CN106341576A - 图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像处理方法，包括以下步骤：(a)计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值；(b)根据局域图像的像素灰度值的中值和平均值计算出局域原始图像的所有像素灰度值的色斑阀值；(c)计算出局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；(d)计算出更新后的局域图像的每个像素的灰度值；(e)将更新后的图像进行显示；(f)对于更新后的图像，重复步骤(b)至(e)若干次数，将最后得到图像的每个像素的灰度值与步骤(a)中得到的平均值计算出标准差；(g)将所述标准差与预设值进行比较；(h)当该标准差小于或者等于所述预设值时，根据所计算的标准差生成色斑补偿表，并将该色斑补偿表以小波的压缩方式进行压缩后存储。

Description

图像处理方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其是涉及一种图像处理方法。
背景技术
TFT-LCD(thin film transistor-liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)已经成为各个平板显示器制造厂家的主要产品，而且TFT-LCD正朝着大尺寸、曲面化的方向发展，所以TFT-LCD的品质直接关系到各个平板显示器制造厂家的生存。因此，在TFT-LCD的生产制造过程中，对TFT-LCD进行品质检测就显得尤为重要。
在TFT-LCD的生产中，一种主要的品质缺陷称为色斑(Mura)，色斑的主要体现是在要求TFT-LCD所有RGB像素显示相同灰度值的前提下，一部分RGB像素所显示的灰度值与邻近周围大部分RGB色素所显示的灰度值有明显差异，而且色斑还可能呈现出多种不同的形状，比如线状色斑、点状色斑、和其他不规则形状的色斑。在现有技术中，产生色斑的原因有很多，例如，彩色滤光片(Color Filter)的加工或安装质量问题、玻璃安装过程中产生的单元隙缝、像素之间过多的间隔、受到损坏的面板基板、上下面板胶合后因为漏光而产生的对准问题等。然而，由于上述产生色斑的原因，现有的色斑补偿方法大多需要较多的色斑检测和补偿时间，而且补偿效果较差。因此，有必要对液晶显示器所显示的画面进行图像处理。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种图像处理方法，其可对液晶显示器显示画面进行色斑补偿，从而减少色斑的检测和补偿时间，并提高其画面显示质量。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于平板显示器色斑检测和补偿的图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：
(a)计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值；
(b)以自适应的方法，根据局域图像的像素灰度值的中值和平均值计算出局域原始图像的所有像素灰度值的色斑阀值；
(c)根据所述色斑阀值，计算出局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；
(d)将局域原始图像的每个像素的灰度值加上计算出的色斑补偿值得到更新后的局域图像的每个像素的灰度值；
(e)将更新后的图像进行显示；
(f)对于更新后的图像，变换局域大小后重复上述步骤(b)至(e)若干次数，将最后得到图像的每个像素的灰度值与步骤(a)中得到的所有像素的平均值计算出标准差；
(g)将所述标准差与预设值进行比较；以及
(h)当该标准差小于或者等于所述预设值时，根据所计算的标准差生成色斑补偿表，并将该色斑补偿表以小波的压缩方式进行压缩后存储。
其中，在所述步骤(a)中，根据公式：来计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值，其中，pi(i，j)代表每个像素灰度值，Vlmean代表每个像素灰度值的平均值。
其中，所述步骤(b)包括以下子步骤：
(b1)将图像分为若干窗口，计算每个窗口内的每个局域图像的像素灰度值的平均值和中值；以及
(b2)计算每个窗口的色斑阀值。
其中，在所述步骤(b1)中，分别根据公式：以及Vmedian＝med(pi(i，j))计算每个窗口内的每个像素灰度值的平均值和中值，其中，Vmedian代表每个像素灰度值的中值。
其中，在所述步骤(b2)中，根据公式：Vt＝a*Vmedian+β*vlmean计算每个窗口的色斑阀值，其中，β＝1-a，Vt代表色斑阀值。
其中，在所述步骤(c)中，根据公式：
计算每个窗口的色斑补偿值，其中，s(i，j)代表每个窗口的每个像素的色斑值。
其中，所述的步骤(f)中，根据公式：
