CN114120895A - 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法 - Google Patents

一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114120895A
CN114120895A CN202111359081.0A CN202111359081A CN114120895A CN 114120895 A CN114120895 A CN 114120895A CN 202111359081 A CN202111359081 A CN 202111359081A CN 114120895 A CN114120895 A CN 114120895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led lamp
led
brightness
screen
theta
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111359081.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张金
张鹏
罗伟
吴丹青
陈卓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Guotian Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Hunan Guotian Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Guotian Electronic Technology Co ltd filed Critical Hunan Guotian Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202111359081.0A priority Critical patent/CN114120895A/zh
Publication of CN114120895A publication Critical patent/CN114120895A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/32—Pulse-control circuits
    • H05B45/325—Pulse-width modulation [PWM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明涉及一种LED屏屏幕亮度校正的技术领域，公开了一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，包括：S1：利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的RGB值；S2：对每个LED灯的RGB值进行gamma校正，利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为LED灯的发光强度级别；S3：根据LED屏屏幕中每个LED灯的发光强度级别，利用屏幕亮度提高算法提高LED屏屏幕的整体亮度；S4：利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节。本方案采用定流的形式来完成PWM脉宽调节，在发光强度微调时，不会造成电流的波动，在电流不变的前提下，光强线性度就不会受到影响，光谱偏移的现象也就不容易发生，能够最大限度提升***的安全性与稳定性，改善LED屏屏幕的亮度均匀性。

Description

一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法
技术领域
本发明涉及LED屏屏幕亮度矫正的技术领域，尤其涉及一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法。
背景技术
LED显示屏是由半导体LED点距组成的显示屏，用于显示变化的文字、图片、图形图像等，LED显示屏环境适应性好、光亮强度高、功耗小，随着LED的控制研究越来越深入，出现了基于旋转式线阵LED的显示屏。
旋转LED显示屏采用POV设计原理，通过旋转LED灯条来实现裸眼即可观看3D视频的效果；由于旋转LED显示屏和传统的静态LED显示屏相比，旋转LED显示屏上的不同LED的工作面积S不一致，工作面积S的不一致导致在相同光照强度的情况下，旋转LED显示屏上的LED灯在单位面积下的亮度不相同，越靠近旋转中心的LED灯在单位面积上的亮度的值相对于外侧的LED灯会偏大，所以靠近中心区域的亮度整体偏高，靠近边缘地带的亮度整体偏低，导致LED屏整体屏幕亮度不均匀。
传统LED屏的亮度校正采用数字图像处理技术检测、提取并计算出各个灯点的校正系数并运用PWM脉冲宽度调制方法调节相应灯点的亮度；此方法未考虑旋转LED屏在转动过程中LED灯发光区域大小不一致的问题，本专利的旋转LED屏屏幕亮度校正方法校正了单位面积内LED灯的光度，校正效果良好、校正速度快、亮度校正成本低，提高了整体屏幕的亮度均匀性。
发明内容
本发明提供一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，目的在于(1)提高亮度校正后整体屏幕的亮度均匀性；(2)实现校正效果良好、校正速度快、亮度校正成本低的旋转LED屏屏幕亮度校正。
