись, что они в сумме составляют 500.

Мы также знаем, что 55 или ложноположительный результат — это наша ошибка типа I, потому что мы знаем, что я ошибочно предсказал 55 беременностей из 100 моих предсказанных беременностей. Мы знаем, что 5 или ложноотрицательный результат — это наша ошибка типа II, потому что мы знаем, что я ошибочно предсказал, что 5 девочек не были беременными из 50 фактических беременностей.

Затем мы можем использовать нашу помеченную матрицу путаницы для расчета наших показателей.

1. Точность (все правильные / все) = TP + TN / TP + TN + FP + FN

(45 + 395) / 500 = 440/500 = 0,88 или 88% Точность

2. Ошибочная классификация (все неправильные / все) = FP + FN / TP + TN + FP + FN

(55 + 5) / 500 = 60/500 = 0,12 или 12% Ошибочная классификация

Вы можете также просто сделайте 1 — Точность, поэтому:

1–0,88 = 0,12 или 12% Ошибочная классификация

3.Точность ( истинных положительных результатов / прогнозируемых положительных результатов) = TP / TP + FP

45 / (45 + 55) = 45/100 = 0,45 или 45% Точность

4. Чувствительность, также известная как отзыв ( истинных положительных результатов / все фактических положительных результатов) = TP / TP + FN

45 / (45 + 5) = 45/50 = 0,90 или 90% Чувствительность

5. Специфичность ( истинных отрицательных результатов / все фактических негативов) = TN / TN + FP

395 / (395 + 55) = 395/450 = 0.88 или 88% Специфичность

Наш окончательный результат

Это все прекрасно, но почему нас это волнует?

Нам не все равно, потому что матрица неточностей может помочь нам оценить производительность наших моделей с использованием показателей, которые мы рассчитали выше. Теперь нам не нужно делать все пять каждый раз — нам просто нужно выбрать тот, который поможет нам оценить нашу модель на основе нашего наихудшего сценария.

В этом случае, в нашем примере с беременностью, высокая частота ложных срабатываний является наихудшим исходом.Это делает точность метрикой, на которой я хотел бы сосредоточиться, что довольно ужасно — всего 45%. Это означает, что мы неверно прогнозируем беременность и информируем родителей о несуществующей беременности в 55% случаев. Наша модель, попросту говоря, отстой.

Я надеюсь, что эта статья заставила вас немного меньше запутаться в матрицах путаницы. Если у вас есть вопросы или способы упрощения, оставьте их в комментариях ниже.

Программа MATH 2010 | TN eCampus

Следующие два утверждения (1., 2.) были взяты из документа TBR Общесистемные правила для студентов, выпущенного в январе 2012 г .:

ПРАВИЛА СОВЕТА РЕГЕНТОВ ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА И ОБЩЕСТВЕННОГО КОЛЛЕДЖА СИСТЕМЫ ТЕННЕССИ СИСТЕМЫ СТУДЕНЧЕСКИХ ПРАВИЛ ГЛАВА 0240-02-03 СТУДЕНЧЕСКИЕ ПРАВИЛА И ДИСЦИПЛИНАРНЫЕ САНКЦИИ

Прочтите этот документ полностью здесь.

1. Стандарты поведения:

• Студенты должны придерживаться тех же профессиональных, юридических и этических стандартов поведения в Интернете, что и в кампусе.Кроме того, учащиеся должны соблюдать общепринятые стандарты сетевого этикета при отправке электронной почты, размещении комментариев на доске обсуждений и при использовании других средств общения в Интернете. В частности, учащиеся должны воздерживаться от ненормативной и / или оскорбительной лексики, комментариев и действий.

2. Ознакомьтесь с Политикой академической честности / академической честности TN eCampus:

• Ожидается, что в своей учебной деятельности студенты будут поддерживать высокие стандарты честности и добросовестности.Академическая нечестность запрещена.

Такое поведение включает, но не ограничивается:

• попытка одного или нескольких студентов использовать несанкционированную информацию при сдаче экзамена
• представить в качестве своей работы темы, отчеты, рисунки, лабораторные заметки , компьютерные программы или другие продукты, подготовленные другим лицом,
• или преднамеренно помогающие другому учащемуся получить или использовать неразрешенные материалы.

Плагиат, мошенничество и другие формы академической нечестности запрещены.

