CN100594534C - 一种用于led亮度校正的亮度数据获取方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于LED亮度校正的亮度数据获取方法及其设备，其方法为A、点亮LED显示屏；B、利用摄像头拍摄LED显示屏上的待测点阵模组；C、将获得的图像经过图像处理，根据此图像确定待测点阵模组的亮度；其校正设备包括：用于获取LED显示屏上亮点的光斑图像的摄像头，用于处理图像信息、确定所需测量的亮点亮度数据的处理模块。本发明利用摄像头逐个获取点阵模组的光斑图像来实现对LED显示屏亮度数据的采集，相对于逐个获取单个LED光敏元件亮度值的方法来说，本发明提高了工作效率、简化了操作过程、节省了采集时间、加快了亮度采集的速度。

Description

一种用于LED亮度校正的亮度数据获取方法及其设备
技术领域
本发明涉及图像显示校正技术领域，具体涉及用于LED亮度校正的亮度数据获取方法及其校正设备。
背景技术
通常，LED显示屏是由几十万或几百万个半导体元器件LED(即发光二极管)组成的，由于元器件本身的离散性，很难达到显示屏的高均匀度。但是，逐点校正技术就可以解决显示屏的均匀性问题，实现独立调节发光基色的亮度，消除显示时的各种色彩偏差，确保整屏色彩、亮度的均匀性、一致性。目前行业中比较通用的技术是：先点亮LED显示屏，然后手动移动辉度计/亮度计对准LED象素逐点获取单个LED象素的亮度，并调节LED电流等控制电路调节LED的亮度，使其亮度达到事先确定的亮度；采用上述方法需要逐个对单个LED操作，最终完成逐点校正，确保LED显示屏的亮度均匀性和一致性，这样做速度非常慢，费工费时，操作复杂，工作效率低。
发明内容
为了解决目前采用逐个获取LED光敏元件亮度值而导致的工作效率低、操作复杂、费工费时的问题，本发明提供了一种用于LED亮度校正的亮度数据获取方法及其设备。
本发明的用于LED亮度校正的亮度数据获取方法，按以下步骤进行：
A、点亮LED显示屏；
B、利用摄像头拍摄LED显示屏上的待测点阵模组；
C、将获得的图像经过图像处理，根据此图像确定待测点阵模组的亮度。其中，所述方法步骤C中按以下方法对获得的图像进行图像处理：
C1、选择图像中的一个光斑作为分析对象；
C2、确定光斑的中心位置及光斑直径；
C3、以光斑的中心位置为中心划定一圆形分析区域，该圆形分析区域的直径为光斑直径的1/3至2/3，利用此圆形分析区域分析该光斑所对应的点阵模组中单个象素的亮度。
其中，所述方法步骤C3中，按照以下方法分析点阵模组中单个象素的亮度：采用定标的方式，建立光斑图像参数与点阵模组中象素亮度的对应数据表；通过查表，根据实时获取的圆形分析区域的图像参数确定所对应的单个象素的亮度。
其中，所述方法还包括以下步骤：
C4、判断是否完成待测点阵模组中所有象素亮度的采集；
如果判断结果为是，则结束一个待测点阵模组的亮度采集工作；
如果判断结果为否，则选择图像中的下一个光斑作为分析对象，重复执行步骤C2、C3和C4。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述方法的LED亮度校正设备。
为了实现上述目的，本发明提供的实现上述方法的LED亮度校正设备，包括：
摄像头，用于拍摄LED显示屏获取图像；
接收模块，用于接收所述摄像头传送来的图像信息；
处理模块，用于对上述获取图像进行图像处理、确定所需测量的亮点亮度、或计算校正用的数据；
发送模块，用于将处理模块计算结果发送到存储模块；
存储模块，用于向LED驱动模块提供校正用的数据；
LED驱动模块，用于根据所述存储模块中的数据调整LED的输入电流，从而调节LED显示屏的亮度。
其中，所述接收模块、处理模块和发送模块运行于一通用计算机上，该通用计算机通过USB接口与摄像头相连。
其中，所述LED驱动模块采用型号为TLC5940的芯片，该芯片通过USB接口或串口与通用计算机相连。
