CN103559862A - Led显示屏的分区校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED显示屏的分区校正方法，包括步骤：控制所述LED显示屏显示一校正画面，所述校正画面包括一待校正分区和邻接所述待校正分区的非校正部分；采集所述校正画面以得到一校正用图像；以及从所述校正用图像中仅提取出所述待校正分区中被控制点亮的LED像素的亮色度信息作为后续计算所述待校正分区的LED像素校正系数之用。本发明在待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边扩充点亮多个LED像素，以补偿待校正分区的侧边/边缘LED像素的亮色度，保证图像采集的真实性，因此可以使得后续计算出的LED像素校正系数更精确，从而可保证LED显示屏分区之间过渡的均匀性、消除分区间轮廓。

Description

LED显示屏的分区校正方法

技术领域

本发明涉及LED显示屏的校正技术领域，具体涉及一种LED显示屏的分区校正方法。

背景技术

LED显示屏逐点校正***，由“控制***”和“逐点校正***”两个***配合完成，其中逐点校正***负责“生成校正系数”，控制***负责“应用校正系数”。校正***通过专业相机对LED显示屏成像，获取每一颗LED灯的亮色度信息，针对每一个像素生成校正系数，然后将校正系数送给控制***保存。控制***在运行时，针对每一像素的图像内容，与校正系数完成高速的乘法运算，从而完成逐点校正。

逐点校正技术先后经历了亮度校正和色度校正两个阶段。

一、逐点亮度校正的基本原理

LED显示屏是由LED像素阵列组成的，每一个LED像素通常包括红、绿、蓝三基色LED，LED的亮暗是由控制***的脉宽来控制的，不同亮度的红绿蓝LED组合成了我们所需要的各种亮度和颜色。

如果一块LED显示屏上所有的LED只有亮度差异（这是理想情况），那么通过逐点亮度校正可以解决。在设定亮度目标值之后，对于亮度高于目标值的LED，通过适当压缩其控制脉宽可以降低其亮度，达到目标值；从而使得LED显示屏获得了比较好的亮度均匀性。

不幸的是，每一颗LED不只存在着亮度的不一致性，也存在着颜色（波长）的不一致性，而通过脉宽调节亮度是无法调整其颜色的，这就只能通过逐点色度校正技术来解决了。

二、逐点色度校正的基本原理

逐点色度校正基于色度补偿的基本原理，通过另外两种基色补偿该种基色，通过混色从而实现颜色的调节。举个例子，如果某个LED像素的红LED太红（也就是说波长太长）的时候，我们可以让该LED像素红LED亮的时候，让本不该亮的绿LED和蓝LED都带一点点亮（具体绿LED和蓝LED带多少亮，是通过图像采集、图像识别、图像处理和运算得出来的结果）。这样，通过混色以后，人眼就感觉这颗红LED就没有这么红了。

也就是说，针对每一个由红、绿、蓝三基色LED构成的LED像素，依据其亮度和色度，都可以计算出一个系数矩阵例如3×3的系数矩阵，在显示图像的时候，这个系数矩阵与需要显示的图像数据进行相乘，就可以完成色度和亮度校正了。

$(R_{\mathrm{out}},G_{\mathrm{out}},B_{\mathrm{out}})=(R_{\mathrm{in}},G_{\mathrm{in}},B_{\mathrm{in}})\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$

值得注意的是，逐点色度校正时，在通过另外两种基色补偿该种基色的过程中，除了通过混色调整其颜色外，无形中也补进去了一部分亮度。所以逐点色度校正时，亮度的损失相对于逐点亮度校正要小了很多。

这里我们所指的逐点色度校正是亮度色度一起校正，习惯上我们称之为逐点色度校正。通过上述基本原理的介绍和分析，逐点色度校正相对于逐点亮度校正的优势如下：

1.逐点色度校正可以取得更高的亮色度均匀性（逐点亮度校正无法解决色度非均匀性问题）；

2.逐点色度校正可以获得更小的亮度牺牲。对于一般的LED显示屏，逐点亮度校正大约需要牺牲15％～20％的亮度，而逐点色度校正则仅需要牺牲5％～8％的亮度。这对于那些使用了多年，亮度已经衰减得比较低的LED显示屏来说，这个优势显得尤为关键。

在实际校正过程中，LED显示屏分区后进行图像采集时，只是待校正分区点亮；周围的分区都是黑暗环境，该待校正分区边缘区域的LED灯因为自身光源离散，无其他光源补偿；导致相机采集的LED像素的亮色度不真实。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提出一种LED显示屏的分区校正方法。