计算出标准差，其中，pn3(i，j)为最后得到图像的每个像素的灰度值。
其中，在所述的步骤(g)中，当所述标准差大于所述预设值时，则返回至所述步骤(b)。
其中，所述的步骤(f)中，重复上述步骤(b)至(e)为2次或者3次。
其中，在所述的步骤(h)中，压缩后的色斑补偿表存储至显示器的时序控制器内，该时序控制器可将该压缩色斑补偿表以小波的方式无损还原。
相较于现有技术，本发明实施例所述的图像处理方法对图像进行分窗口计算每个窗口的色斑值，进而获得整幅图像的色斑值，根据色斑值及当前图像的像素平均值计算色斑标准差，并生成对应的补偿表，可对液晶显示器的色斑进行补偿，从而减少色斑的检测和补偿时间，并提高其画面显示质量，且该补偿表通过小波方式压缩存储下来，可提高补偿效果及减小存储所需空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的实施例的图像处理方法的流程图。
图2(a)为本发明的实施例中的原始图片的二维图像示意图。
图2(b)为根据图2(a)原始图片产生的三维图像示意图。
图2(c)为对图2(b)的三维图像进行补偿后的效果示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。若本说明书中出现“工序”的用语，其不仅是指独立的工序，在与其它工序无法明确区别时，只要能实现该工序所预期的作用则也包括在本用语中。另外，本说明书中用“～”表示的数值范围是指将“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值包括在内的范围。在附图中，结构相似或相同的单元用相同的标号表示。
在本发明中的实施例中，在对平板显示器的色斑(Mura)进行检测和补偿时，根据CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机采集到的平板显示器的灰度数据，精确的做到4K或8K平板显示器的点对点的色斑辨识和补偿；利用采集到的灰度数据，使用数理统计的方法，比如均方差等方法，从采集到的灰度数据里找出背景数据，再根据背景数据和原始数据产生4K或8K平板显示器的点对点的色斑补偿表；因为色斑补偿表是4K或8K的12bit数据，所以使用小波的算法来压缩色斑补偿表到原始数据的1/16或1/64，并将压缩后的色斑补偿表存储至TCON(Timing Controller，时序控制器)中，以减少TCON等硬件的成本；在LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示时利用小波算法将TCON里储存的压缩后的补偿表无损耗地还原成4K或8K的点对点的色斑补偿表，以便在实时现实中利用。
请参阅图1，图1为本发明的实施例的图像处理方法的流程图。该图像处理方法可用于液晶显示器的显示的画面进行图像处理，以对其色斑进行补偿，如图1所示，该图像处理方法可包括至少以下步骤：
(a)计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值；
具体地，在所述步骤(a)中，根据公式：来计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值，其中，pi(i，j)代表每个像素灰度值，Vlmean代表每个像素灰度值的平均值。
(b)以自适应的方法，根据局域图像的像素灰度值的中值和平均值计算出局域原始图像的所有像素灰度值的色斑阀值；
具体地，在本较佳实施例中，所述步骤(b)包括以下子步骤：
(b1)将原始图像分为若干窗口，计算每个窗口内的每个局域图像的像素灰度值的平均值和中值；
具体地，在所述步骤(b1)中，分别根据公式：以及Vmedian＝med(pi(i，j))计算每个窗口内的每个像素灰度值的平均值和中值，其中，Vmedian代表每个像素灰度值的中值；
(b2)计算每个窗口的色斑阀值；
具体地，在所述步骤(b2)中，根据公式：Vt＝a*Vmedian+β*Vlmean计算每个窗口的色斑阀值，其中，β＝1-a，Vt代表色斑阀值。
(c)根据所述色斑阀值，计算出局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；
具体地，在所述步骤(c)中，根据所述色斑阀值，可计算出局域原始图像的每个像素灰度值的色斑补偿值；
具体地，在所述步骤(c)中，可根据公式：
计算每个窗口的色斑补偿值；其中，s(i，j)代表每个窗口的每个像素灰度值的色斑补偿值。
(d)将局域原始图像的每个像素的灰度值加上所述色斑补偿值得到更新后的局域图像的每个像素的灰度值；
具体地，在所述步骤(d)中，更新后的局域图像的每个像素的灰度值可为：pn1(i，j)＝s(i，j)+pi(i，j)。
(e)将更新后的图像进行显示。
(f)对于所述更新后的图像，重复上述步骤(b)至(e)N次得到第N次更新后的图像的每个像素的灰度值，当输入第N次更新后的图像时，将第N-1次更新后的图像的每个像素的灰度值与步骤(a)中得到的所有像素的平均值计算出标准差；