发明效果：本发明利用摄像头逐个获取点阵模组的光斑图像来实现对LED显示屏亮度数据的采集，相对于逐个获取单个LED光敏元件亮度值的方法来说，本发明提高了工作效率、简化了操作过程、节省了采集时间、加快了亮度采集的速度。
附图说明
图1是本发明方法中图像处理过程的流程图；
图2是本发明校正设备的结构示意图。
具体实施方式
以下将详细描述本发明的各较佳实施例。
本发明用于LED亮度校正的亮度数据获取方法的核心思想是：首先点亮LED显示屏；然后利用摄像头拍摄LED显示屏上的待测点阵模组；最后将获得的图像经过图像处理，根据此图像确定待测点阵模组的亮度。这里所提到了待测点阵模组是指组成整个LED显示屏的点阵单元，一般可定义4×8或8×8的点阵为一个待测点阵模组。
本发明利用摄像头拍摄点亮的LED显示屏，将会得到一张有很多亮点的图片，其中，每个亮点在图片中形成一个光斑，每一个亮点的亮度和位置都是与LED显示屏的象素发光点一一对应的，所以，图片上的亮点含有原LED显示屏的每一个象素发光点的亮度信息。将拍摄到的图像传送到通用计算机上，再利用图像分析软件分析拍摄到图像上亮点就可以得到原LED显示屏上每一个象素发光点的亮度。这样做，每次可以获取块状多个LED的亮度数据，从而极大地提高了获取校正用数据的速度。
当然，可以先通过目测显示屏的亮度，挑出其中明显过亮和明显过暗的点，然后更换LED，直到整个显示屏看起来亮度比较一致为止，这样做可以减少系统的工作时间，节约成本。
如图1所示，本发明方法中，对拍摄到的一个待测点阵模组的图像，进行如下过程的处理：
本发明获取一个点阵模组亮度数据的具体过程按以下步骤进行：
110、选择图像中的一个光斑作为分析对象，该图像为利用摄像头获得的LED显示屏上待测点阵模组的图像；
120、确定光斑的中心位置及光斑直径；
130、以光斑的中心位置为中心划定一圆形分析区域，该圆形分析区域的直径为光斑直径的1/3至2/3，利用此圆形分析区域分析该光斑所对应的点阵模组中的单个象素的亮度；
140、判断是否完成待测点阵模组中所有象素亮度的采集；
如果判断结果为是，则结束一个待测点阵模组的亮度采集工作；
如果判断结果为否，则按照预设象素间距来纵横移动图像分析点，选择图像中的下一个光斑作为分析对象，重复执行步骤120、130和140。按照上述方法对组成LED显示屏的各个点阵模组进行亮度采集，从而获取整个LED显示屏的亮度数据，用于计算LED显示屏的亮度校正数据。
上述方法中，可以先从图像左上角开始找到第一个亮点(也就是图像左上角的第一光斑)，然后按顺序执行上述步骤120至140，从而完成对整个待测点阵模组的亮度采集，其中，步骤110至130体现了分析单个象素点亮度主要过程。
上述过程步骤130中，按照定标的方法分析点阵模组中单个象素的亮度，具体操作如下：
首先，采用定标的方式，建立光斑图像参数与点阵模组中象素亮度的对应数据表，该光斑图像参数可以定义为单个象素发光点所成光斑像(即，步骤130所确定的圆形分析区域)的亮度均值；
然后，通过查表，根据实时获取的圆形分析区域的图像参数确定所对应的单个象素的亮度。
上述步骤130中，选取一定半径区域作为分析对象，是为了减少误差，提高测量精度。上述误差产生的原因有两种：其一，由于LED本身胶体和摄像机光学镜头会使象素发光点周围产生一定的炫光，但是这种炫光是不确定的，如果把这些计算进去就会导致精度降低；其二，摄像头在拍摄一块LED点阵模组的时候，对于不同位置上的LED的拍摄角度明显是不一样，图像正中亮点对应的LED会有更多的光进入摄像头，边缘上的LED自然是少一些光线进入摄像头，这样就会使获取的亮度信息不一致了；但是，如果按照本发明的方法只取1/3至2/3直径的光斑进行分析，就会减少这两种误差对亮度测量的影响。
