CN103413526A - Led显示屏的led灯板校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED显示屏的LED灯板校正方法，包括步骤：控制LED显示屏的指定区域显示校正画面，其中指定区域包括目标LED灯板和目标LED灯板的周边区域，校正画面包括对应目标LED灯板的待校正部分和对应周边区域的已校正部分；采集校正画面以得到校正用图像；以及根据校正用图像生成目标LED灯板的校正系数。本发明在对目标LED灯板进行现场校正时，引入目标LED灯板的周边区域显示的已校正画面作为参考，经过此校正方法后的目标LED灯板与其周边区域在亮色度和均匀性上能够达到完全一致，并且无需做全屏校正因而简单快速。

Description

LED显示屏的LED灯板校正方法

技术领域

本发明涉及LED显示屏的校正技术领域，具体涉及一种LED显示屏的LED灯板校正方法。

背景技术

LED显示屏逐点校正系统，由“控制系统”和“逐点校正系统”两个系统配合完成，其中逐点校正系统负责“生成校正系数”，控制系统负责“应用校正系数”。校正系统通过专业相机对LED显示屏成像，获取每一颗LED灯的亮度和颜色，针对每一个像素生成校正系数，然后将校正系数送给控制系统保存。控制系统在运行时，针对每一像素的图像内容，与校正系数完成高速的乘法运算，从而完成逐点校正。

逐点校正技术先后经历了亮度校正和色度校正两个阶段。

一、逐点亮度校正的基本原理

LED显示屏是由LED像素阵列组成的，每一个LED像素通常包括红、绿、蓝三基色LED，LED的亮暗是由控制系统的脉宽来控制的，不同亮度的红绿蓝LED组合成了我们所需要的各种亮度和颜色。

如果一块LED显示屏上所有的LED只有亮度差异（这是理想情况），那么通过逐点亮度校正可以解决。在设定亮度目标值之后，对于亮度高于目标值的LED，通过适当压缩其控制脉宽可以降低其亮度，达到目标值；从而使得LED显示屏获得了比较好的亮度均匀性。

不幸的是，每一颗LED不只存在着亮度的不一致性，也存在着颜色（波长）的不一致性，而通过脉宽调节亮度是无法调整其颜色的，这就只能通过逐点色度校正技术来解决了。

二、逐点色度校正的基本原理

逐点色度校正基于色度补偿的基本原理，通过另外两种基色补偿该种基色，通过混色从而实现颜色的调节。举个例子，如果某个LED像素的红LED太红（也就是说波长太长）的时候，我们可以让该LED像素红LED亮的时候，让本不该亮的绿LED和蓝LED都带一点点亮（具体绿LED和蓝LED带多少亮，是通过图像采集、图像识别、图像处理和运算得出来的结果）。这样，通过混色以后，人眼就感觉这颗红LED就没有这么红了。

也就是说，针对每一个由红、绿、蓝三基色LED构成的LED像素，依据其亮度和色度，都可以计算出一个系数矩阵例如3×3的系数矩阵，在显示图像的时候，这个系数矩阵与需要显示的图像数据进行相乘，就可以完成色度和亮度校正了。

$(R_{\mathrm{out}},G_{\mathrm{out}},B_{\mathrm{out}})=(R_{\mathrm{in}},G_{\mathrm{in}},B_{\mathrm{in}})\left[\begin{array}{ccc}{a}_{11}& a_{12}& a_{13}\\ a_{21}& a_{22}& a_{23}\\ a_{31}& a_{32}& a_{33}\end{array}\right]$

R_out=a₁₁*R_in-a₂₁*G_in-a₃₁*B_in

G_out=a₁₂*R_in-a₂₂*G_in-a₃₂*B_in

B_out=a₁₃*R_in-a₂₃*G_in-a₃₃*B_in

值得注意的是，逐点色度校正时，在通过另外两种基色补偿该种基色的过程中，除了通过混色调整其颜色外，无形中也补进去了一部分亮度。所以逐点色度校正时，亮度的损失相对于逐点亮度校正要小了很多。

