CN104978929B - Led显示装置逐点校正方法、校正用系统架构和控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED显示装置逐点校正方法、校正用系统架构以及控制器。所述逐点校正方法包括步骤：(i)控制器接收并解析来自校正计算机的显示控制指令、并响应显示控制指令产生校正基准图像；(ii)控制器将校正基准图像传送至LED显示装置进行显示，以供图像采集设备进行采集得到校正用图像并由校正计算机对校正用图像进行图像处理后生成LED显示装置的逐点校正系数；以及(iii)控制器接收来自校正计算机且由逐点校正系数转换成的多幅图像数据并对所述多幅图像数据进行处理后传送至LED显示装置，以实现在LED显示装置上存储所述逐点校正系数。本发明由硬件代替软件进行打屏以及将校正系数以图像数据方式进行上传，因此更能适应各种复杂的现场环境。

Description

LED显示装置逐点校正方法、校正用系统架构和控制器

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，特别涉及一种LED显示装置逐点校正方法、一种LED显示装置逐点校正用系统架构以及一种控制器。

背景技术

LED显示屏目前主要存在以下几个方面的问题：1)由于LED恒流驱动芯片的电流离散性和光轴的离散性，LED天生具有离散性缺陷；2)LED显示屏生产过程中不可避免会引入灯板拼装的平整度、箱体拼装的平整度、面罩平整度等均匀度问题；3)LED个体光衰的不一致，随着LED显示屏使用时间的增加，均匀度会进一步恶化。基于以上原因，LED显示屏上的画面会表现出大量麻点、亮暗斑甚至是马赛克等亮色度不一致的现象，严重影响图像播放效果和用户体验。

目前的校正方案如图1所示，整个校正过程需要LED显示屏逐点校正系统11和LED显示屏系统13配合才能完成，其中LED显示屏逐点校正系统11主要由校正计算机112(安装有校正软件的PC机)和图像采集设备114例如相机等组成，LED显示屏系统13主要由控制计算机132(安装有控制软件的PC机)、控制器134和LED显示屏136等组成。

开始校正后，校正计算机112中的校正软件控制控制计算机132中的控制软件配合完成LED显示屏136的显示画面控制、结合图像采集设备114采集到的图像数据进行分析计算得到LED显示屏136的校正系数，并将校正系数数据传输给LED显示屏系统13，由LED显示屏系统13根据校正系数调整画面显示，最终完成整个校正过程。

针对图1所示的目前校正方案：a)考虑到图像采集设备114的安装、现场环境较为复杂且能快速展开校正工作，一般情况下，为了方便现场架设，LED显示屏逐点校正系统11和LED显示屏系统13往往各自需要一台PC机，其中一台负责运行校正软件并控制图像采集设备114进行交互、采集并上传画面数据；另一台运行控制软件，一方面响应校正软件指令对LED显示屏136进行控制配合校正打屏(主要是响应校正软件指令，在指定区域产生指定大小、像素间隔、颜色的校正基准图像)，另一方面接收校正软件回传的校正系数并传送至控制器134；两台PC机间通过局域网的方式进行联网通信(主要是校正相关的控制指令以及校正系数传输)，硬件架构复杂；b)校正系数主要通过控制计算机112上的控制软件上传并存储至控制器134，目前校正系数上传主要有两类方法，方法一是利用控制传输线(如串口、USB等)进行上传；方法二是利用视频传输线，将校正系数处理成图像数据进行上传。这两种方法各有优缺点，对于方法一，其数据上传速度较慢，尤其是串口等低速率通信方式，但是结构简单；对于方法二，其上传速度快，但是既有控制传输线，又要有视频传输线，而视频传输线一般较短，难以实现远距离传输，不利于现场架设；c)在校正期间，LED显示屏136上呈现的画面由控制软件在控制计算机132上绘制产生后，再经过视频传输线传送至控制器134方能配合校正打屏，整个过程实现速度慢且不利于现场架设。

发明内容

因此，针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提出一种LED显示装置逐点校正方法、一种LED显示装置逐点校正用系统架构以及一种控制器。

具体地，本发明实施例提供的一种LED显示装置逐点校正方法，应用于包含图像采集设备、校正计算机、控制器和LED显示装置的校正用系统架构，所述控制器为下位机。所述LED显示装置逐点校正方法包括步骤：(i)所述控制器接收并解析来自所述校正计算机的显示控制指令、并响应所述显示控制指令产生校正基准图像；(ii)所述控制器将所述校正基准图像传送至所述LED显示装置进行显示，以供所述图像采集设备进行采集得到校正用图像并由所述校正计算机对所述校正用图像进行图像处理后生成所述LED显示装置的逐点校正系数；以及(iii)所述控制器接收来自所述校正计算机且由所述逐点校正系数转换成的多幅图像数据并对所述多幅图像数据进行处理后传送至所述LED显示装置，以实现在所述LED显示装置上存储所述逐点校正系数。