Учащиеся, виновные в академических проступках, прямо или косвенно в результате участия или помощи, подлежат дисциплинарным взысканиям в соответствии с обычными процедурами учебного заведения, где учится учащийся. Обратитесь к справочнику для учащихся, предоставленному вашим учебным заведением, чтобы ознакомиться с политикой поведения учащихся.

В дополнение к другим возможным дисциплинарным санкциям, которые могут быть наложены, инструктор имеет право выставить оценку «F» или ноль за действие или выставить оценку «F» за курс.

Другие правила курса:

Ожидается, что студенты:

• Участвуют во всех аспектах курса
• Общайтесь с другими студентами
• Научитесь ориентироваться в Brightspace
• Будьте в курсе объявлений курса
• Используйте назначенный адрес электронной почты руководства курса (Brightspace), а не личный адрес электронной почты
• Немедленно устраняйте технические проблемы:
• Всегда соблюдайте сетевой этикет курса.

Есть ли в R функция для сведения большой матрицы неадекватности к матрице смешения положительно-отрицательного уровня 2×2 в R?

Я не знаю ни одного, который уже существует, но, возможно, это метод.

Чтобы упростить и показать, что и где используется, я создам матрицу такого же размера, которая показывает, какой тип находится где:

  types <- # простой способ скопировать dimnames и dimnames
types [] <- "TN" # значение по умолчанию для большинства ячеек
типы [, "A"] <- "FP"
типы ["A",] <- "FN"
типы ["A", "A"] <- "TP"
типы
# А Б В Г Д Е Ж З И Й
№ A «TP» «FN» «FN» «FN» «FN» «FN» «FN» «FN» «FN» «FN»
№ B «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ C «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ D «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ E «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ F «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ G «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ H «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ I «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
№ J «FP» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN» «TN»
  

Как мы это используем:

  a [which (types == "FN", arr.ind = TRUE)]
# [1] 46 90 74 39 34 68 5 59 67
sum (a [which (types == "FN", arr.ind = TRUE)])
# [1] 482
a [which (types == "FP", arr.ind = TRUE)]
# [1] 94 29 83 65 52 74 14 66 71
sum (a [which (types == "FP", arr.ind = TRUE)])
# [1] 548
  

Полная матрица:

  внешний (setNames (nm = c ("T", "F")), setNames (nm = c ("P", "N")),
      Векторизовать (функция (tf, pn) sum (a [which (types == paste0 (tf, pn))]),
                vectorize.args = c ("tf", "pn")))
# P N
# T 92 4172
# F 548 482
  

или, если вам нужны только именные счетчики:

  сапплы (уникальные (с (типы)),
       функция (тип) сумма ([который (типы == тип)]))
№ TP FP FN TN
# 92 548 482 4172
  

---

Мои случайные данные:

  комплект.семя (42)
a <- round (матрица (runif (100,1,100), nrow = 10), 0)
colnames (a) <- БУКВЫ [1:10]
rownames (a) <- ПИСЬМА [1:10]
а
# А Б В Г Д Е Ж З И Й
# А 92 46 90 74 39 34 68 5 59 67
# B 94 72 15 81 44 35 98 15 17 1
# С 29 94 99 39 5 40 76 22 37 22
# D 83 26 95 69 97 79 57 48 65 93
# E 65 47 9 1 44 5 85 21 78 93
# F 52 94 52 83 96 75 20 72 57 74
# G 74 98 40 2 89 68 28 2 24 34
# H 14 13 91 22 64 18 83 38 10 52
# I 66 48 45 91 97 27 70 52 9 75
# J 71 56 84 62 62 52 25 1 31 62
  

Матрица путаницы

- получение элементов FP / FN / TP / TN - Python

Я предлагаю PyCM lib для анализа матрицы ошибок.

