CN103327259B - Led显示屏校正用相机的参数调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LED显示屏校正用相机的参数调整方法及装置，该方法包括步骤：(a)控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面；(b)控制相机对待测量区域进行拍照以取得指定画面的图像；(c)对指定画面的图像进行分析以取得图像中的LED像素点的图像灰度值，并利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机的曝光量是否符合要求；以及(d)当判断相机的曝光量不符合要求时，根据取得的图像灰度值的分布状况计算出相机的参数调整目标值，并控制相机调整参数至参数调整目标值，以实现相机的曝光量的调整。本发明可以自动完成相机的曝光量调整，有效克服了现有技术中LED显示屏校正过程中的操作便捷性和测量准确性的不足。

Description

LED显示屏校正用相机的参数调整方法及装置

技术领域

本发明涉及LED显示屏校正技术领域，特别涉及一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法及装置。

背景技术

LED显示屏作为新型的显示技术，以其节能、环保、高亮等优点逐渐被市场接受，从而被广泛应用于都市传媒、城市交通电子标识牌等领域。然而，LED显示屏是由像素阵列组成，每个像素通过由红、绿、蓝三基色LED组成，由于LED的固有特性，组成LED显示屏的三基色LED会存在亮度特性、色度特性和衰减特性的差异。因此，LED显示屏的逐点校正技术被发展起来，以提升LED显示屏亮度、色度均匀性和色彩保真度。无论是在LED显示屏出厂前还是使用一段时间后，逐点校正技术都可以让用户以非常短的时间、和非常低的成本大幅提升显示屏的均匀度，显著改善图像质量。

LED显示屏原始亮度、色度信息的提取是逐点校正技术的第一步，也是最基础的一步，精确测量显示屏的亮度、色度信息是校正成功的关键。

图1所示为LED显示屏校正用硬件架构示意图，图1中的相机11和安装有校正软件的校正装置13构成校正系统10，且控制装置31和LED显示屏33构成待校正显示终端30。校正时，校正装置向控制装置31下达播放校正画面的命令，再由控制装置31控制LED显示屏以预设的亮度在校正区域显示指定画面；此外，将相机对准LED显示屏校正区域进行拍照并将数据传给安装有校正软件的校正装置13进行分析。相机的曝光量决定了相机对指定画面中LED像素点的成像质量好坏，简单地说，曝光量就是进入相机的光线的总量，是由相机的光圈大小、曝光时间以及LED显示屏的显示亮度共同决定的，假设LED显示屏亮度一定，光圈越大，曝光时间越长，进入相机的光线就越多，曝光量越大，照片越亮；只有合适的曝光量，才能表现LED显示屏的原貌，精确测量其亮度、色度信息，曝光量过大会导致部分颜色分量过曝，造成严重测量误差，曝光量过小则导致灰度量化级数过少，也会造成测量误差，因此如何设置相机的曝光量使得对LED像素点的成像质量较佳、从而准确提取亮度色度信息是非常重要的。

目前的校正系统中相机的曝光量设置采用手动调节方式，工作人员通过多次手动调整LED显示屏的亮度、相机的曝光时间及光圈等参数，来获取LED像素点成像图并进行分析，直至达到理想情况为止。这一过程需要工作人员有一定的校正经验基础，且由工作人员来观察成像质量是否达到要求仍然有可能会出现曝光量偏大或偏小现象；再者由于工作人员的经验具有一定的局限性，当使用不同相机、在不同距离处等情况下进行显示屏校正时，可能需要多次尝试才能确定相机参数，这样必然会降低效率，即现有的方法在操作便捷性和测量准确性上存在不足。

发明内容

为解决现有技术中LED显示屏校正过程中的操作便捷性和测量准确性的不足，本发明提供一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法及装置。

具体地，本发明提供的一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，包括步骤：(a)控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面；(b)控制相机对待测量区域进行拍照以取得指定画面的图像；(c)对指定画面的图像进行分析以取得图像中的LED像素点的图像灰度值，并利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机的曝光量是否符合要求；以及(d)当判断相机的曝光量不符合要求时，根据取得的图像灰度值的分布状况计算出相机的参数调整目标值，并控制相机调整参数至参数调整目标值，以实现相机的曝光量的调整。

在本发明的实施例中，上述曝光量调整方法中，还可包括步骤：当判断相机的曝光量不符合要求时，根据取得的图像灰度值的分布状况计算出LED显示屏的待测量区域的亮度调整目标值，并控制LED显示屏调整待测量区域的亮度至亮度调整目标值，以实现相机的曝光量的调整。