如图2所示，提供了一种采用上述方法获取亮度数据的LED亮度校正设备，其包括：摄像头150、接收模块151、处理模块152、发送模块153、存储模块154和LED驱动模块155；摄像头150用于拍摄LED显示屏156获取图像；接收模块151用于接收摄像头150传送来的图像信息；处理模块152用于对上述获取图像进行图像处理、确定所需测量的亮点亮度、或计算校正用的数据；发送模块153用于将处理模块152计算结果发送到存储模块154；存储模块154用于向LED驱动模块155提供校正用的数据；LED驱动模块155用于根据存储模块154中的数据调整LED的输入电流，从而调节LED显示屏156的亮度。
其中，上述接收模块151、处理模块152和发送模块153运行于一通用计算机上，该通用计算机通过USB接口与摄像头相连。上述LED驱动模块155可以采用德洲仪器生产的型号为TLC5940的芯片，该芯片通过USB接口或串口与通用计算机相连。上述处理模块152可以在执行完上述方法的图像处理过程后，一并进行相关的校正数据计算，然后直接提供给TLC5940的DC EEPROM储存供校正时候使用，至于如何根据亮度计算相关校正数据可以参看TLC5940的使用说明，这属于现有技术的内容，在此不做赘述。
本发明可以先利用高精度的摄像头获取整块的LED点阵模块图像，然后通过对模块图像进行处理，获取LED点阵模块中各个象素发光点的亮度值，再通过依次对其他LED点阵模块使用上述相同的方法采集亮度数据，从而实现了对整个LED显示屏的亮度采集，可见，利用本发明可以一次性获取整块点阵模组的LED亮度数据，避免了去逐个获取单个LED光敏元件的亮度值，有效地提高了工作效率、简化了操作过程、节省了采集时间。
应当理解的是，上述各具体的举例说明较为具体，并不能因此而认为是对本发明的专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1、一种用于LED亮度校正的亮度数据获取方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：
A、点亮LED显示屏；
B、利用摄像头拍摄LED显示屏上的待测点阵模组；
C、将获得的图像经过图像处理，根据此图像确定待测点阵模组的亮度；所述图像处理步骤包括：
C1、选择图像中的一个光斑作为分析对象；
C2、确定光斑的中心位置及光斑直径；
C3、以光斑的中心位置为中心划定一圆形分析区域，该圆形分析区域的直径为光斑直径的1/3至2/3，利用此圆形分析区域分析该光斑所对应的点阵模组中单个象素的亮度。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法步骤C3中，按照以下方法分析点阵模组中单个象素的亮度：
C31、建立光斑图像参数与点阵模组中象素亮度的对应数据表；
C32、通过查表，根据实时获取的圆形分析区域的图像参数确定所对应的单个象素的亮度。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
C4、判断是否完成待测点阵模组中所有象素亮度的采集；
如果判断结果为是，则结束一个待测点阵模组的亮度采集工作；
如果判断结果为否，则选择图像中的下一个光斑作为分析对象，重复执行步骤C2、C3和C4。
4、实现权利要求1所述方法的LED亮度校正设备，其特征在于，所述设备包括：
摄像头，用于拍摄LED显示屏获取图像；
接收模块，用于接收所述摄像头传送来的图像信息；
处理模块，用于对上述获取图像进行图像处理，确定所需测量的亮点亮度并计算校正用的数据；
发送模块，用于将处理模块计算结果发送到存储模块；
存储模块，用于向LED驱动模块提供校正用的数据；
LED驱动模块，用于根据所述存储模块中的数据调整LED的输入电流，从而调节LED显示屏的亮度。
5、根据权利要求4所述的校正设备，其特征在于，所述接收模块、处理模块和发送模块运行于一通用计算机上，该通用计算机通过USB接口与摄像头相连。
6、根据权利要求5所述的校正设备，其特征在于，所述LED驱动模块采用型号为TLC5940的芯片，该芯片通过USB接口或串口与通用计算机相连。
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