Пример:

  >>> из импорта pycm *
>>> y_actu = [2, 0, 2, 2, 0, 1, 1, 2, 2, 0, 1, 2] # или y_actu = numpy.array ([2, 0, 2, 2, 0, 1 , 1, 2, 2, 0, 1, 2])
>>> y_pred = [0, 0, 2, 1, 0, 2, 1, 0, 2, 0, 2, 2] # или y_pred = numpy.array ([0, 0, 2, 1, 0, 2 , 1, 0, 2, 0, 2, 2])
>>> cm = ConfusionMatrix (actual_vector = y_actu, pred_vector = y_pred) # Создать CM из данных
>>> cm.classes
[0, 1, 2]
>>> см. таблица
{0: {0: 3, 1: 0, 2: 0}, 1: {0: 0, 1: 1, 2: 2}, 2: {0: 2, 1: 1, 2: 3}}
>>> печать (см)
Прогноз 0 1 2
Действительный
0 3 0 0
1 0 1 2
2 2 1 3




Общая статистика:

95% ДИ (0.30439,0.86228)
Bennett_S 0,375
Хи-квадрат 6,6
Хи-квадрат DF 4
Условная энтропия 0,95915
Крамер_В 0,5244
Кросс-энтропия 1,59352
Gwet_AC1 0.38931
Совместная энтропия 2.45915
KL Дивергенция 0,09352
Каппа 0,35484
Каппа 95% ДИ (-0,07708,0,78675)
Каппа Нет распространенности 0,16667
Стандартная ошибка Каппа 0,22036
Каппа Беспристрастный 0.34426
Лямбда A 0,16667
Лямбда B 0,42857
Взаимная информация 0,52421
Общая_ACC 0,58333
Общий_RACC ​​0,35417
Общая_RACCU 0,36458
PPV_Macro 0.56667
PPV_Micro 0,58333
Фи-квадрат 0,55
Справочная энтропия 1.5
Энтропия отклика 1,48336
Scott_PI 0,34426
Стандартная ошибка 0,14232
Strength_Of_Agreement (Альтман) Ярмарка
Strength_Of_Agreement (Cicchetti) Плохо
Strength_Of_Agreement (Fleiss) Плохо
Strength_Of_Agreement (Landis and Koch) Ярмарка
TPR_Macro 0.61111
TPR_Micro 0,58333

Статистика класса:

Классы 0 1 2
ACC (точность) 0,83333 0,75 0,58333
BM (Информированность или информированность букмекеров) 0,77778 0,22222 0,16667
DOR (отношение шансов диагностики) Нет 4.0 2,0
ERR (частота ошибок) 0,16667 0,25 0,41667
F0,5 (оценка F0,5) 0,65217 0,45455 0,57692
F1 (оценка F1 - среднее гармоническое значение точности и чувствительности) 0,75 0,4 0,54545
F2 (оценка F2) 0.88235 0,35714 0,51724
FDR (коэффициент ложного обнаружения) 0,4 0,5 0,4
FN (ложноотрицательный / промах / ошибка типа 2) 0 2 3
FNR (частота пропущенных или ложноотрицательных результатов) 0,0 0,66667 0,5
FOR (уровень ложных пропусков) 0.0 0,2 0,42857
FP (ложное срабатывание / ошибка типа 1 / ложная тревога) 2 1 2
FPR (количество выпадений или ложных срабатываний) 0,22222 0,11111 0,33333
G (G-мера геометрического среднего точности и чувствительности) 0,7746 0,40825 0,54772
LR + (положительное отношение правдоподобия) 4.5 3,0 1,5
LR- (Отрицательное отношение правдоподобия) 0,0 0,75 0,75
MCC (коэффициент корреляции Мэтьюза) 0,68313 0,2582 0,16903
МК (Маркированность) 0,6 0,3 0,17143
N (состояние отрицательное) 9 9 6
NPV (отрицательная прогностическая ценность) 1.0 0,8 0,57143
P (положительное состояние) 3 3 6
POP (Население) 12 12 12
PPV (точность или положительная прогностическая ценность) 0,6 0,5 0,6
PRE (распространенность) 0.25 0,25 0,5
RACC (случайная точность) 0,10417 0,04167 0,20833
RACCU (случайная точность, несмещенная) 0,11111 0,0434 0,21007
TN (истинно отрицательное / правильное отклонение) 7 8 4
TNR (специфичность или истинно отрицательная ставка) 0.77778 0,88889 0,66667
TON (результат теста отрицательный) 7 10 7
TOP (результат теста положительный) 5 2 5
TP (истинный положительный результат / попадание) 3 1 3
TPR (Чувствительность, отзыв, частота попаданий или истинно положительный показатель) 1.0 0,33333 0,5