在本发明的实施例中，上述控制相机调整的参数可包括光圈大小及/或曝光时间。

在本发明的实施例中，上述控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面的步骤可包括：控制LED显示屏的待测量区域显示纯色画面。在此，纯色画面例如是红色画面、绿色画面或蓝色画面等。在其他实施例中，待测量区域显示的指定画面也可以是由多个纯色区块组成的画面，例如是由红色区块、绿色区块和蓝色区块中两个以上甚至还包含其他纯色区块(例如黄色区块)组成的画面。

在本发明的实施例中，上述利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机的曝光量是否符合要求的步骤可包括：将图像的灰阶划分成多个区间，计算图像中LED像素点的图像灰度值落入各个区间的概率；以及根据落入各个区间内的概率判断相机的曝光量是否过大或过小。

在本发明的实施例中，上述曝光量调整方法中，还可包括步骤：当判断相机的曝光量符合要求时，存储相机的当前参数值及/或LED显示屏的当前亮度值以供后续进行LED显示屏校正时设定相机的曝光量。

另外，本发明提供的一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整装置，包括：显示屏控制模块、相机控制模块、图像分析模块、判断模块和参数计算模块。其中，显示屏控制模块控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面；相机控制模块控制相机对待测量区域进行拍照以取得指定画面的图像；图像分析模块对指定画面的图像进行分析以取得图像中的LED像素点的图像灰度值，并取得图像灰度值的分布状况；判断模块利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机的曝光量是否符合要求；参数计算模块在判断结果为相机的曝光量不符合要求时，计算出相机的参数调整目标值及/或LED显示屏的待测量区域的亮度调整目标值，并告知相机控制模块及/或显示屏控制模块下达控制命令来控制相机调整参数至参数调整目标值及/或控制LED显示屏调整待测量区域的亮度至亮度调整目标值。

在本发明的实施例中，上述曝光量调整装置中，图像分析模块取得图像灰度值的分布状况包括：将图像的灰阶划分成多个区间，并计算图像中LED像素点的图像灰度值落入各个区间的概率；以及判断模块根据落入各个区间内的概率判断相机的曝光量是否过大或过小。

在本发明的实施例中，上述曝光量调整装置中所述的指定画面优选为纯色画面或由多个纯色区块组成的画面。

由上可知，本发明通过控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面，由相机对指定画面进行拍照以取得指定画面的图像，并对指定画面的图像中的LED像素点的图像灰度值进行统计分析；利用统计分析结果作为判断相机的曝光量是否符合要求的依据，以及在判断曝光量不符合要求时，控制相机及/或LED显示屏进行参数调整，最终获取对应相机的曝光量符合要求时的参数值，进而实现相机的曝光量的调整或者说优化。如此，利用最终获取的参数值，可用于在后续进行LED显示屏的校正过程中对相机及/或LED显示屏进行参数配置，提升LED显示屏的校正效果。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为一种LED显示屏校正用硬件架构示意图。

图2为本发明实施例的LED显示屏校正用相机的参数调整方法的流程图。

图3为本发明实施例的校正装置安装的校正软件的功能模块图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参见图2，其为本发明实施例的一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法的流程图。在本发明实施例中，LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法所采用的LED显示屏校正用硬件架构可参阅图1；在图1中，校正系统10包括相机11和校正装置13，校正装置13上安装有本发明提供的校正软件，该校正软件的具体模块可参见图3；待校正显示终端30包括控制装置31和LED显示屏33，其中控制装置31用于控制LED显示屏33进行视频及/或音频播放。

下面将结合图1至图3对本发明实施例的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法进行详细说明。具体地，本实施例的曝光量调整方法包括以下步骤：

步骤S100：控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面。具体地，LED显示屏的待测量区域可以是LED显示屏33的显示区域的一部分，也可以是LED显示屏33的整个显示区域；指定画面优选为纯色画面，例如红色画面、绿色画面或蓝色画面、甚至其他纯色画面。另外，校正系统10中的校正装置10发送控制命令至待校正显示终端30的控制装置31，再由控制装置31控制LED显示屏33在待测量区域显示指定画面。在此，指定画面会以预设的亮度进行显示。

步骤S200：控制相机对待测量区域进行拍照以取得指定画面的图像。具体地，校正系统10中的校正装置10发送控制命令至相机11启动拍照，通常在启动拍照前，会以人工方式将相机11设置在与LED显示屏33间隔一定距离的位置上，并调节相机11的镜头焦距以使待测量区域能够清晰成像。之后，相机11取得待测量区域显示的指定画面的图像，并将取得的图像传送给校正装置13。

