CN103747243A - 基于ccd相机的lcd全灰阶数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，包括以下步骤：S1、在LCD上显示全灰阶图案；S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据；S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。本发明使用CCD相机能够快速采集LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一个图案即可得到全灰阶数据，速度快；通过对CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的CCD相机采集数据准确性；可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。

Description

基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法

技术领域

本发明涉及液晶显示中数据处理技术领域，特别是涉及一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法。

背景技术

当前常用CA310色彩分析仪、CS2000、SRUL2分光放射计等仪器采集LCD全灰阶亮度和色度数据，其特点是：在模组上自动切换0-255全灰阶画面，采集数据；缺点是：采集数据速度较慢，大约需要几分钟。光学实验室或者产线中需要快速而准确的采集亮度和色度数据进行调光学code或者判断亮度或者色度是否在规格内等。

CCD相机可以采集图片上不同区域的亮度和色度数据，但是对于不同亮度需要不同的曝光时间，测量数据才准确，同一曝光时间下测不同亮度得数据不准确，且面板均一性对采集数据也有影响。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，此方法只需拍摄模组上的一个图案，图案不同位置会显示不同灰阶亮度，速度较快，只需几秒钟。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在LCD上显示全灰阶图案；

S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据；

S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶数据包括全灰阶亮度数据和全灰阶色度数据。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案。

作为本发明的进一步改进，所述矩形图案的大小为LCD屏的1/16至全屏。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为不同灰阶的位置到LCD中心点距离相等的图案。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为圆形图案、环形图案、或正多边形图案。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案中不同灰阶的位置到LCD中心点距离范围为LCD显示屏宽度的1/8～1/2。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：

S31、分别采用CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶数据，计算CCD相机和色彩分析仪的补偿系数；

S32、根据补偿系数对以后CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S31中补偿系数为：补偿系数=CCD相机采集到的全灰阶数据/色彩分析仪采集到的全灰阶数据。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S32具体为：

将以后CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰阶数据。

本发明具有以下有益效果：

使用CCD相机能够快速采集LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一个图案即可得到全灰阶数据，速度快；

通过对CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的CCD相机采集数据准确性；

可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法的具体流程图；

图2a为本发明第一实施方式全灰阶图案的示意图，图2b为图2a中全灰阶图案的灰阶分布示意图；

图3a～3c为本发明第一实施方式中三种全灰阶图案的示意图；

图4为本发明第一实施方式中CA310色彩分析仪与CCD相机采集的全灰阶亮度对比图；

图5a、5b、5c为本发明第二实施方式中三种全灰阶图案的示意图；

图6为本发明第二实施方式中CA310色彩分析仪与CCD相机采集的全灰阶亮度的对比图；

图7a、7b、7c分别为本发明第二实施方式中使用CA310色彩分析仪和CCD相机采集的全灰阶亮度Lv、全灰阶色度x、和全灰阶色度y的对比图；

图8a、8b、8c分别为本发明第三实施方式中使用CA310色彩分析仪和CCD相机采集的全灰阶亮度Lv、全灰阶色度x、和全灰阶色度y的对比图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图1所示，本发明的一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，包括以下步骤：

S1、在LCD上显示全灰阶图案；

S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据。全灰阶数据包括全灰阶亮度数据和全灰阶色度数据；

S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

其中，全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案，或全灰阶图案为不同灰阶的位置到LCD中心点距离相等的图案，如圆形图案、环形图案、或正多边形图案等。

进一步地，步骤S3具体为：

S31、分别采用CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶数据，计算CCD相机和色彩分析仪的补偿系数，补偿系数=CCD相机采集到的全灰阶数据/色彩分析仪采集到的全灰阶数据；

S32、根据补偿系数将以后CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰阶数据。

现有技术中，CA310色彩分析仪等仪器一般是让LCD自动切换0-255全灰阶画面，采集LCD亮度和色度数据的，速度较慢，为了克服此缺点，我们使用CCD相机只拍摄一个画面，此画面上不同位置显示灰阶的图案，再通过算法得到全灰阶亮度和色度数据，在进行修正并于CA310实测数据比较，非常接近，此方法只需要5秒内可得到全灰阶数据，适合应用在产线上。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施方式一：

S1、在LCD上显示如图2a所示的全灰阶图案，本实施方式中全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案，参图2b所示，图2a中由暗到亮灰阶依次是0，16，32…240，255。

S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶亮度数据和色度数据。

考虑到LCD面板均匀性的影响，理论上，全灰阶图案越小，均匀性对采集数据影响越小，故拍摄如图3a～图3c的图案进行验证，图3a～图3c的全灰阶图案逐渐减小，分别为全屏、1/4屏、及1/16屏。