>>> cm.matrix ()
Прогноз 0 1 2
Действительный
0 3 0 0
1 0 1 2
2 2 1 3

>>> cm.normalized_matrix ()
Прогноз 0 1 2
Действительный
0 1,0 0,0 0,0
1 0,0 0,33333 0,66667
2 0.33333 0,16667 0,5
  

Простое руководство по терминологии матрицы путаницы

25 марта 2014 г. · машинное обучение

Матрица неточностей - это таблица, которая часто используется для описания эффективности модели классификации (или «классификатора») на наборе тестовых данных, для которых известны истинные значения. Сама матрица неточностей относительно проста для понимания, но связанная с ней терминология может сбивать с толку.

Я хотел создать «краткое справочное руководство» для терминологии матрицы путаницы , потому что я не смог найти существующий ресурс, который соответствовал бы моим требованиям: компактный в представлении, использование чисел вместо произвольных переменных и объяснение как в терминах формул, так и предложения.

Начнем с примера матрицы путаницы для двоичного классификатора (хотя ее можно легко расширить на случай более чем двух классов):

Что мы можем узнать из этой матрицы?

• Есть два возможных прогнозируемых класса: «да» и «нет». Если бы мы предсказывали наличие болезни, например, «да» означало бы, что у них есть болезнь, а «нет» означало бы, что у них нет болезни.
• Всего классификатор сделал 165 прогнозов (например,г., 165 пациентов проходили обследование на наличие этого заболевания).
• Из этих 165 случаев классификатор предсказал «да» 110 раз и «нет» 55 раз.
• На самом деле 105 пациентов в выборке болеют этим заболеванием, а 60 - нет.

Давайте теперь определим самые основные термины, которые являются целыми числами (не ставками):

• истинно положительных результатов (TP): Это случаи, в которых мы предсказали «да» (у них есть болезнь), и у них действительно есть болезнь.
• истинно отрицательных (TN): Мы предсказали «нет», и у них нет болезни.
• ложных срабатываний (FP): Мы предположили, что да, но на самом деле у них нет болезни. (Также известна как «ошибка типа I.»)
• ложноотрицательных результатов (ЛО): Мы предсказали «нет», но у них действительно есть болезнь. (Также известна как «ошибка типа II».)

Я добавил эти термины в матрицу путаницы, а также добавил итоги по строкам и столбцам:

Это список коэффициентов, которые часто вычисляются из матрицы неточностей для двоичного классификатора:

• Точность: В целом, как часто классификатор верен?
  • (TP + TN) / всего = (100 + 50) / 165 = 0.91
• Уровень ошибочной классификации: В целом, как часто это ошибочно?
  • (FP + FN) / всего = (10 + 5) / 165 = 0,09
  • эквивалентно 1 минус Точность
  • , также известный как «частота ошибок»
• Рейтинг истинно положительных результатов: Когда это действительно да, как часто это дает предсказание «да»?
  • TP / фактическое да = 100/105 = 0,95
  • , также известный как «Чувствительность» или «Отзыв»
• Частота ложных срабатываний: Когда на самом деле «нет», как часто он дает предсказание «да»?
  • FP / фактическое количество = 10/60 = 0.17
• Истинно отрицательная оценка: Когда на самом деле «нет», как часто он предсказывает «нет»?
  • TN / фактическое количество = 50/60 = 0,83
  • эквивалентно 1 минус ложноположительный показатель
  • также известен как «Специфика»
• Точность: Когда прогноз "да", как часто он оказывается правильным?
  • TP / прогнозируемый да = 100/110 = 0,91
• Распространенность: Как часто условие «да» действительно встречается в нашей выборке?
  • фактически да / всего = 105/165 = 0.64

Стоит упомянуть еще пару терминов:

• Частота нулевых ошибок: Вот как часто вы будете ошибаться, если всегда предсказываете класс большинства. (В нашем примере коэффициент нулевых ошибок будет 60/165 = 0,36, потому что, если вы всегда предсказываете «да», вы будете ошибаться только для 60 случаев «нет».) Это может быть полезной базовой метрикой для сравнения вашего классификатора. Однако лучший классификатор для конкретного приложения иногда будет иметь более высокий коэффициент ошибок, чем нулевой коэффициент ошибок, как демонстрирует парадокс точности.
• Каппа Коэна: По сути, это мера того, насколько хорошо работает классификатор по сравнению с тем, насколько хорошо он работал бы просто случайно. Другими словами, модель будет иметь высокий показатель Каппа, если есть большая разница между точностью и нулевым коэффициентом ошибок. (Подробнее о Каппе Коэна.)
• F Оценка: Это средневзвешенное значение истинно положительных результатов (отзыва) и точности. (Подробнее о шкале F.)
• Кривая ROC: Это обычно используемый график, который суммирует производительность классификатора по всем возможным пороговым значениям.Он генерируется путем построения графика истинного положительного результата (ось y) против ложного положительного результата (ось x) при изменении порогового значения для присвоения наблюдений заданному классу. (Подробнее о кривых ROC.)

И, наконец, для тех из вас, кто занимается байесовской статистикой, вот краткое изложение этих терминов из Applied Predictive Modeling:

В отношении байесовской статистики чувствительность и специфичность являются условными вероятностями, распространенность - априорными, а положительные / отрицательные предсказанные значения - апостериорными вероятностями.

Хотите узнать больше?

В моем новом 35-минутном видео «Разбирая матрицу путаницы» я более подробно объясняю эти концепции и охватываю более сложных тем:

• Как рассчитать точность и отзыв для задач с несколькими классами
• Как анализировать матрицу путаницы из 10 классов
• Как выбрать правильную метрику оценки для вашей проблемы
• Почему точность часто вводит в заблуждение

Дайте мне знать, если у вас возникнут вопросы!

Матрицы для телевизоров: 3 основных типа |

Выбор того или иного типа матрицы для телевизора зависит от бюджета и потребностей заказчика. Сегодня ЖК-телевизоры пользуются большим спросом.Их популярность сильно возросла, поэтому они практически полностью вытеснили с производства старые модели и заняли лидирующее место на рынке. Для качества изображения этих телевизоров важным элементом является матрица. Поэтому на сегодняшний день, чтобы выбрать хороший ЖК-телевизор, необходимо прежде всего обратить внимание на тип матрицы.

Наиболее распространенные типы матричных ЖК-телевизоров

В зависимости от современных технологий в телевизор может быть установлена ​​любая матрица. Существует три наиболее распространенных технологии, которые имеют разные технологические характеристики и являются базовыми.

Сегодня очень сложно сделать правильный выбор ЖК телевизора, ведь существует множество разных моделей. Чтобы грамотно подойти к выбору, нужно, прежде всего, досконально ознакомиться с выбранной вами моделью и ее характеристиками.

Важное преимущество IPS-матрицы - очень глубокие и насыщенные цвета

Выбирая телевизор, обратите внимание на его экран, а именно на матрицу. Этот важный элемент отвечает за качество изображения.Если смотреть прямо на экран, то определить, какой тип матрицы установлен в этом телевизоре, будет очень сложно. Но если посмотреть под углом, то вид матрицы становится очевидным.

Есть три типа:

телевизора с матрицей TN самые дешевые. Это самая старая технология, которую легко определить по очень малому углу обзора, слабой яркости и контрастности. Большим углом обзора отличается матрица технологии VA. Также этот тип отличается потрясающей цветовой гаммой и четкостью изображения.Наиболее используемая технология - это матрица типа IPS. У этого вида самый большой и удобный угол обзора и множество модификаций. Что делает этот вид наиболее распространенным и востребованным, многие производители используют только матрицу IPS и ее разновидности.

Современный телевизор с IPS-матрицей: преимущества

Лидирует среди других телевизоров модель с матрицей IPS. Эта модель имеет множество преимуществ, что делает ее самой популярной. Такая жидкокристаллическая матрица была разработана еще в 1996 году, но широкое распространение получила только с 2010 года.Эта технология, с момента ее появления до наших дней, все еще совершенствуется и совершенствуется.

На сегодняшний день известно множество разновидностей матриц типа IPS. Самые известные: AH-, S-, E-, P-, H-IPS. Все эти типы очень активно используются при производстве многих современных телевизоров.

Телевизор

с IPS матрицей имеет высокий уровень яркости и контрастности

Главное преимущество этого ЖК-телевизора - цветопередача. Уникальная IPS-матрица на сегодняшний день - это отображение более 16 миллионов потрясающих цветов и их оттенков.Благодаря такой насыщенной цветовой гамме качество изображения становится более естественным и максимально точным. Помимо этого преимущества, стоит изучить и многие другие, благодаря которым этот тип так часто используется.