步骤S300：对指定画面的图像进行分析以取得图像中的LED像素点的图像灰度值，并利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机的曝光量是否符合要求。具体地，校正装置13对相机11提供的图像进行分析，一种有效的分析方法举例如下：校正装置13设定上述图像的量化等级(也即灰阶)，例如设定上述图像的灰阶为256级，并将256级灰度值划分成多个区间：[0,50]、[51,100]、[101,150]、[151-200]及[201,255]；然后计算上述图像中的LED像素点的图像灰度值落入各个区间的概率，当曝光量过大时，区间[201,255]内落入的LED像素点的数量较多，反之，当曝光量过小时，区间[0,50]内落入的LED像素点的数量较多。因此，根据上述图像中LED像素点的图像灰度值的分布状况，即可获知相机11的曝光量是否符合要求，例如是曝光量过大还是曝光量过小。在此，【概率】可理解为各个区间内落入的LED像素点的数量或者比例。需要说明的是，上述灰阶值和区间的数量仅为举例，并非为了限制本发明。

步骤S400：当判断相机的曝光量不符合要求时，根据取得的图像灰度值的分布状况计算出相机的参数调整目标值及/或LED显示屏的亮度调整目标值，并控制相机调整参数至参数调整目标值及/或LED显示屏调整待测量区域的亮度至亮度调整目标值，以实现相机的曝光量的调整。具体地，校正装置13根据分析得到指定画面的图像中各个LED像素点的图像灰度值后，根据图像灰度值的分布状况可以计算出相机的当前曝光量以及其偏差量，根据该偏差量则可以计算出相机11的参数调整目标值及/或LED显示屏33的亮度调整目标值。此处，相机的参数调整目标值例如是跟曝光量相关的参数：光圈大小、曝光时间等参数的目标值。在计算出相机11的参数调整目标值及/或LED显示屏33的亮度调整目标值后，为补偿曝光量的偏差量，由校正装置13发送控制命令给相机11以控制相机11进行参数调整至参数目标值及/或发送控制命令给控制装置31去控制LED显示屏33调整待测量区域的亮度。值得一提的是，一种比较建议的方式为：先调整相机11的参数，在调整相机11的参数到目标值后难以补偿曝光量的偏差量后，再考虑调整LED显示屏33待测量区域的亮度。另外，需要说明的是，对于相机11的参数调整，并非每次都必须调整光圈大小和曝光时间，有可能只需调整其中一个参数即可达到补偿曝光量的偏差量之目的。从图2中还可以得知：在完成步骤S400之后，会重复步骤S100至S300，直至曝光量符合要求为止。

步骤S500：当判断相机的曝光量符合要求时，存储相机的当前参数值及/或LED显示屏的当前亮度值以供后续进行LED显示屏校正时设定相机的曝光量。具体地，当校正装置13根据取得的图像中的LED像素点的图像灰度值的分布状况后，判断相机11的曝光量符合要求，则可以将前一次计算出的相机11的参数调整目标值及/或LED显示屏33的亮度调整目标值存储起来作为后续对LED显示屏33进行校正时的相机参数设定值及LED显示屏亮度设定值。值得一提的是，对于单个LED像素包含红色、绿色和蓝色LED的LED显示屏而言，建议的一种做法是：针对红、绿、蓝中的每种颜色的纯色画面分别执行上述曝光量调整，这样，后续的LED显示屏校正过程中，可以针对不同的校正画面采用不同的相机参数及LED显示屏亮度设置，使得最终的LED显示屏33的校正效果更佳，由控制装置13生成的校正系数更精确。在其他实施例中，也可控制上述待测量区域的指定画面为由多个纯色区块组成的画面，例如是有红、绿、蓝纯色区块组成的画面；如此一来，可以针对红、绿、蓝LED同步进行曝光量调整，而无需针对每种颜色LED分别单独进行曝光量调整，从而提升曝光量调整效率。

另外，补充说明的是，上述的LED显示屏校正可以是全屏校正、分区校正、箱体校正或灯板校正；其中，全屏校正是指对整个LED显示屏的LED像素进行校正，分区校正是指单次仅对部分箱体的LED像素进行校正，箱体校正则是指对单个箱体的LED像素进行校正，灯板校正则是指单次仅针对箱体中的一个或多个灯板的LED像素进行校正。

请参见图3，其为本发明实施例的安装在上述校正装置13上的校正软件的功能模块图。如图3所示，控制装置13例如是一台计算机，而安装在控制装置13上的校正软件包括：显示屏控制模块131、相机控制模块132、图像分析模块135、判断模块137和参数计算模块139。这些功能模块适于应用在前述的曝光量调整方法。更具体地，显示屏控制模块131控制LED显示屏11的待测量区域显示指定画面；相机控制模块132控制相机11对待测量区域进行拍照以取得指定画面的图像；图像分析模块135对指定画面的图像进行分析以取得图像中的LED像素点的图像灰度值，并取得图像灰度值的分布状况；判断模块137利用取得的图像灰度值的分布状况判断相机11的曝光量是否符合要求；参数计算模块139在判断结果为相机的曝光量不符合要求时，计算出相机11的参数调整目标值及/或LED显示屏33的待测量区域的亮度调整目标值，并告知相机控制模块132及/或显示屏控制模块131下达控制命令来控制相机11调整参数至参数调整目标值及/或控制LED显示屏33调整待测量区域的亮度至亮度调整目标值。