具体地，本发明实施例提出一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏划分有多个分区；所述分区校正方法包括步骤：(a)控制所述LED显示屏点亮待校正分区中的多个LED像素以显示第一校正画面；(b)采集所述第一校正画面以得到第一校正用图像；(c)控制所述LED显示屏点亮所述待校正分区中的所述多个LED像素并点亮邻接所述待校正分区的多个LED像素以显示第二校正画面；(d)采集所述第二校正画面以得到第二校正用图像；(e)对所述第一校正用图像中和所述第一校正画面相对应的所述待校正分区中的所述多个LED像素进行定位并得到包含所述待校正分区中的所述多个LED像素的位置信息的定位结果；以及(f)利用所述定位结果从所述第二校正用图像中提取出所述待校正分区中的所述多个LED像素的亮色度信息。

在本发明的一个实施例中，上述邻接所述待校正分区的多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。

在本发明的一个实施例中，上述待校正分区中的所述多个LED像素中的每个LED像素包括多种颜色LED，且在步骤(a)中所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素被点亮一种颜色LED或多种颜色LED；所述分区校正方法包括：重复执行步骤(a)至步骤(f)，直至所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素中的所述多种颜色LED分别至少被控制点亮一次，从而得到所述待校正分区中的所述多个LED像素中的所述多种颜色LED的亮色度信息；以及根据所述多种颜色LED的亮色度信息计算出所述待校正分区的LED像素校正系数。

在本发明的一个实施例中，上述第一校正画面和第二校正画面为相同颜色的画面。

在本发明的一个实施例中，上述第一校正画面为单色画面或纯色画面。

此外，本发明再一实施例提出一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏划分有多个分区；所述分区校正方法包括：(i)控制所述LED显示屏点亮一待校正分区中的多个LED像素并点亮邻接所述待校正分区的多个LED像素以显示一校正画面；(ii)采集所述校正画面以得到一校正用图像；(iii)根据所述待校正分区中的所述多个LED像素和邻接所述待校正分区的所述多个LED像素的相对位置信息从所述校正用图像中提取出所述待校正分区中的所述多个LED像素的亮色度信息。

在本发明的一个实施例中，上述邻接所述待校正分区的多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。

在本发明的一个实施例中，上述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素包括多种颜色LED，且在步骤(i)中所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素被点亮一种颜色LED或多种颜色LED；所述分区校正方法包括：重复执行步骤(i)至步骤(iii)，直至所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每个LED像素中的所述多种颜色LED分别至少被控制点亮一次，从而得到所述待校正分区中的所述多个LED像素中的所述多种颜色LED的亮色度信息；以及根据所述多种颜色LED的亮色度信息计算出所述待校正分区的LED像素校正系数。

另外，本发明另一实施例提出一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏包含多个分区；所述分区校正方法包括：控制所述LED显示屏显示一校正画面，所述校正画面包括一待校正分区和邻接所述待校正分区的非校正部分；采集所述校正画面以得到一校正用图像；以及从所述校正用图像中仅提取出所述待校正分区中被控制点亮的LED像素的亮色度信息作为后续计算所述待校正分区的LED像素校正系数之用。

在本发明的一个实施例中，上述非校正部分由邻接所述待校正分区的多个LED像素构成，且所述非校正部分中的所述多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。

由上可知，本发明实施例在待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边扩充点亮多个LED像素，以补偿待校正分区的侧边/边缘LED像素的亮色度，保证图像采集的真实性，因此可以使得后续计算出的LED像素校正系数更精确，从而可保证LED显示屏分区之间过渡的均匀性、消除分区间轮廓。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