实现上述目的，本发明提供的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，包括以下步骤：
S1：利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的RGB值；
S2：对每个LED灯的RGB值进行gamma校正，利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为LED灯的发光强度级别；
S3：根据LED屏屏幕中每个LED灯的发光强度级别，利用屏幕亮度提高算法提高LED屏屏幕的整体亮度；
S4：利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节。
作为本发明的进一步改进方法：
所述S1步骤中利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的旋转角度，包括：
所述CCD相机检测原理为通过CCD感光传感器将光信号转化成相应的电信号，所述CCD感光传感器由微型镜头、感光层、分色滤光片3层构成。微型镜头可通过改变其表面积而改变感光面积；由于几乎所有的可识别颜色均可由红、绿、蓝组成，因此分色滤光片的作用是将混合光分成R(红)、G(绿)、B(蓝)3种原色；感光层是CCD的核心部分，其将滤色层所产生的光信号转变为电信号。
所述计算LED屏屏幕中每个LED灯旋转角度θ的公式为：
Figure BDA0003358321550000011
Figure BDA0003358321550000021
Figure BDA0003358321550000022
其中：
(x，y)为CCD感光传感器检测到的LED灯光信号位置；
μx表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的横截面；
μy表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的纵截面；
f表示CCD感光传感器中亮度计的透镜焦距。
所述S1步骤中利用CCD相机检测原理将LED屏屏幕中的每个LED灯光信号转换为RGB值，包括：
所述将LED灯的光信号转换为RGB值的公式为：
Figure BDA0003358321550000023
其中：
F(λ)为CCD感光传感器所接收到的入射光的辐射量；
V(λ)为感光响应函数；
R(λ)，G(λ)，B(λ)为CCD感光传感器中彩色滤光片红、绿、蓝三色的滤光函数。
所述S2步骤中对每个LED灯的RGB值进行gamma校正处理，包括：
旋转LED显示器上的每个LED灯在每一个工作时间上都有一个对应的RGB值，但人眼的主观亮度感觉来源于人眼对于亮度差异的判断，人眼对外界光源的感光值与输入光强度呈指数型关系；低照度下，更容易分辨出亮度的变化，RGB值在经过gamma校正后，人们感知到的色彩值更接近原RGB值所要表达的效果，所以需要对图像RGB值进行校正；
所述LED灯对应的RGB值进行gamma校正的公式为：
Figure BDA0003358321550000024
其中：
i∈R，G，B，表示LED灯在每一个工作时间对应的RGB值；
γ表示gamma校正系数，将其设置为0.8，当gamma值小于1时，校正后的LED灯光比校正前亮；当gamma值大于1时，校正后LED灯光比校正前的暗；
i′表示校正后的RGB值，i′∈R′，G′，B′；
所述S2步骤中利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为亮度值，包括：
将校正后的RGB值转换为灰度值：
D＝0.299*R′+0.587*G′+0.114*B′
其中：
R′，G′，B′为校正后的RGB值；
D为LED灯在每一个工作时间对应的灰度值；
利用亮度换算公式将LED灯对应的灰度值转换为发光强度级别：
ΔI＝(0.0273D2+5.74219D)/t
其中：
t表示LED灯在CCD相机中的曝光时间；
ΔI表示LED灯的发光强度级别。
所述S3步骤中利用亮度相加法提升LED屏屏幕的整体亮度，包括：
将每个LED灯的发光强度用ΔI(n，θ)来表示，其中n∈[0，N]，N表示LED屏屏幕中的LED灯数量，n表示LED灯的序号，每个LED灯的序号不同，θ表示LED灯的旋转角度；
LED灯的工作区域用S(n，θ)来表示，单个LED灯的工作区域的亮度用ΔP表示，再根据每个LED灯的工作区域S(n，θ)来修正每个LED灯的亮度值P′(n，θ)，其值为：
Figure BDA0003358321550000031
其中：
K为设置的控制参数，K∈[0，2]；
LED灯的发光强度存在上限，当发光面积增大时，亮度上限会下降，通过引入参数K保证校正后的LED灯亮度在可控制范围内；
在已知旋转角度θ、LED灯的序号n和输入的RGB值的前提下计算出对应的LED灯修正后的亮度值P′(n，θ)，再将发光强度级别带入上式中，可以消除掉曝光时间参数t，得到输入的灰度值S(n，θ)与校正后的灰度值D′(n，θ)之间的对应关系，再以D′(n，θ)/D(n，θ)的值与对应的输入的RGB值相乘，得到优化后的新的RGB值，即为：
Figure BDA0003358321550000032
其中：
R′(n，θ)，G′(n，θ)，B′(n，θ)分别为校正后的红光、绿光、蓝光值；