Преимущества телевизоров c IPS матрица:

• Самая маленькая пиксельная сетка;
• Изображение самое четкое;
• Имеет максимальную глубину черного и белого цветов;
• Угол обзора большой.

Благодаря большому количеству разновидностей IPS телевизоров вы можете выбрать для себя подходящую по стоимости и качеству модель.Телевизоры E-IPS вполне доступны по цене, а модели P, AH-IPS отличаются прочностью и качеством. У всех этих типов есть еще одно преимущество - экономия энергии.

Какая матрица лучше IPS или VA: преимущества техники

Какие бывают разновидности современных телевизоров? Самыми популярными на сегодняшний день являются телевизоры LKD с тремя типами матриц. Чаще всего используются матрицы VA и IPS. Большинство из них производится известными компаниями. Очевидно, что сравнение этих технологий наиболее корректно.

Выбор телевизора в основном зависит от потребностей и бюджета, на который рассчитывает покупатель. Если нужен дешевый телевизор, то может подойти модель с TN матрицей. И если вы все же хотите купить себе модель получше, то остановите свой выбор на моделях с VA и IPS.

Телевизоры с технологией VA, подходящие для просмотра в помещениях с плохим освещением

А вот что лучше выбрать для себя, следует решить после внимательного изучения их основных достоинств и недостатков.IPS-телевизоры идеально подходят для просмотра видео любого формата, при этом угол обзора составляет почти 170 градусов. Но матричные технологии VA имеют свои положительные качества, которых достаточно для производства телевизоров.

Преимущества технологии ВА:

• Хороший угол обзора;
• Лучшая контрастность изображения;
• Насыщенность цветов.

Матрица VA представляет собой компромисс между двумя другими типами: TN и IPS. Технологии не стоят на месте, появляются новые технологии MVA и PVA.Модели с такой матрицей не уступают по качеству изображения IPS-телевизорам, а также стоят дешевле. Эти модели идеально подходят для ежедневного просмотра большинством семей.

Использование новых технологий от известных производителей: какая матрица лучше

На рынке большим спросом на продажу телевизоров пользуются две популярные компании, такие как LG и Samsung. В основном используют матрицы VA и IPS, а также их разновидности.

Известная японская компания Toshiba использует в своем производстве только матрицы IPS.Такие технологии наделены качеством изображения и красивой гаммой цветов и оттенков.

Покупка телевизора полностью зависит от желания покупателя и его финансового положения

Компании Sony, Panasonic и Sharp используют в своих телевизорах наиболее усовершенствованную версию технологии, например VA. 70% телевизоров Samsung имеют матрицу типа VA, остальные, более дорогие модели - IPS. Компания Samsung также разработала свою версию, но такие телевизоры доступны только для покупателей высокого класса.

Известных производителей этих телевизоров:

• Philips;
• Samsung;
• Sony;
• Sharp;
• LG.

В конце вы можете ответить на вопрос выше, какой тип матрицы будет лучше и почему. Прежде чем сделать свой выбор, необходимо провести серьезный анализ и выявить все достоинства и недостатки каждой представленной модели. А потом, исходя из своего бюджета, сделайте выбор.

Виды матриц для телевизоров (видео)

Жидкокристаллические телевизоры появились не так давно, но уже стали востребованными.Покупатели не успевают к ним привыкать, так как на рынке появляются новые модели с более продвинутыми технологиями. Одна из таких технологий - матрица телевизора. Она отвечает за выбор телевизора и является его основным элементом.

Использование матриц неточностей для количественной оценки стоимости ошибочных действий

В статистике так много запутанных, а иногда и нелогичных понятий. Я имею в виду, давай ... даже объяснение различий между нулевой гипотезой и альтернативной гипотезой может быть тяжелым испытанием.Все, что я хочу сделать, это понять и количественно оценить цену ошибочности моих аналитических моделей.