综上可知，本发明实施例通过控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面(优选为纯色画面、由多个纯色区块组成的画面)，由相机对指定画面进行拍照以取得指定画面的图像，并对指定画面的图像中的LED像素点的图像灰度值进行统计分析；利用统计分析结果作为判断相机的曝光量是否符合要求的依据，以及在判断曝光量不符合要求时，控制相机及/或LED显示屏进行参数调整，最终获取对应相机的曝光量符合要求时的参数值，进而实现相机的曝光量的调整或者说优化。如此，利用最终获取的参数值，可用于在后续进行LED显示屏的校正过程中对相机及/或LED显示屏进行参数配置，提升LED显示屏的校正效果。

本文中应用了具体个例对本发明LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法及装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，包括步骤：

控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面；

控制相机对所述待测量区域进行拍照以取得所述指定画面的图像；

对所述指定画面的图像进行分析以取得所述图像中的LED像素点的图像灰度值，并利用取得的图像灰度值的分布状况判断所述相机的曝光量是否符合要求；

当判断所述相机的曝光量不符合要求时，根据所述取得的图像灰度值的分布状况计算出所述相机的曝光量的偏差量、再根据所述曝光量的偏差量计算出参数调整目标值，并控制所述相机调整参数至所述参数调整目标值，以实现所述相机的曝光量的调整；以及

在所述相机调整参数至所述参数调整目标值后难以补偿所述曝光量的偏差量时，根据所述曝光量的偏差量计算出所述LED显示屏的待测量区域的亮度调整目标值并控制所述LED显示屏调整所述待测量区域的亮度至所述亮度调整目标值，以实现所述相机的曝光量的调整。

2.如权利要求1所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，控制所述相机调整的参数包括光圈大小及/或曝光时间。

3.如权利要求1所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面的步骤包括：

控制所述LED显示屏的待测量区域显示纯色画面。

4.如权利要求1所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，在控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面的步骤中，所述指定画面为由多个纯色区块组成的画面。

5.如权利要求1所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，利用取得的图像灰度值的分布状况判断所述相机的曝光量是否符合要求的步骤包括：

将所述图像的灰阶划分成多个区间；

计算所述图像中LED像素点的图像灰度值落入各个区间的概率；以及

根据落入各个区间内的概率判断所述相机的曝光量是否过大或过小。

6.如权利要求1所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整方法，其特征在于，还包括步骤：

当判断所述相机的曝光量符合要求时，存储所述相机的当前参数值及/或所述LED显示屏的当前亮度值以供后续进行LED显示屏校正时设定所述相机的曝光量。

7.一种LED显示屏校正用相机的曝光量调整装置，其特征在于，包括：

显示屏控制模块，控制LED显示屏的待测量区域显示指定画面；

相机控制模块，控制相机对所述待测量区域进行拍照以取得所述指定画面的图像；

图像分析模块，对所述指定画面的图像进行分析以取得所述图像中的LED像素点的图像灰度值，并取得所述图像灰度值的分布状况；

判断模块，利用取得的图像灰度值的分布状况判断所述相机的曝光量是否符合要求；以及

参数计算模块，在判断结果为所述相机的曝光量不符合要求时计算出所述相机的曝光量的偏差量、再根据所述曝光量的偏差量计算出参数调整目标值并告知所述相机控制模块下达控制命令来控制所述相机调整参数至所述参数调整目标值，以及在所述相机调整参数至所述参数调整目标值后难以补偿所述曝光量的偏差量时根据所述曝光量的偏差量计算出所述LED显示屏的待测量区域的亮度调整目标值、并告知所述显示屏控制模块下达命令控制所述LED显示屏调整所述待测量区域的亮度至所述亮度调整目标值。

8.如权利要求7所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整装置，其特征在于，

所述图像分析模块取得所述图像灰度值的分布状况包括：将所述图像的灰阶划分成多个区间；以及计算所述图像中LED像素点的图像灰度值落入各个区间的概率；以及所述判断模块根据落入各个区间内的概率判断所述相机的曝光量是否过大或过小。

9.如权利要求7所述的LED显示屏校正用相机的曝光量调整装置，其特征在于，所述指定画面为纯色画面或由多个纯色区块组成的画面。