Figure BDA0003358321550000033
表示校正系数；
经过计算可以得到任一位置、任一旋转角度、任一RGB值的LED灯所对应的修正后的RGB值，将其校正过程放在上位机中进行预处理，将校正好的数据存放在下位机中，降低下位机的处理难度，提升了算法效率。
所述S3步骤中利用阈值分割法提升LED屏屏幕的整体亮度，包括：
在本实施例中，使用阈值分割法代替亮度相加法提升LED屏屏幕的整体亮度，所述阈值分割法的流程为：
计算LED屏屏幕每个区域的背景亮度，所述背景亮度的计算方法为：
使用大小为5×5的滑动矩阵W计算LED屏屏幕内每个5×5区域的背景亮度，所述滑动矩阵中心点(i，j)位置的权重为0，与矩阵中心点(i，j)相邻位置的权重为2，其他位置权重为1，计算LED屏屏幕内每个5×5区域的背景亮度g(x，y)：
Figure BDA0003358321550000034
其中：
H表示LED屏屏幕的高度；
L表示LED屏屏幕的长度；
d(x，y)表示LED屏屏幕中坐标为(x，y)的LED灯的灰度值；
将背景亮度g(x，y)小于b的LED屏屏幕区域内的LED灯亮度调低，并调高背景亮度g(x，y)小于b的LED屏屏幕区域邻近区域的LED灯亮度，其中b∈[30，60]。
所述步骤S4中根据LED灯的校正系数，利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节，包括：
对LED灯的控制时间进行等距划分，在LED灯控制时间内正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值被称之为占空比，根据各个灯点的校正系数调节输入脉冲的宽度从而调整LED灯亮度，因此通过调整脉冲宽度，控制LED灯在控制时间内的占空比即可控制LED灯的亮度等级；校正系数大于1表示需要调高LED灯的亮度，因此降低LED灯在控制时间内的占空比，校正系数大于1表示需要调低LED灯的亮度，因此升高LED灯在控制时间内的占空比；
采用定流的形式来完成PWM脉宽调节，在发光强度微调时，不会造成电流的波动，在电流不变的前提下，光强线性度就不会受到影响，光谱偏移的现象也就不容易发生，能够最大限度提升***的安全性与稳定性，改善LED屏屏幕的亮度均匀性。
相对于现有技术，本发明提出一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，该技术具有以下优势：
首先，本方案利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的旋转角度，所述计算LED屏屏幕中每个LED灯旋转角度的公式为：
Figure BDA0003358321550000041
Figure BDA0003358321550000042
Figure BDA0003358321550000043
其中：(x，y)为CCD感光传感器检测到的LED灯光信号位置，μx表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的横截面，μy表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的纵截面，f表示CCD感光传感器中亮度计的透镜焦距；并将LED灯的光信号转换为RGB值，转换公式为：
Figure BDA0003358321550000044
其中：F(λ)为CCD感光传感器所接收到的入射光的辐射量，y(λ)为感光响应函数，R(λ)，G(λ)，B(λ)为CCD感光传感器中彩色滤光片红、绿、蓝三色的滤光函数，从而利用CCD感光传感器将LED灯的光信号转换为RGB值，并计算出LED灯在LED屏屏幕的旋转角度，从而可利用亮度校正以及亮度增强算法校正增强LED屏屏幕的亮度。
同时，本方案对旋转LED屏的输出亮度有一个较好的修正效果，即将每个LED灯的发光强度用ΔI(n，θ)来表示，其中n∈[0，N]，N表示LED屏屏幕中的LED灯数量，n表示LED灯的序号，每个LED灯的序号不同，θ表示LED灯的旋转角度；LED灯的工作区域用S(n，θ)来表示，单个LED灯的工作区域的亮度用ΔP表示，再根据每个LED灯的工作区域S(n，θ)来修正每个LED灯的亮度值P′(n，θ)，其值为：
Figure BDA0003358321550000051
其中：K为设置的控制参数，K∈[0，2]；LED灯的发光强度存在上限，当发光面积增大时，亮度上限会下降，通过引入参数K保证校正后的LED灯亮度在可控制范围内；在已知旋转角度θ、LED灯的序号n和输入的RGB值的前提下计算出对应的LED灯修正后的亮度值P′(n，θ)，再将发光强度级别带入上式中，可以消除掉曝光时间参数t，得到输入的灰度值S(n，θ)与校正后的灰度值D′(n，θ)之间的对应关系，再以D′(n，θ)/D(n，θ)的值与对应的输入的RGB值相乘，得到优化后的新的RGB值，即为：
Figure BDA0003358321550000052
其中：R′(n，θ)，G′(n，θ)，B′(n，θ)分别为校正后的红光、绿光、蓝光值；
Figure BDA0003358321550000053
表示校正系数；经过计算可以得到任一位置、任一旋转角度、任一RGB值的LED灯所对应的修正后的RGB值，使人眼感知到的屏幕亮度趋于一致，将其校正过程放在上位机中进行预处理，将校正好的数据存放在下位机中，降低下位机的处理难度，提升了算法效率。
