CN108305294B - 一种带网格目标的相机图像曲面精确标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带网格目标的相机图像曲面精确标定方法，该方法如下：将显示单元划分为X×Y的网格，点亮以网格交汇点为中心的采样区域并进行校正使得采样区域所有像素亮度相同；依次点亮各采样区域所有像素的三基色并将整个采样区域作为一个整体光斑进行亮度校正，使得显示单元上所有光斑亮度相同；用相机采集所有光斑的亮度并以各光斑亮度数据作为采样点亮度数据进行插值运算，得到相机有效视场完整亮度数据；对相机有效视场亮度数据进行补偿使所有亮度数据相同，完成相机图像曲面的标定。本发明能够对相机有效视场不同位置的综合曲面失真进行修正，取得真实的有效视场平面。

Description

一种带网格目标的相机图像曲面精确标定方法
技术领域：
本发明属于点阵式显示屏技术领域，涉及一种光学相机采集图像标定方法。
背景技术：
当前主要应用的LED显示屏校正技术是通过工业相机（CCD或者CMOS），或者单反民用相机及手机拍摄对显示屏进行逐点采集，得到显示屏上每颗LED灯珠的红绿蓝三基色相对亮度值，通过对显示屏上每颗LED灯珠的红绿蓝三基色进行修正达到屏幕均匀度校正的目的。但是相机采集校正都不可避免地产生平整度的距离失真、视角失真、边界失真等多种失真，使校正结果呈某种形式的曲面而不是一个平面，极大影响校正后显示效果。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种带网格目标的相机图像曲面精确标定方法，该方法能够对相机有效视场不同位置的综合曲面失真进行修正，取得真实的有效视场平面。
为了解决上述技术问题，本发明的带网格目标的相机图像曲面精确标定方法包括下述步骤：
步骤一、将显示单元划分为X×Y的网格，以网格交汇点为中心选取N×N像素区域作为采样区域；
步骤二、点亮各采样区域的所有像素并对各像素亮度进行校正，使得采样区域所有像素亮度相同；
步骤三、点亮各采样区域所有像素的某一个基色发光芯片，并将整个采样区域作为一个整体，用亮度计采集整个采样区域的光斑5亮度并进行光斑整体亮度校正，使得显示单元上所有光斑亮度相同；
步骤四、点亮各采样区域所有像素并用相机采集所有光斑的亮度，以各光斑亮度数据作为采样点亮度数据进行插值运算，得到相机有效视场完整亮度数据，此时相机有效视场亮度数据呈现一个曲面；
步骤五、对相机有效视场亮度数据进行补偿使所有亮度数据相同，此时相机有效视场图像呈现一个平面；
步骤六、依次点亮各采样区域所有像素的另两个基色发光芯片，并重复步骤三~步骤五，完成相机图像曲面的标定。
所述的显示单元为整个显示屏、显示箱体或几个显示箱体组成的区域。
本发明用相机采集屏幕上网格交汇点所在位置的亮度数据，由这些数据反映出相机有效视场不同位置的综合曲面失真从而进行修正，取得真实的有效视场平面。本发明可以对相机因有效视场几何失真、相机与光斑的距离差、以及相机与光斑间的视角差等多因素引起的综合曲面平整度的失真进行纠正，从而能够达到屏幕均匀度校正的目的。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是显示单元网格划分示意图。
图2是显示单元局部示意图。
图3是相机采集光斑亮度示意图。
具体实施方式
本发明的带网格目标的相机图像曲面精确标定方法具体如下：
步骤一、将显示单元划分为X×Y的网格1，其中X为网格行数，Y为网格列数；以网格交汇点2为中心选取N×N像素区域3作为采样区域；以图1为例，网格行数X=18，网格列数Y=8，网格交汇点2为17×7个，需要人工标定119个点；如图2所示，每个采用区域包含10×10个像素4；
步骤二、对整个显示单元进行一次预校正：点亮各采样区域的所有像素4，用高精度亮度计测定各像素4的亮度；然后通过显示屏控制***调节各像素的亮度使所有采样区域的像素亮度相同；
步骤三、点亮各采样区域所有像素4的红基色发光芯片，将每个采样区域作为一个整体，用高精度亮度计采集整个采样区域的光斑5亮度并进行光斑整体亮度校正，使得显示单元上所有光斑5的亮度相同；然后再用高精度亮度计复查一次所有光斑2的亮度，确认所有光斑2亮度完全相同；
步骤四、点亮各采样区域所有像素4并用相机采集所有光斑5的亮度，由于综合失真的存在，此时采集到的各光斑2亮度都不同，这种亮度差就是综合失真因素引起的亮度偏差。此时以各光斑5的亮度数据作为采样点亮度数据对光斑以外的有效视场数据进行插值运算，得到相机有效视场完整亮度数据，此时相机6有效视场亮度数据呈现一个曲面；
步骤五、对相机6有效视场亮度数据进行补偿使所有亮度数据相同，得到整个修正后的平整的视场平面；此时相机有效视场亮度数据呈现一个平面；
步骤六、点亮各采样区域所有像素的绿基色发光芯片，重复步骤三~步骤五；然后点亮各采样区域所有像素的蓝基色发光芯片，重复步骤三~步骤五；最后完成相机有效视场亮度的标定。
所述的显示单元可以是整个显示屏、显示箱体或几个显示箱体组成的区域。
本发明首先点亮所有以网格交汇点中心的N×N像素并对其进行归一化标定，这样就形成亮度相同的矩阵式网格状的光斑。再用相机对这些光斑的亮度进行采集。这样采集的各个光斑亮度的差异就是由于相机视场几何失真、相机与光斑的距离差、以及相机与光斑间的视角差等多因素共同引起的亮度偏差。利用这些光斑的亮度数据再对这些光斑以外的整个有效视场亮度数据进行插值，得到有效视场内完整曲面，再对曲面进行统一的补偿，就可以得到理想的、平整的平面。

Claims (2)

1.一种带网格目标的相机图像曲面精确标定方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一、将显示单元划分为X×Y的网格，以网格交汇点为中心选取N×N像素区域作为采样区域；
步骤二、点亮各采样区域的所有像素并对各像素亮度进行校正，使得采样区域所有像素亮度相同；
步骤三、点亮各采样区域所有像素的某一个基色发光芯片，并将整个采样区域作为一个整体，用亮度计采集整个采样区域的光斑亮度并进行光斑整体亮度校正，使得显示单元上所有光斑亮度相同；
步骤四、点亮各采样区域所有像素并用相机采集所有光斑的亮度，以各光斑亮度数据作为采样点亮度数据进行插值运算，得到相机有效视场完整亮度数据，此时相机有效视场亮度数据呈现一个曲面；
步骤五、对相机有效视场亮度数据进行补偿使所有亮度数据相同，此时相机有效视场图像呈现一个平面；
步骤六、依次点亮各采样区域所有像素的另两个基色发光芯片，并重复步骤三~步骤五，完成相机图像曲面的标定。
2.根据权利要求1所述的带网格目标的相机图像曲面精确标定方法，其特征在于所述的显示单元为整个显示屏、显示箱体或几个显示箱体组成的区域。
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