图1是本发明实施例的一种LED显示屏的分区校正方法所采用的一种硬件架构示意图。

图2A及图2B是本发明第一实施例LED显示屏的分区校正方法相关联的校正画面示意图。

图3是本发明第二实施例LED显示屏的分区校正方法相关联的校正画面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参见图1，其为本发明实施例的LED显示屏的分区校正方法可采用的一种硬件架构示意图。在图1中，校正***10包括图像采集设备11和校正计算机13，LED显示屏***20包括LED显示屏21和控制***23。其中，图像采集设备11例如是专业相机，用于对LED显示屏21显示的画面进行拍摄以采集图像；校正计算机11连接图像采集设备13并安装有校正软件，该校正软件用于在图像采集过程中控制LED显示屏***20中的控制***23控制LED显示屏21显示预设的校正画面，并在图像采集完后分析图像采集设备13所采集到的图像并进行分析处理后生成校正系数，生成的校正系数将会通过LED显示屏***20中的控制***23传送至LED显示屏21存储并使用。LED显示屏21通常包括多个拼接在一起的LED箱体，每个LED箱体通常包括一个或多个LED灯板以及电连接LED灯板的接收卡(或称LED显示屏控制板)。另外，LED显示屏***20可以是同步LED显示屏***或异步LED显示屏***，对于同步LED显示屏***，控制***23包括发送卡(或称视频控制器)和上位机，上位机通过发送卡连接至LED显示屏21的接收卡，在上位机兼做视频源的情形下，LED显示屏21显示的画面内容和上位机播放的内容一致，上位机一旦关机则LED显示屏21将无法播放媒体。对于异步LED显示屏***，控制***23包括异步卡(通常为一种带有ARM处理器的嵌入式控制卡，也可称为视频控制器)，异步卡连接至LED显示屏21的接收卡，异步卡整合了同步LED显示屏***中的上位机的基本功能和发送卡的功能，因此异步LED显示屏***在播放媒体时无需连接上位机。

下面将对本发明的LED显示屏的分区校正方法列举多个实施例进行详细说明。

【第一实施例】

请参见图2A及图2B，LED显示屏21划分有多个需要校正的分区，例如分区1-9；每个分区1-9中包括多个LED像素，每个LED像素中包含多种颜色LED例如红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)LED，但并非用来限制本发明，例如每个LED像素也可能是包含一种颜色LED、两种颜色LED、甚至是三种以上颜色LED。下面以分区5作为待校正分区来举例说明本发明第一实施例的LED显示屏的分区校正方法，其包括如下步骤S1至步骤S6。

S1：控制LED显示屏21点亮待校正分区5中的多个LED像素以显示校正画面100(参见图2A)。

S2：采集校正画面100以得到校正用图像，此处的校正用图像除了包含对应校正画面100的亮画面部分还可能会包含LED显示屏21的其他不被点亮的暗画面部分。

S3：控制LED显示屏21点亮待校正分区5中的所述多个LED像素并点亮邻接待校正分区5的多个LED像素(位于待校正分区5之外)以显示校正画面200(参见图2B)，此处邻接待校正分区5的多个LED像素分布于待校正分区5的四个侧边(因为该四个侧边均为非LED显示屏边缘)并在待校正分区5的四个侧边以整行或整列方式排列，例如每个垂直侧边扩充点亮N列LED像素且每个水平侧边扩充点亮M列LED像素，M和N为自然数、且可以相等也可以不相等。可以理解的是，假设将分区1作为待校正分区，则其只有两个侧边(下侧和右侧)为非LED显示屏边缘，因此只需在这两个侧边扩充点亮多个LED像素即可。

S4：采集校正画面200以得到另一校正用图像，此处的校正用图像除了包含对应校正画面200的亮画面部分还可能会包含LED显示屏21的其他不被点亮的暗画面部分。此处的校正画面200与步骤S1得到的校正画面100是相同颜色的画面，例如红色画面、绿色画面、蓝色画面、甚至是白色画面；而该种相同颜色的画面例如是单色画面或纯色画面。至于【单色画面】典型地是指步骤S1和步骤S3中被点亮的每个LED像素中仅有单种颜色LED被点亮，例如为红色画面、绿色画面或蓝色画面；至于【纯色画面】典型地是指步骤S1和步骤S3中被点亮的每个LED像素中有两种及以上颜色LED被点亮，例如为白色画面。

S5：对步骤S2得到的校正用图像中和校正画面100相对应的待校正分区5中的所述多个LED像素进行定位并得到包含待校正分区5中的所述多个LED像素的位置信息的定位结果，此处的位置信息例如是待校正分区5中的所述多个LED像素在步骤S2得到的校正用图像中的位置，而定位结果还可包括待校正分区5中的所述多个LED像素的数量，例如128*128。

S6：利用步骤S5得到的定位结果从步骤S4得到的校正用图像中提取出待校正分区5中的所述多个LED像素的亮色度信息，至于校正画面200中除待校正分区5之外的被点亮LED像素，其只是用来补偿待校正分区5的侧边/边缘LED像素的亮色度、保证图像采集的真实性，因此该部分的LED像素的亮色度信息则无需提取。