这里我们所指的逐点色度校正是亮度色度一起校正，习惯上我们称之为逐点色度校正。通过上述基本原理的介绍和分析，逐点色度校正相对于逐点亮度校正的优势如下：

1.逐点色度校正可以取得更高的亮色度均匀性（逐点亮度校正无法解决色度非均匀性问题）；

2.逐点色度校正可以获得更小的亮度牺牲。对于一般的LED显示屏，逐点亮度校正大约需要牺牲15％～20％的亮度，而逐点色度校正则仅需要牺牲5％～8％的亮度。这对于那些使用了多年，亮度已经衰减得比较低的LED显示屏来说，这个优势显得尤为关键。

目前，由于LED随着工作时间的增加，亮度与色度的衰减会越来越大。由于这个问题，LED显示屏的LED灯板故障后，更换的新LED灯板在亮度与色度上就与其他的LED灯板存在很大的差异，体现的是非常明显的不均匀块，大大影响了LED显示屏的整体均匀性。

对于现有的LED显示屏，LED灯板更换后的维护有如下方法：

(1)通过人眼进行手动调节目标LED灯板(也即更换后的LED灯板)的亮色度，但是这样调整的结果因人而异，并且目标LED灯板内部还是比较花的；

(2)对目标LED灯板进行校正，目标LED灯板的目标值难以精确设置；

(3)对整个LED显示屏进行重新校正。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提供一种LED显示屏的LED灯板校正方法。

具体地，本发明实施例提供的一种LED显示屏的LED灯板校正方法，包括步骤：控制LED显示屏的指定区域显示校正画面，其中指定区域包括目标LED灯板和目标LED灯板的周边区域，校正画面包括对应目标LED灯板的待校正部分和对应周边区域的已校正部分；采集校正画面以得到校正用图像；以及根据校正用图像生成目标LED灯板的校正系数。

在本发明的一个实施例中，上述控制LED显示屏的指定区域显示校正画面的步骤包括：开启用于周边区域的校正系数；以及不开启用于目标LED灯板的校正系数、或者将用于目标LED灯板的各个LED像素的校正系数设为均相同、或者将目标LED灯板的初始校正系数作为用于目标LED灯板的校正系数。

在本发明的一个实施例中，控制LED显示屏的指定区域显示校正画面的步骤包括：关闭用于目标LED灯板的校正系数、或者将用于目标LED灯板的各个LED像素的校正系数设为均相同、或者将目标LED灯板的初始校正系数作为用于目标LED灯板的校正系数。

在本发明的一个实施例中，上述周边区域与目标LED灯板的至少两侧相邻接。

在本发明的一个实施例中，上述周边区域以LED箱体为单元且包括多个与目标LED灯板相邻接的LED箱体。

在本发明的一个实施例中，上述周边区域以LED灯板为单元且包括多个与目标LED灯板相邻接的LED灯板。

在本发明的一个实施例中，上述周边区域以LED像素为单元且包括多个与目标LED灯板相邻接的LED像素。

在本发明的一个实施例中，上述LED灯板校正方法还包括步骤：将生成的目标LED灯板的校正系数传送并存储至与目标LED灯板电连接的接收卡。

在本发明的一个实施例中，上述根据校正用图像生成目标LED灯板的校正系数的步骤包括：分析校正用图像中对应周边区域的部分的亮色度信息并作为参考来设置目标LED灯板的校正目标值，进而生成目标LED灯板的校正系数。

在本发明的一个实施例中，上述校正画面的待校正部分和已校正部分为相同颜色的单色或纯色画面。

由上可知，本发明在对目标LED灯板进行校正时，引入目标LED灯板的周边区域显示的已校正画面作为参考，经过此校正方法后的目标LED灯板与其周边区域在亮色度和均匀性上能够达到完全一致，并且无需做全屏校正因而简单快速。