本方案利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节，通过对LED灯的控制时间进行等距划分，在LED灯控制时间内正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值被称之为占空比，根据各个灯点的校正系数调节输入脉冲的宽度从而调整LED灯亮度，因此通过调整脉冲宽度，控制LED灯在控制时间内的占空比即可控制LED灯的亮度等级；校正系数大于1表示需要调高LED灯的亮度，因此降低LED灯在控制时间内的占空比，校正系数大于1表示需要调低LED灯的亮度，因此升高LED灯在控制时间内的占空比；同时本方案采用定流的形式来完成PWM脉宽调节，在发光强度微调时，不会造成电流的波动，在电流不变的前提下，光强线性度就不会受到影响，光谱偏移的现象也就不容易发生，能够最大限度提升***的安全性与稳定性，改善LED屏屏幕的亮度均匀性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法的流程示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
S1：利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的RGB值。
所述S1步骤中利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的旋转角度，包括：
所述CCD相机检测原理为通过CCD感光传感器将光信号转化成相应的电信号，所述CCD感光传感器由微型镜头、感光层、分色滤光片3层构成。微型镜头可通过改变其表面积而改变感光面积；由于几乎所有的可识别颜色均可由红、绿、蓝组成，因此分色滤光片的作用是将混合光分成R(红)、G(绿)、B(蓝)3种原色；感光层是CCD的核心部分，其将滤色层所产生的光信号转变为电信号。
所述计算LED屏屏幕中每个LED灯旋转角度θ的公式为：
Figure BDA0003358321550000061
Figure BDA0003358321550000062
Figure BDA0003358321550000063
其中：
(x，y)为CCD感光传感器检测到的LED灯光信号位置；
μx表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的横截面；
μy表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的纵截面；
f表示CCD感光传感器中亮度计的透镜焦距；
所述S1步骤中利用CCD相机检测原理将LED屏屏幕中的每个LED灯光信号转换为RGB值，包括：
所述将LED灯的光信号转换为RGB值的公式为：
Figure BDA0003358321550000064
其中：
F(λ)为CCD感光传感器所接收到的入射光的辐射量；
V(λ)为感光响应函数；
R(λ)，G(λ)，B(λ)为CCD感光传感器中彩色滤光片红、绿、蓝三色的滤光函数。
S2：对每个LED灯的RGB值进行gamma校正，利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为LED灯的发光强度级别。
所述S2步骤中对每个LED灯的RGB值进行gamma校正处理，包括：
旋转LED显示器上的每个LED灯在每一个工作时间上都有一个对应的RGB值，但人眼的主观亮度感觉来源于人眼对于亮度差异的判断，人眼对外界光源的感光值与输入光强度呈指数型关系；低照度下，更容易分辨出亮度的变化，RGB值在经过gamma校正后，人们感知到的色彩值更接近原RGB值所要表达的效果，所以需要对图像RGB值进行校正；
所述LED灯对应的RGB值进行gamma校正的公式为：
Figure BDA0003358321550000065
其中：
i∈R，G，B，表示LED灯在每一个工作时间对应的RGB值；
γ表示gamma校正系数，将其设置为0.8，当gamma值小于1时，校正后的LED灯光比校正前亮；当gamma值大于1时，校正后LED灯光比校正前的暗；
i′表示校正后的RGB值，i′∈R′，G′，B′；
所述S2步骤中利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为亮度值，包括：
将校正后的RGB值转换为灰度值：
D＝0.299*R′+0.587*G′+0.114*B′
其中：
R′，G′，B′为校正后的RGB值；
D为LED灯在每一个工作时间对应的灰度值；
利用亮度换算公式将LED灯对应的灰度值转换为发光强度级别：
ΔI＝(0.0273D2+5.74219D)/t
其中：
t表示LED灯在CCD相机中的曝光时间；
ΔI表示LED灯的发光强度级别。
S3：根据LED屏屏幕中每个LED灯的发光强度级别，利用屏幕亮度提高算法提高LED屏屏幕的整体亮度。
所述S3步骤中利用亮度相加法提升LED屏屏幕的整体亮度，包括：
将每个LED灯的发光强度用ΔI(n，θ)来表示，其中n∈[0，N]，N表示LED屏屏幕中的LED灯数量，n表示LED灯的序号，每个LED灯的序号不同，θ表示LED灯的旋转角度；
LED灯的工作区域用S(n，θ)来表示，单个LED灯的工作区域的亮度用ΔP表示，再根据每个LED灯的工作区域S(n，θ)来修正每个LED灯的亮度值P′(n，θ)，其值为：
Figure BDA0003358321550000071
其中：
K为设置的控制参数，K∈[0，2]；