需要说明的是，上述步骤S1及S2和步骤S3及S4并不限制其先后顺序，可以先执行步骤S1及S2，也可以先执行步骤S3及S4。另外，每执行一次上述步骤S1至步骤S6，即可得到一种颜色LED的亮色度信息，如果每个LED像素中包含R、G、B三个颜色LED，则需要执行三次上述步骤S1至步骤S6来获得三种颜色LED的亮色度信息，甚至还可以再执行一次上述步骤S1至步骤S6来获得校正画面100、200为白色画面时的亮色度信息。在获得LED像素中的各种颜色LED的亮色度信息之后，则可以例如由校正软件计算出待校正分区5的LED像素校正系数。此外，本发明上述第一实施例中是采用了采集两个校正画面100、200之方式，因此待校正分区外扩充点亮LED像素的数量和排列方式可不作限制。

【第二实施例】

请参见图3，LED显示屏21划分有多个需要校正的分区，例如分区1-9；每个分区1-9中包括多个LED像素，每个LED像素中包含多种颜色LED例如红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)LED，但并非用来限制本发明，例如每个LED像素也可能是包含一种颜色LED、两种颜色LED、甚至是三种以上颜色LED。下面以分区5作为待校正分区来举例说明本发明第二实施例的LED显示屏的分区校正方法，其包括如下步骤A1至步骤A3。

A1：控制LED显示屏21点亮待校正分区5中的多个LED像素(对应图3中的301部分)并点亮邻接待校正分区5的多个LED像素(对应图3中的303部分)以显示校正画面300。此处邻接待校正分区5的多个LED像素分布于待校正分区5的四个侧边(因为该四个侧边均为非LED显示屏边缘)并在待校正分区5的四个侧边以整行或整列方式排列，例如每个垂直侧边扩充点亮N列LED像素且每个水平侧边扩充点亮M列LED像素，M和N为自然数、且可以相等也可以不相等。可以理解的是，假设将分区1作为待校正分区，则其只有两个侧边(下侧和右侧)为非LED显示屏边缘，因此只需在这两个侧边扩充点亮多个LED像素即可。

A2：采集所述校正画面以得到校正用图像，此处的校正用图像除了包含对应校正画面300的亮画面部分还可能会包含LED显示屏21的其他不被点亮的暗画面部分。此处的校正画面300是单色画面或纯色画面，例如红色画面、绿色画面、蓝色画面、或白色画面。

A3：根据待校正分区5中的所述多个LED像素和邻接待校正分区5的所述多个LED像素的相对位置信息从步骤A2得到的校正用图像中提取出待校正分区5中的所述多个LED像素(对应图3中的301部分)的亮色度信息，至于校正画面300中除待校正分区5之外的被点亮LED像素(对应图3中的303部分)，其只是用来补偿待校正分区5的侧边/边缘LED像素的亮色度、保证图像采集的真实性，因此该部分的LED像素的亮色度信息则无需提取。至于待校正分区5中的所述多个LED像素和邻接待校正分区5的所述多个LED像素的相对位置信息则例如是由图1中的校正计算机13来提供，因为校正画面300在LED显示屏21上显示是由控制***23接受校正计算机13的指令来实现的，因此对于待校正分区5中被点亮的LED像素的数量和待校正分区5之外的点亮部分(对应图3中的303部分)在待校正分区5的各个方位上的LED像素行数或列数是事先确定好的。

需要说明的是，每执行一次上述步骤A1至步骤A3，即可得到一种颜色LED的亮色度信息，如果每个LED像素中包含R、G、B三个颜色LED，则需要执行三次上述步骤A1至步骤A3来获得三种颜色LED的亮色度信息，甚至还可以再执行一次上述步骤A1至步骤A3来获得校正画面为白色画面时的亮色度信息。在获得LED像素中的各种颜色LED的亮色度信息之后，则可以例如校正软件计算出待校正分区5的LED像素校正系数。

简而言之，本发明上述各个实施例的LED显示屏的分区校正方法可包括步骤：控制LED显示屏显示一单色或纯色校正画面，所述校正画面包括一个待校正分区和邻接所述待校正分区的非校正部分；采集所述校正画面以得到一校正用图像；以及从所述校正用图像中仅提取出所述待校正分区中被控制点亮的LED像素的亮色度信息作为后续计算所述待校正分区的LED像素校正系数之用。其中，所述非校正部分例如由邻接所述待校正分区的多个LED像素构成，且所述非校正部分中的所述多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。需要说明的是，此处的【非校正部分】例如是指在待校正分区5的校正过程中不进行校正而已，但在其他分区例如分区1-4及6-9的校正过程中会被校正。