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

图1A是本发明实施例的一种LED显示屏的LED灯板校正方法所采用的一种硬件架构示意图。

图1B是本发明实施例的目标LED灯板和其周边区域的相对位置关系示意图。

图1C是本发明实施例的目标LED灯板和其周边区域的另一相对位置关系示意图。

图2是本发明实施例的一种LED显示屏的LED灯板校正方法的流程图。

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1A，其为本发明实施例的一种LED显示屏的LED灯板校正方法可采用的硬件架构示意图。在图1A中，校正系统10包括图像采集设备11和校正计算机13，LED显示屏系统20包括LED显示屏21和控制系统23。其中，图像采集设备11例如是专业相机，用于对LED显示屏21显示的画面进行拍摄以采集图像；校正计算机11连接图像采集设备13并安装有校正软件，该校正软件用于分析图像采集设备13采集到的图像并进行分析处理后生成校正系数，生成的校正系数将会通过LED显示屏系统20中的控制系统23传送至LED显示屏21存储并使用。LED显示屏21通常包括多个拼接在一起的LED箱体，每个LED箱体通常包括一个或多个LED灯板以及电连接LED灯板的接收卡(或称LED显示屏控制板)。另外，LED显示屏系统20可以是同步LED显示屏系统或异步LED显示屏系统，对于同步LED显示屏系统，控制系统23包括发送卡(或称视频控制器)和上位机，上位机通过发送卡连接至LED显示屏21的接收卡，在上位机兼做视频源的情形下，LED显示屏21显示的画面内容和上位机播放的内容一致，上位机一旦关机则LED显示屏21将无法播放媒体。对于异步LED显示屏系统，控制系统23包括异步卡(通常为一种带有ARM处理器的嵌入式控制卡，也可称为视频控制器)，异步卡连接至LED显示屏21的接收卡，异步卡整合了同步LED显示屏系统中的上位机的基本功能和发送卡的功能，因此异步LED显示屏系统在播放媒体时无需连接上位机。

请参见图2，其为本发明实施例的一种LED显示屏的LED灯板校正方法的流程图。下面将结合图1A和图2对本发明实施例的LED灯板校正方法进行详细说明。

具体地，本发明实施例的LED灯板校正方法包括以下步骤S110、S130和S150。

步骤S110：控制LED显示屏的指定区域显示校正画面，所述指定区域包括目标LED灯板和目标LED灯板的周边区域，校正画面包括对应目标LED灯板的待校正部分和对应周边区域的已校正部分。具体地，可由图1A中的校正计算机13发送控制指令至控制系统23来控制LED显示屏21的指定区域显示校正画面。指定区域中的目标LED灯板211和目标LED灯板211的周边区域213可以是如图1B所示，周边区域213与目标LED灯板211的四侧都相邻接，也可以是如图1C所示，周边区域213与目标LED灯板211的两侧相邻接。更具体地，周边区域213可以是以LED箱体为单元且包括多个与目标LED灯板211相邻接的LED箱体，也可以是以LED灯板为单元且包括多个与目标LED灯板211相邻接的LED灯板，又或者是以LED像素为单元且包括多个与目标LED灯板211相邻接的LED像素。在周边区域213以LED像素为单元的情形下，其包含的位于同一个LED灯板上的LED像素的数量小于所在LED灯板上的像素数量。

为实现校正画面包括对应目标LED灯板的待校正部分和对应周边区域的已校正部分：

对于使用时默认开启校正系数的LED显示屏，则可以通过关闭用于目标LED灯板211的校正系数来实现；或者将用于目标LED灯板211的各个LED像素的校正系数设为均相同来实现，例如可以将每个LED像素校正系数中的各个取值设为1.0，以使目标LED灯板211达到类似校正系数没有开启的效果；又或者是将目标灯板211的初始校正系数作为用于目标LED灯板211的校正系数来实现，此处的初始校正系数例如是目标LED灯板211在工厂生产过程中获得的校正系数。

而对于使用时并非默认开启校正系数的LED显示屏，则可以通过开启用于周边区域213的校正系数、且不开启用于目标LED灯板211的校正系数或者将用于目标LED灯板211的各个LED像素的校正系数设为均相同或者将目标LED灯板211的初始校正系数作为用于目标LED灯板211的校正系数来实现。值得一提的是，上述实现校正画面显示的方式主要是应用在LED显示屏运行一段时间后因LED灯板坏掉而更换新LED灯板的情形，在此情形下，虽然LED灯板被更换，但更换前的LED灯板的校正系数仍然存在于LED显示屏的接收卡上。因此，上述的不开启用于目标LED灯板211的校正系数和关闭用于目标LED灯板211的校正系数的方式可以通过软件开关实现，也可以通过擦除LED显示屏的接收卡上原LED灯板的校正系数来实现。