Например, предположим, что я пастух, у которого плохое зрение, и мне трудно отличить волка от овчарки. Это явно плохая черта, потому что цена ошибки очень высока:

• Бывают случаи, когда я путаю волка с овчаркой и не предпринимаю никаких действий, что приводит к потере овец. Инцидент обходится мне в 2000 долларов за одно происшествие и случается в 10% случаев.
• Кроме того, бывают случаи, когда я путаю овчарку с волком и случайно убиваю овчарку, в результате чего стадо оказывается незащищенным. Инцидент обходится мне в 5000 долларов за одно происшествие и случается в 5% случаев.

Хорошо, я не очень хороший пастух, но я очень искушенный пастух, и я создал приложение нейронной сети, чтобы отличить овчарку от волка. Благодаря длительному обучению нейронной сети «Обнаружение волков» у меня теперь есть инструмент, который может правильно отличать овчарку от волка с точностью 95% (см. Рисунок 1).

Рис. 1: Источник: «Почему глубокое обучение внезапно меняет вашу жизнь»
(http://fortune.com/ai-artificial-intelligence-deep-machine-learning/?xid=for_em_sh)

Хорошо, это кажется неплохим, но достаточно ли 95% точности с учетом стоимости ложных срабатываний и ложных отрицаний? Не следует ли мне тратить больше времени и усилий на повышение процента точности, чтобы моя модель была «прибыльной»; определить количественно ту погрешность в 5%, которая делает мою аналитическую модель неверной?

Войдите в матрицу путаницы (если когда-либо существовало точное описание чего-либо, это имя указывает на это).

Понимание матрицы путаницы

Итак, как можно количественно оценить издержки ошибки, используя Матрицу путаницы? То есть определение того, является ли модель, которая правильно предсказывает, например, с точностью 95%, достаточно хорошей , учитывая бизнес-ситуацию и затраты, связанные с ошибкой.

Термины «истинное состояние» («положительный результат») и «прогнозируемое условие» («отрицательный результат») используются при обсуждении матриц неточностей.Это означает, что вам необходимо понимать различия (и, в конечном итоге, связанные с ними затраты) с ошибками типа I и типа II.

• Ошибка типа I (или ложноположительный результат) - это результат, который указывает, что данное условие присутствует, хотя на самом деле его нет. В нашем примере с пастухом это означало бы ошибочную идентификацию животного как волка, хотя на самом деле это собака.
• Ошибка типа II (или ложноотрицательный) - это результат, который указывает на то, что данное условие отсутствует, когда оно действительно присутствует.В нашем примере с пастухом это было бы неправильно идентифицировать животное как собаку, хотя на самом деле это волк.

Во-первых, давайте настроим нашу Матрицу путаницы для проверки условия: «Это животное в роще - волк?» Положительное условие - «Животное - это волк», и в этом случае я предприму соответствующие действия (вероятно, не стал бы его гладить). Ниже представлена ​​матрица путаницы 2x2 для нашего варианта использования.

Истинное состояние
Прогноз Состояние		Истинный (Волк)	Ложь (Собака)
	Истинный (Волк)	TP	FP
	Ложь (Собака)	FN	TN

Где:

• True Positive (TP), где Истинным состоянием был волк, а модель точно предсказывала волка.
• True Negative (TN), где Истинным состоянием была собака, а модель точно предсказывала собаку.
• Ложно-положительный результат (FP), который представляет собой ошибку типа I, когда истинным условием была собака, а модель неверно предсказала волка (так что я случайно выстрелил в собаку, защищающую овцу).
• Ложноотрицательный (FN), который является ошибкой типа II, где истинным условием является волк, но модель неточно предсказывала собаку (так что я игнорирую волка, и он ест шведский стол из овец).

Итак, как только модель нейронной сети создает модель путаницы, которая покрывает все четыре из вышеперечисленных условий в матрице 2x2, мы можем вычислить критерии согласия и эффективности, такие как точность модели, чувствительность и специфичность.

Истинное состояние
Прогноз Состояние	Вероятности ячеек	Истинный (Волк)	Ложь (Собака)
	Истинный (Волк)	Точность TP / (TP + FP)	FP / (TP + FP)
	Ложь (Собака)	FN / (TN + FN)	TN / (TN + FN)
		Напоминание / Чувствительность TP / (TP + FN)	Специфичность TN / (FP + TN)

Матрица неточностей может затем использоваться для создания следующих критериев согласия и точности модели.