另外，由于CCD相机拍摄时只能设置一个曝光时间，经实验验证：对图2a进行自动曝光得到的曝光时间相对较好，但是某些灰阶可能测得数据不准确，为了验证CCD相机拍摄数据的准确性，使用CA310色彩分析仪采集中心点全灰阶数据作为标准值。

对比结果参图4所示，正确的数据得到的亮度曲线比较光滑平缓，如CA310测得所示，但是CCD相机采集数据得到的亮度曲线有折线，且图3a、3b、3c三个图的折点在相同灰阶，这是由于不同灰阶图案距离中心点距离不同导致的（即LCD面板均匀性影响）。且全灰阶图案越小，折线越不明显，数据异常减弱。

实施方式二：

实施方式一种采集的数据有异常，这是由于不同灰阶距离中心点距离不同导致的，故要得到相对准确的数据，不同灰阶的位置到LCD中心点的距离必须相等，故要拍摄圆形或者环形图案或者其它到中心点距离相等的图案，如圆形、环形、正多边形图案等，这样，理论上应该可以消除方案一中的数据异常，且图案越小，距离中心点越近，越可以减少数据异常，现以拍摄圆形图案验证，圆形图案参图5a、5b、5c所示，且图5a、5b、5c圆形图案的直径逐渐减小，分别为LCD宽度的1/2、1/4、1/8。

本实施方式中采集方法与第一实施方式相同，仅仅为全灰阶图案不同，全灰阶图案由暗到亮灰阶依次是0，16，32…240，255，可以得到图6所示的CA310色彩分析仪与CCD相机采集大中小圆形全灰阶数据对比图，由图6可以看出，拍摄圆形图案确实可以消除实施方式一中的数据折线异常，且拍摄小圆比大圆数据相对更准确，故后续均拍摄图5c小圆图案采集数据。当采用其他环形、正多边形等到中心点距离相等的图案时，同样可以达到相同的效果，在此不再一一进行赘述。

下面重新使用CCD相机采集图5c中每隔16灰阶亮度和色度数据，再通过算法得到全灰阶数据，并与CA310色彩分析仪采集中心点数据对比。

参图7a、7b、7c所示分别为使用CA310和CCD相机采集的亮度Lv、色度x、和色度y的对比图，可以看出，CCD相机采集的亮度数据中不存在第一实施方式中的折点，相较实施方式一更准确。

第三实施方式：

参图7a、7b、7c所示，CA310采集在中高灰阶色度基本保持不变，但CCD相机采集色度一直在上升，且在低灰阶差异较大，亮度也有差异。故考虑找出CA310与CCD机采集数据的对应关系，进行修正。具体采集方法包括：

S1、在LCD上显示全灰阶图案；

S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据；

S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

其中，步骤S1和S2和第二实施方式完全相同，在此不再进行赘述，步骤S3具体为：

S31、分别采用CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶数据，计算CCD相机和色彩分析仪的补偿系数，如本实施方式中补偿系数=CCD相机采集到的全灰阶数据/色彩分析仪采集到的全灰阶数据；

S32、根据补偿系数对以后CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿，补偿方法具体为将以后CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰阶数据，如此即可修正CCD相机采集到的数据，得到相对更准确的数据。

参图8a、8b、8c所示分别为使用CA310和CCD相机采集的亮度Lv、色度x、和色度y经过补偿后的对比图，可以发现，使用本实施方式确实可以对CCD相机采集数据进行补偿，与CA310实测数据非常接近，需要注意的是，补偿时各灰阶的比例关系会受亮度的影响。

由以上实施方式可以看出，本发明具有以下有益效果：

使用CCD相机能够快速采集LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一个图案即可得到全灰阶数据，速度快；

通过对CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的CCD相机采集数据准确性；

可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、在LCD上显示全灰阶图案；

S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据；

S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全灰阶数据包括全灰阶亮度数据和全灰阶色度数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矩形图案的大小为LCD屏的1/16至全屏。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全灰阶图案为不同灰阶的位置到LCD中心点距离相等的图案。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述全灰阶图案为圆形图案、环形图案、或正多边形图案。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述全灰阶图案中不同灰阶的位置到LCD中心点距离范围为LCD显示屏宽度的1/8～1/2。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

S31、分别采用CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶数据，计算CCD相机和色彩分析仪的补偿系数；

S32、根据补偿系数对以后CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S31中补偿系数为：补偿系数=CCD相机采集到的全灰阶数据/色彩分析仪采集到的全灰阶数据。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S32具体为：

将以后CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰阶数据。

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