LED灯的发光强度存在上限，当发光面积增大时，亮度上限会下降，通过引入参数K保证校正后的LED灯亮度在可控制范围内；
在已知旋转角度θ、LED灯的序号n和输入的RGB值的前提下计算出对应的LED灯修正后的亮度值P′(n，θ)，再将发光强度级别带入上式中，可以消除掉曝光时间参数t，得到输入的灰度值S(n，θ)与校正后的灰度值D′(n，θ)之间的对应关系，再以D′(n，θ)/D(n，θ)的值与对应的输入的RGB值相乘，得到优化后的新的RGB值，即为：
Figure BDA0003358321550000072
其中：
R′(n，θ)，G′(n，θ)，B′(n，θ)分别为校正后的红光、绿光、蓝光值；
Figure BDA0003358321550000073
表示校正系数；
经过计算可以得到任一位置、任一旋转角度、任一RGB值的LED灯所对应的修正后的RGB值，将其校正过程放在上位机中进行预处理，将校正好的数据存放在下位机中，降低下位机的处理难度，提升了算法效率。
S4：利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节。
所述步骤S4中根据LED灯的校正系数，利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节，包括：
对LED灯的控制时间进行等距划分，在LED灯控制时间内正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值被称之为占空比，根据各个灯点的校正系数调节输入脉冲的宽度从而调整LED灯亮度，因此通过调整脉冲宽度，控制LED灯在控制时间内的占空比即可控制LED灯的亮度等级；校正系数大于1表示需要调高LED灯的亮度，因此降低LED灯在控制时间内的占空比，校正系数大于1表示需要调低LED灯的亮度，因此升高LED灯在控制时间内的占空比；
采用定流的形式来完成PWM脉宽调节，在发光强度微调时，不会造成电流的波动，在电流不变的前提下，光强线性度就不会受到影响，光谱偏移的现象也就不容易发生，能够最大限度提升***的安全性与稳定性，改善LED屏屏幕的亮度均匀性。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，区别在于：
S3：根据LED屏屏幕中每个LED灯的发光强度级别，利用屏幕亮度提高算法提升LED屏屏幕的整体亮度。
所述S3步骤中利用阈值分割法提升LED屏屏幕的整体亮度，包括：
在本实施例中，使用阈值分割法代替亮度相加法提升LED屏屏幕的整体亮度，所述阈值分割法的流程为：
计算LED屏屏幕每个区域的背景亮度，所述背景亮度的计算方法为：
使用大小为5×5的滑动矩阵W计算LED屏屏幕内每个5×5区域的背景亮度，所述滑动矩阵中心点(i，j)位置的权重为0，与矩阵中心点(i，j)相邻位置的权重为2，其他位置权重为1，计算LED屏屏幕内每个5×5区域的背景亮度g(x，y)：
Figure BDA0003358321550000081
其中：
H表不LED屏屏幕的高度；
L表示LED屏屏幕的长度；
d(x，y)表示LED屏屏幕中坐标为(x，y)的LED灯的灰度值；
将背景亮度g(x，y)小于b的LED屏屏幕区域内的LED灯亮度调低，并调高背景亮度g(x，y)小于b的LED屏屏幕区域邻近区域的LED灯亮度，其中b∈[30，60]。
需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的RGB值；
S2：对每个LED灯的RGB值进行gamma校正，利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为LED灯的发光强度级别；
S3：根据LED屏屏幕中每个LED灯的发光强度级别，利用屏幕亮度提高算法提高LED屏屏幕的整体亮度；
S4：利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节。
2.如权利要求1所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述S1步骤中利用CCD相机检测原理计算LED屏屏幕中每个LED灯的旋转角度，包括：
所述计算LED屏屏幕中每个LED灯旋转角度θ的公式为：
Figure FDA0003358321540000011
Figure FDA0003358321540000012
Figure FDA0003358321540000013
其中：
(x，y)为CCD感光传感器检测到的LED灯光信号位置；
μx表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的横截面；
μy表示CCD感光传感器检测到的LED灯光区域的纵截面；
f表示CCD感光传感器中亮度计的透镜焦距。
3.如权利要求1所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述S1步骤中利用CCD相机检测原理将LED屏屏幕中的每个LED灯光信号转换为RGB值，包括：
所述将LED灯的光信号转换为RGB值的公式为：
Figure FDA0003358321540000014
其中：
F(λ)为CCD感光传感器所接收到的入射光的辐射量；
y(λ)为感光响应函数；
R(λ)，G(λ)，B(λ)为CCD感光传感器中彩色滤光片红、绿、蓝三色的滤光函数。