• Точность = TP / (TP + FP)
• Повторный вызов или чувствительность = TP / (TP + FN)
• Специфичность = TN / (FP + TN)
• Точность = (TP + TN) / (TP + FP + TN + FN)

Использование матрицы путаницы в работе

А теперь вернемся к нашему примеру с пастырем. Мы хотим определить стоимость ошибочной модели или экономию, которую дает нейронная сеть. Нам нужно определить, есть ли достаточное улучшение того, что дает модель, по сравнению с тем, что пастырь уже делает сам.

До приложения Обнаружение волков у меня (как у пастуха) была следующая матрица путаницы, где:

• Ложные срабатывания 10% случаев, когда он принимает волка за овчарку, не предпринимает никаких действий, и волк причиняет ущерб в размере 2000 долларов.
• Ложно-отрицательные ответы В 5% случаев, когда он ошибочно принимает овчарку за волка, случайно убивает овчарку и оставляет стадо незащищенным, что приводит к ущербу в размере 5000 долларов.

Без приложения обнаружения волков
Истинное состояние
Прогноз Состояние	5000 наблюдений	Истинный (Волк)	Ложь (Собака)
	Истинный (Волк)	Истинно положительный результат = 75%	Ложноположительный результат = 10%
	Ложь (Собака)	Ложноотрицательный результат = 5%	Истинно отрицательный = 10%

Согласно предыдущим определениям, соответствующие метрики без использования приложения Wolf Detection следующие:

• Точность = 88%
• Отзыв / Чувствительность = 94%
• Специфичность = 50%
• Точность = 85%

Теперь, используя приложение Wolf Detection, мы получаем следующую матрицу путаницы:

С приложением обнаружения волков
Истинное состояние
Прогноз Состояние	5000 наблюдений	Истинный (Волк)	Ложь (Собака)
	Истинный (Волк)	Истинно положительный результат = 4000 Бесплатно 4000/5000 = 80%	Ложно-положительный результат = 200 Стоимость одного события = 2000 долларов США 200/5000 = 4%
	Ложь (Собака)	Ложноотрицательный результат = 50 Стоимость одного события = 5000 долларов США 50/5000 = 1%	Истинно отрицательный = 750 Бесплатно 750/5000 = 15%

Метрики Матрицы путаницы с использованием приложения Wolf Detection:

• Точность = 95%
• Отзыв / Чувствительность = 99%
• Специфичность = 79%
• Точность = 95%

Собираем все в одну таблицу:

	Без приложения для обнаружения волков	С приложением для обнаружения волков	Улучшение	% Улучшение
Прецизионный	88%	95%	7 баллов	8.0%
Напоминание / Чувствительность	94%	99%	5 баллов	5,3%
Специфичность	50%	79%	29 баллов	58,0%
Точность	85%	95%	10 баллов	11,8%

Рентабельность инвестиций тогда равна:

• Снижение количества ложных срабатываний с 10% до 4% (что позволяет сэкономить 2000 долларов США на каждый случай)
• Снижение количества ложноотрицательных результатов с 5% до 1% (что позволяет сэкономить 5000 долларов США на каждом появлении)

Наконец, ожидаемая стоимость на прогноз (EvP) =

= (2000 долларов США * Изменение в% FP) + (5000 долларов США * Изменение% FN)

= (2000 $ *.06) + (5000 долл. США * 0,04)

= средняя экономия 320 долларов за ночь

Резюме

Не все ошибки типа I и типа II имеют одинаковую ценность. Необходимо потратить время, чтобы понять, во что обходятся ошибки типа I и типа II применительно к вашему конкретному случаю. Настоящая проблема состоит в том, чтобы определить, является ли улучшение производительности аналитической модели «достаточно хорошим». Матрица замешательства может помочь нам сделать это определение.

И если люди все еще борются с концепцией ошибок типа I и типа II, я надеюсь, что изображение ниже поможет прояснить разницу. Хехехе

Особая благодарность Ларри Берку, одному из моих старших специалистов по обработке данных, за его руководство к этому блогу. Он до сих пор гораздо лучше меня разбирается в использовании Матриц путаницы!

Источники:

«Простое руководство по терминологии матрицы неточностей»

«Матрица путаницы» из Википедии (кстати, я сделал пожертвование в Википедию.Они являются ценным источником информации по такого рода темам).

Связанный:

.