另外，本实施例的校正画面中对应目标LED灯板的待校正部分和对应周边区域的已校正部分为相同颜色的单色或纯色画面，例如都为红、绿或蓝等单色画面，或者都为白色等纯色画面。可以理解的是，此处的单色画面主要是指指定区域(目标LED灯板和周边区域)点亮一种颜色LED所呈现的画面，纯色画面主要是指指定区域(目标LED灯板和周边区域)点亮两种或两种以上LED混光后所呈现的单一颜色画面。

步骤S130：采集上述校正画面以得到校正用图像。具体可由图1A中的图像采集设备11对准包含目标LED灯板和其周边区域的指定区域，并根据校正画面的颜色调整好图像采集设备11的参数，例如调整其曝光时间及/或光圈大小。调整好参数后对校正画面进行拍摄，即可得到校正用图像；采集到的校正用图像将送至校正计算机13做后续处理。在此，对于LED显示屏中的单个LED像素包括红绿蓝三色LED的情形，通常需要采集红、绿及蓝三色校正用图像以用作后续生成校正系数。

步骤S150：根据校正用图像生成目标LED灯板的校正系数。具体可由图1A中的校正计算机13根据接收到的校正用图像分析目标LED灯板的周边区域的亮色度信息作为参考并设置目标LED灯板的校正目标值，进而利用校正软件生成目标LED灯板的校正系数，例如亮度及/或色度校正系数。生成的目标LED灯板的校正系数可经由图1A中的控制系统23传送至LED显示屏21中的接收卡进行存储，例如覆盖原LED灯板的校正系数。至此，完成目标LED灯板，例如更换后的LED灯板的校正。

综上所述，本发明上述实施例在对目标LED灯板进行校正时，引入目标LED灯板的周边区域显示的已校正画面作为参考，经过此校正方法后的目标LED灯板与其周边区域在亮色度和均匀性上能够达到完全一致，并且无需做全屏校正因而简单快速。

本文中应用了具体个例对本发明LED显示屏的LED灯板校正方法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 (10)

1.一种LED显示屏的LED灯板校正方法，其特征在于，包括：

控制所述LED显示屏的指定区域显示校正画面，所述指定区域包括目标LED灯板和所述目标LED灯板的周边区域，所述校正画面包括对应所述目标LED灯板的待校正部分和对应所述周边区域的已校正部分；

采集所述校正画面以得到校正用图像；以及

根据所述校正用图像生成所述目标LED灯板的校正系数。

2.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，控制所述LED显示屏的指定区域显示校正画面的步骤包括：

开启用于所述周边区域的校正系数；以及

不开启用于所述目标LED灯板的校正系数、或者将用于所述目标LED灯板的各个LED像素的校正系数设为均相同、或者将所述目标LED灯板的初始校正系数作为用于所述目标LED灯板的校正系数。

3.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，控制所述LED显示屏的指定区域显示校正画面的步骤包括：

关闭用于所述目标LED灯板的校正系数、或者将用于所述目标LED灯板的各个LED像素的校正系数设为均相同、或者将所述目标LED灯板的初始校正系数作为用于所述目标LED灯板的校正系数。

4.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，所述周边区域与所述目标LED灯板的至少两侧相邻接。

5.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，所述周边区域以LED箱体为单元且包括多个与所述目标LED灯板相邻接的LED箱体。

6.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，所述周边区域以LED灯板为单元且包括多个与所述目标LED灯板相邻接的LED灯板。

7.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，所述周边区域以LED像素为单元且包括多个与所述目标LED灯板相邻接的LED像素。

8.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，更包括步骤：

将所述生成的目标LED灯板的校正系数传送并存储至与所述目标LED灯板电连接的接收卡。

9.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，根据所述校正用图像生成所述目标LED灯板的校正系数的步骤包括：

分析所述校正用图像中对应所述周边区域的部分的亮色度信息并作为参考来设置所述目标LED灯板的校正目标值，进而生成所述目标LED灯板的校正系数。

10.根据权利要求1所述的LED灯板校正方法，其特征在于，所述校正画面的待校正部分和已校正部分为相同颜色的单色或纯色画面。

Images