4.如权利要求3所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述S2步骤中对每个LED灯的RGB值进行gamma校正处理，包括：
所述LED灯对应的RGB值进行gamma校正的公式为：
Figure FDA0003358321540000015
其中：
i∈R，G，B，表示LED灯在每一个工作时间对应的RGB值；
γ表示gamma校正系数，将其设置为0.8；
i′表示校正后的RGB值，i′∈R′，G′，B′。
5.如权利要求4所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述S2步骤中利用亮度换算方法将校正后的RGB值换算为亮度值，包括：
将校正后的RGB值转换为灰度值：
D＝0.299*R′+0.587*G′+0.114*B′
其中：
R′，G′，B′为校正后的RGB值；
D为LED灯在每一个工作时间对应的灰度值；
利用亮度换算公式将LED灯对应的灰度值转换为发光强度级别：
ΔI＝(0.0273D2+5.74219D)/t
其中：
t表示LED灯在CCD相机中的曝光时间；
ΔI表示LED灯的发光强度级别。
6.如权利要求5所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述S3步骤中利用亮度相加法提升LED屏屏幕的整体亮度，包括：
将每个LED灯的发光强度用ΔI(n，θ)来表示，其中n∈[0，N]，N表示LED屏屏幕中的LED灯数量，n表示LED灯的序号，每个LED灯的序号不同，θ表示LED灯的旋转角度；
LED灯的工作区域用S(n，θ)来表示，单个LED灯的工作区域的亮度用ΔP表示，再根据每个LED灯的工作区域S(n，θ)来修正每个LED灯的亮度值P′(n，θ)，其值为：
Figure FDA0003358321540000021
其中：
K为设置的控制参数，K∈[0，2]；
以D′(n，θ)/D(n，θ)的值与对应的输入的RGB值相乘，得到优化后的新的RGB值，即为：
Figure FDA0003358321540000022
其中：
R′(n，θ)，G′(n，θ)，B′(n，θ)分别为校正后的红光、绿光、蓝光值；
Figure FDA0003358321540000023
表示校正系数；
经过计算可以得到任一位置、任一旋转角度、任一RGB值的LED灯所对应的修正后的RGB值，将其校正过程放在上位机中进行预处理，将校正好的数据存放在下位机中。
7.如权利要求6所述的一种基于PWM的旋转LED屏屏幕亮度校正方法，其特征在于，所述步骤S4中根据LED灯的校正系数，利用PWM脉宽调节算法对LED灯的亮度进行调节，包括：
对LED灯的控制时间进行等距划分，在LED灯控制时间内正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值被称之为占空比，根据各个灯点的校正系数调节输入脉冲的宽度从而调整LED灯亮度，因此通过调整脉冲宽度，控制LED灯在控制时间内的占空比即可控制LED灯的亮度等级；校正系数大于1表示需要调高LED灯的亮度，因此降低LED灯在控制时间内的占空比，校正系数大于1表示需要调低LED灯的亮度，因此升高LED灯在控制时间内的占空比。
CN202111359081.0A 2021-11-17 2021-11-17 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法 Pending CN114120895A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111359081.0A CN114120895A (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111359081.0A CN114120895A (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114120895A true CN114120895A (zh) 2022-03-01

Family

ID=80396992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111359081.0A Pending CN114120895A (zh) 2021-11-17 2021-11-17 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114120895A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115690065A (zh) * 2022-11-10 2023-02-03 佛山市青松科技股份有限公司 Led屏模块一致性校正方法、计算机设备及可读存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105388620A (zh) * 2015-11-30 2016-03-09 中国科学技术大学先进技术研究院 一种基于六基色颜色管理的激光立体投影显示***
CN106611419A (zh) * 2016-12-19 2017-05-03 西安电子科技大学 图像路面区域的提取方法
CN107479097A (zh) * 2017-09-12 2017-12-15 中国海洋石油总公司 一种基于有效边缘结构扫描的模糊保边滤波方法