具体地，在较佳实施例中，重复上述步骤(b)至(e)的次数N＝2或3，则在所述的步骤(f)中，重复上述步骤(b)至(e)N次得到第N次更新后的图像的每个像素的灰度值为pn3(i，j)，根据公式：
可计算出标准差。
(g)将所计算的标准差与预设值进行比较；
具体地，在所述步骤(g)中，该预设值可根据所需显示图像的质量确定。当该标准差小于或者等于所述预设值时，进行步骤(h)；以及，当该标准差大于所述预设值时，则返回至步骤(b)。
(h)根据所计算的标准差生成色斑补偿表，并将该色斑补偿表压缩后进行存储；
具体地，在所述步骤(h)中，所述色斑补偿表以小波(Wavelet)的压缩方式进行压缩后(例如，压缩2到3次)，进行存储，该压缩后的色斑补偿表存储至液晶显示器的时序控制器内。可以理解，当实际运用时，该时序控制器可将该压缩色斑补偿表以小波的方式无损还原，并通过该液晶显示器进行显示，即利用小波图像压缩技术实现色斑补偿表的压缩和无损还原。
结合上述图像处理方法的流程图，下文对该图像处理方法进行举例说明。
(1)计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值；
根据公式：来计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值，其中，pi(i，j)代表每个像素灰度值，Vlmean代表每个像素灰度值的平均值。
(2)以自适应的方法，根据局域图像的像素灰度值的中值和平均值计算出局域原始图像的所有像素灰度值的色斑阀值，并根据所述色斑阀值计算局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；当第一副采集灰度图像输入时，整副图像被分为16x16的多个窗口，比如1920x1080的输入图像被分为120x68个窗口，每个窗口要进行如下运算：
(2-1)将原始图像分为若干窗口，计算每个窗口内的每个局域图像的像素灰度值的平均值和中值；分别根据公式：以及Vmedian＝med(pi(i，j))计算每个窗口内的每个像素灰度值的平均值和中值，其中，Vmedian代表每个像素灰度值的中值；
(2-2)计算每个窗口的色斑阀值；
根据公式：Vt＝a*Vmedian+β*Vlmean计算每个窗口的色斑阀值，其中，
，β＝1-a，Vt代表色斑阀值；以及
(2-3)根据所述色斑阀值，计算出局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；
具体地，根据求出的色斑阀值Vt计算出局域原始图像的每个像素灰度值的色斑补偿值；
根据公式：
s ( i , j ) = - ( p i ( i , j ) - V t ) , i f ( p i ( i , j ) > V t + ( V t - p i ( i , j ) , i f ( p i ( i , j ) < V t 0 , i f ( p i ( i , j ) = V t
计算每个窗口的色斑补偿值；其中，s(i，j)代表每个窗口的每个像素灰度值的色斑补偿值。
(2-4)将原始图像的每个像素的灰度值加上计算出的色斑值得到第一更新后的图像的每个像素的灰度值；
具体地，更新后的图像的每个像素的灰度值为：pn1(i，j)＝s(i，j)+pi(i，j)。
(2-5)将每个像素点灰度值都更新的图像显示在液晶显示器上，以备下一步的图像采集。
(3)当输入在步骤(2)更新的灰度图像时，整副图像被分为32x32的多个窗口，比如1920x1080的输入图像被分为60x34个小窗口，则每个窗口重复进行上述步骤(2-1)至(2-5)的运算，并获得更新后的图像的每个像素的灰度值为：pn2(i，j)＝s(i，j)+pn1(i，j)，并将每个像素点灰度值都更新的图像显示在液晶显示器上，以备下一步的图像采集。
(4)当输入在步骤(3)更新的灰度图像时，整副图像被分为64x64的多个窗口，比如1920x1080的输入图像被分为30x17个小窗口，则每个窗口重复进行上述步骤(2-1)至(2-5)的运算，并获得更新后的图像的每个像素的灰度值为：pn3(i，j)＝s(i，j)+pn2(i，j)，并将每个像素点灰度值都更新的图像显示在液晶显示器上，以备下一步的图像采集。因此，通过采用不同尺寸的图像窗口，不仅考虑到局部的像素灰度值对色斑辨识的影响，也考虑到大范围的像素灰度值对色斑辨识的影响。
(5)当输入在步骤(4)更新的灰度值pn3(i，j)图像时，将步骤(3)更新后的图像的像素的灰度值与步骤(1)中得到的像素的平均值Vlmean运算得出标准差；具体地，在本在较佳实施例中，可根据公式：
计算出标准差。
(6)将计算出的标准差与一预设值进行比较，其中，该预设值可根据所需显示图像的质量确定。当该标准差小于或者等于所述预设值时，进行步骤(7)；当该标准差大于所述预设值时，则返回至步骤(2)。