另外，可以理解的是，本发明所采用的校正画面100,、200、300并不限于前述实施例中的单色画面或纯色画面，其也可以是包含多个不同颜色的区域，例如包含红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、白色(W)四个颜色区域，这些适当的变换均应属于本发明的保护范围。

综上所述，本发明实施例在待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边扩充点亮多个LED像素，以补偿待校正分区的侧边/边缘LED像素的亮色度，保证图像采集的真实性，因此可以使得后续计算出的LED像素校正系数更精确，从而可保证LED显示屏分区之间过渡的均匀性、消除分区间轮廓。

本文中应用了具体个例对本发明LED显示屏的分区校正方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏划分有多个分区；其特征在于，所述分区校正方法包括： 

(a)控制所述LED显示屏点亮一待校正分区中的多个LED像素以显示一第一校正画面； 

(b)采集所述第一校正画面以得到一第一校正用图像； 

(c)控制所述LED显示屏点亮所述待校正分区中的所述多个LED像素并点亮邻接所述待校正分区的多个LED像素以显示一第二校正画面； 

(d)采集所述第二校正画面以得到一第二校正用图像； 

(e)对所述第一校正用图像中和所述第一校正画面相对应的所述待校正分区中的所述多个LED像素进行定位并得到包含所述待校正分区中的所述多个LED像素的位置信息的定位结果；以及 

(f)利用所述定位结果从所述第二校正用图像中提取出所述待校正分区中的所述多个LED像素的亮色度信息。 

2.如权利要求1所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述邻接所述待校正分区的多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。 

3.如权利要求1所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素包括多种颜色LED，且在步骤(a)中所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素被点亮一种颜色LED或多种颜色LED；所述分区校正方法包括： 

重复执行步骤(a)至步骤(f)，直至所述待校正分区中的所述多个LED像素中 的每一个LED像素中的所述多种颜色LED分别至少被控制点亮一次，从而得到所述待校正分区中的所述多个LED像素中的所述多种颜色LED的亮色度信息；以及 

根据所述多种颜色LED的亮色度信息计算出所述待校正分区的LED像素校正系数。 

4.如权利要求1所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述第一校正画面和所述第二校正画面为相同颜色的画面。 

5.如权利要求4所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述第一校正画面为单色画面或纯色画面。 

6.一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏划分有多个分区；其特征在于，所述分区校正方法包括： 

(i)控制所述LED显示屏点亮一待校正分区中的多个LED像素并点亮邻接所述待校正分区的多个LED像素以显示一校正画面； 

(ii)采集所述校正画面以得到一校正用图像；以及 

(iii)根据所述待校正分区中的所述多个LED像素和邻接所述待校正分区的所述多个LED像素的相对位置信息从所述校正用图像中提取出所述待校正分区中的所述多个LED像素的亮色度信息。 

7.如权利要求6所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述邻接所述待校正分区的多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。 

8.如权利要求6所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述 待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素包括多种颜色LED，且在步骤(i)中所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素被点亮一种颜色LED或多种颜色LED；所述分区校正方法包括： 

重复执行步骤(i)至步骤(iii)，直至所述待校正分区中的所述多个LED像素中的每一个LED像素中的所述多种颜色LED分别至少被控制点亮一次，从而得到所述待校正分区中的所述多个LED像素中的所述多种颜色LED的亮色度信息；以及 

根据所述多种颜色LED的亮色度信息计算出所述待校正分区的LED像素校正系数。 

9.一种LED显示屏的分区校正方法，所述LED显示屏包含多个分区；其特征在于，所述分区校正方法包括： 

控制所述LED显示屏显示一校正画面，所述校正画面包括一待校正分区和邻接所述待校正分区的非校正部分； 

采集所述校正画面以得到一校正用图像；以及 

从所述校正用图像中仅提取出所述待校正分区中被控制点亮的LED像素的亮色度信息作为后续计算所述待校正分区的LED像素校正系数之用。 

10.如权利要求9所述的LED显示屏的分区校正方法，其特征在于，所述非校正部分由邻接所述待校正分区的多个LED像素构成，且所述非校正部分中的所述多个LED像素分布于所述待校正分区的非LED显示屏边缘的侧边并在所述待校正分区的所述侧边以整行或整列方式排列。 

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