CN111161222A (zh) * 2019-12-13 2020-05-15 北京印刷学院 一种基于视觉显著性的印刷辊筒缺陷检测方法
CN111506181A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 上海欧菲智能车联科技有限公司 设备亮度自动调节方法、装置、设备及存储介质
CN112067147A (zh) * 2020-09-14 2020-12-11 清华大学 一种温度和变形同步测量方法及装置
CN112437872A (zh) * 2018-07-24 2021-03-02 奇跃公司 用于成像设备的颜色校准的方法和***

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105388620A (zh) * 2015-11-30 2016-03-09 中国科学技术大学先进技术研究院 一种基于六基色颜色管理的激光立体投影显示***
CN106611419A (zh) * 2016-12-19 2017-05-03 西安电子科技大学 图像路面区域的提取方法
CN107479097A (zh) * 2017-09-12 2017-12-15 中国海洋石油总公司 一种基于有效边缘结构扫描的模糊保边滤波方法
CN112437872A (zh) * 2018-07-24 2021-03-02 奇跃公司 用于成像设备的颜色校准的方法和***
CN111506181A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 上海欧菲智能车联科技有限公司 设备亮度自动调节方法、装置、设备及存储介质
CN111161222A (zh) * 2019-12-13 2020-05-15 北京印刷学院 一种基于视觉显著性的印刷辊筒缺陷检测方法
CN112067147A (zh) * 2020-09-14 2020-12-11 清华大学 一种温度和变形同步测量方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭帅，张弛，吴晓光，刘念: "一种改善旋转LED屏亮度显示的算法研究", 《科技创新与应用》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115690065A (zh) * 2022-11-10 2023-02-03 佛山市青松科技股份有限公司 Led屏模块一致性校正方法、计算机设备及可读存储介质
CN115690065B (zh) * 2022-11-10 2024-05-10 佛山市青松科技股份有限公司 Led屏模块一致性校正方法、计算机设备及可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1956584B1 (en) Low-power driving apparatus and method
CN104464623B (zh) 一种调整发光二极管低灰阶的方法及装置
CN1568017A (zh) 图像显示装置和颜色温度校正方法
CN106470336A (zh) 相机色温补偿***及智能终端
US20120105675A1 (en) Systems, methods, and apparatus for exposure control
CN1293764C (zh) 彩色信号校正装置和方法及使用它们的图像处理***
KR100968978B1 (ko) 자동 노출 제어 장치 및 방법
CN1940695A (zh) 用于补偿图像的方法
CN104620280A (zh) 图像处理装置、图像显示装置、图像摄像装置、图像印刷装置、灰度变换方法及程序
WO2009096514A1 (ja) 信号処理装置及び投写型映像表示装置
KR20180055300A (ko) 컬러 모아레 저감 방법 및 이를 이용한 영상 처리 장치
CN114120895A (zh) 一种基于pwm的旋转led屏屏幕亮度校正方法
CN105744177A (zh) 视频展台灯光控制方法及其***
CN105227852A (zh) 基于色彩加权的自动曝光方法
CN105898252A (zh) 一种电视色彩的调整方法和装置
US20100238317A1 (en) White balance processing apparatus, method for processing white balance, and white balance processing program
WO2011083603A1 (ja) 電子機器、彩度調整方法、プログラムおよび記録媒体
CN112419195A (zh) 一种非线性变换的图像增强方法
CN114222098B (zh) 投影设备伽马曲线调整方法及设备
CN109377966B (zh) 一种显示方法、***及显示装置
CN107103885A (zh) Led液晶电视的电视画面处理方法
CN102238315B (zh) 视频流的对比度调整方法
CN104796650A (zh) 节能lpd激光投影电视***及其控制方法
CN101399898A (zh) 一种图像处理方法和装置
CN101051117A (zh) 一种校正透镜成像不均一性、提取透镜参数的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20220301