(7)将根据所计算的标准差生成色斑补偿表，并将上述色斑补偿表以小波(Wavelet)的压缩方式进行压缩后存储；
具体地，在所述步骤(7)中，以自适应的方法建立各个图像窗口里的色斑阀值，以辨识色斑，并以自适应的方法辨识液晶显示器的色斑和建立色斑补偿表。所述色斑补偿表压缩的次数可为2到3次，该压缩后的色斑补偿表可存储至液晶显示器的时序控制器内。可以理解，当实际运用时，该时序控制器可将该压缩色斑补偿表以小波的方式无损还原，并通过该液晶显示器进行显示，即，利用小波图像压缩技术实现色斑补偿表的压缩和无损还原。
请一并参阅图2(a)至图2(c)，其中，图2(a)为本发明的实施例中的原始图片的二维图像示意图；图2(b)为根据图2(a)原始图片产生的三维图像示意图，为了直观地显示原始图片在每个坐标点(x，y)上的图像强度，根据原始图片产生的3维图像。图2(c)为对图2(b)的三维图像进行补偿后的图像示意图，由该图2(c)可知，经过上述图像处理方法的补偿处理后，可以清楚地显示图片在每个坐标点(x，y)上的图像强度，且图片的边缘和内部均光滑、平整。以获得较佳的画面显示质量和显示效果。
综上所述，本发明实施例图像处理方法对图像进行分窗口计算每个窗口的色斑值，进而获得整幅图像的色斑值，根据色斑值及当前图像的像素平均值计算色斑标准差，并生成对应的补偿表，可对液晶显示器的色斑进行补偿，从而减少色斑的检测和补偿时间，并提高其画面显示质量，且该补偿表通过小波方式压缩存储下来，可提高补偿效果及减小存储所需空间。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种用于平板显示器色斑检测和补偿的图像处理方法，所述图像处理方法包括以下步骤：
(a)计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值；
(b)以自适应的方法，根据局域图像的像素灰度值的中值和平均值计算出局域原始图像的所有像素灰度值的色斑阀值；
(c)根据所述色斑阀值，计算出局域原始图像的每个像素的色斑补偿值；
(d)将局域原始图像的每个像素的灰度值加上所述色斑补偿值得到更新后的局域图像的每个像素的灰度值；
(e)将更新后的图像进行显示；
(f)对于更新后的图像，变换局域大小后重复上述步骤(b)至(e)若干次数，将最后得到图像的每个像素灰度值与步骤(a)中得到的所有像素的平均值计算出标准差；
(g)将所述标准差与预设值进行比较；以及
(h)当该标准差小于或者等于所述预设值时，根据所计算的标准差生成色斑补偿表，并将该色斑补偿表以小波的压缩方式进行压缩后存储。
2.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，根据公式：来计算全局原始图像的每个像素灰度值的平均值，其中，pi(i，j)代表每个像素灰度值，Vlmean代表每个像素灰度值的平均值。
3.如权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，所述步骤(b)包括：
(b1)将图像分为若干窗口，计算每个窗口内的每个局域图像的像素灰度值的平均值和中值；以及
(b2)计算每个窗口的色斑阀值。
4.如权利要求3所述的图像处理方法，其特征在于，在所述步骤(b1)中，分别根据公式：以及vmedian＝med(pi(i，j))计算每个窗口内的每个像素灰度值的平均值和中值，其中，Vmedian代表每个像素灰度值的中值。
5.如权利要求4所述的图像处理方法，其特征在于，在所述步骤(b2)中，根据公式·Vt＝a*vmedian+β*V1mean计算每个窗口的色斑阀值，其中，β＝1-a，vt代表色斑阀值。
6.如权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，在所述步骤(c)中，根据公式：
计算每个窗口的色补偿斑值，其中，s(i，j)代表每个窗口的每个像素的色斑补偿值。
7.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述的步骤(f)中，根据公式：
计算出标准差，其中，pn3(i，j)为最后得到图像的每个像素的灰度值。
8.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，在所述的步骤(g)中，当所述标准差大于所述预设值时，则返回至步骤(b)。
9.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，在所述步骤(f)中，重复上述步骤(b)至(e)为2次或者3次。
10.如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，在所述的步骤(h)中，压缩后的色斑补偿表存储至显示器的时序控制器内，该时序控制器将该压缩色斑补偿表以小波的方式无损还原。
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