在本发明的一个实施例中，所述控制器包括网口、网络PHY芯片、单片机和可编程逻辑器件，所述单片机通过所述网络PHY芯片电连接所述网口且所述可编程逻辑器件电连接所述单片机；所述步骤(i)包括：通过所述网口接收显示控制指令；以及由所述单片机解析所述显示控制指令后控制所述可编程逻辑器件产生所述校正基准图像。

在本发明的一个实施例中，所述步骤(iii)包括：通过所述网口接收所述多幅图像数据至所述单片机，再由所述单片机将所述多幅图像数据提供给所述可编程逻辑器件对所述多幅图像数据进行处理以得到所述处理后的多幅图像数据，以供所述LED显示装置从所述处理后的多幅图像数据中解析出所述逐点校正系数。

在本发明的一个实施例中，所述逐点校正系数包括多个M×M校正系数矩阵，由所述逐点校正系数转换成的所述多幅图像数据为2×M×M幅图像数据。

此外，本发明实施例提供的一种LED显示装置逐点校正用系统架构，包括图像采集设备、校正计算机、控制器和LED显示装置，所述控制器为下位机。所述图像采集设备连接所述校正计算机并用于对所述LED显示装置接收并显示的校正基准图像进行采集以得到校正用图像。所述校正计算机用于对所述校正用图像进行图像处理后生成所述LED显示装置的逐点校正系数。再者，所述校正计算机通过网线直连所述控制器，用于通过所述网线向所述控制器发送显示控制指令使所述控制器产生所述校正基准图像以及用于将所述逐点校正系数转换成多幅图像数据并通过所述网线发送至所述控制器。

在本发明的一个实施例中，所述控制器包括第一网口、第一网络PHY芯片、单片机、可编程逻辑器件、第二网络PHY芯片和第二网口；所述校正计算机通过所述网线直连所述第一网口，所述单片机通过所述第一网络PHY芯片电连接所述网口并用于在解析所述显示控制指令后控制所述可编程逻辑器件产生所述校正基准图像，所述第二网口通过所述第二网络PHY芯片电连接所述可编程逻辑器件的输出，所述LED显示装置连接所述第二网口。

在本发明的一个实施例中，所述第一网络PHY芯片为百兆网络PHY芯片，所述第二网络PHY芯片为千兆网络PHY芯片；所述LED显示装置为配置有接收卡的LED箱体或配置有接收卡的LED显示屏。

在本发明的一个实施例中，所述逐点校正系数包括多个M×M校正系数矩阵，由所述逐点校正系数转换成的所述多幅图像数据为2×M×M幅图像数据。

另外，本发明实施例提供的一种控制器，用于驱动控制LED显示装置进行图像显示。所述控制器为下位机且包括视频输入口、视频接收器、可编程逻辑器件和网络PHY芯片，所述可编程逻辑器件通过所述视频接收器电连接所述视频输入口以用于对从所述视频输入口输入的视频图像进行处理后通过所述网络PHY芯片传输至所述LED显示装置进行显示。再者，所述控制器还包括通讯接口和单片机，所述可编程逻辑器件通过所述单片机电连接所述通讯接口以用于在所述单片机从所述通讯接口接收到外部的显示控制指令并进行解析后接受所述单片机的控制产生目标图像。

在本发明的一个实施例中，所述通讯接口为网口且所述网口通过另一网络PHY芯片电连接所述单片机。

由上可知，本发明实施例可以达成以下一个或多个有益效果：a)简化了校正用系统架构的硬件实现，只需一台安装有校正软件的PC机，提高了系统可靠性；b)校正系数上传直接利用网络且将校正系数以图像数据方式进行压缩后上传，速度能够保证且传输距离远，更能适应各种复杂的现场环境；c)由硬件代替软件进行打屏，省去了校正过程中视频传输线的连接，进一步简化了硬件接线；d)减少了硬件需求，有效降低了系统成本。

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为现有技术的一种实现LED显示屏逐点校正的硬件架构示意图。

图2为本发明实施例的一种LED显示装置逐点校正用系统架构的示意图。

图3为本发明实施例的一种控制器的结构示意图。

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，其为本发明实施例提供的一种LED显示装置逐点校正用系统架构的示意图。如图2所示，本实施例的校正用系统架构为一种简化的联机校正硬件架构方案，该方案简化了硬件结构和连接，整个校正用系统架构主要由校正计算机212、图像采集设备214、控制器234和LED显示装置236构成，无需现有技术中的控制计算机参与，只需要一台安装有校正软件的PC机，且在校正过程中不需要视频传输线；因此该方案可以解决目前联机校正硬件架构方案中存在的一些问题，比如：1)降低硬件结构的复杂度，只需一台安装有校正软件的PC机，可提高系统可靠性；2)校正计算机将校正系数上传至控制器时直接利用网络，且将校正系数以图像数据形式进行压缩后上传，速度能够保证且传输距离远；3)校正期间的校正基准图像由硬件产生，校正计算机只需下发显示控制指令，画面产生速度快；4)硬件结构简单，可有效降低系统成本。更具体地：

图像采集设备214例如是数码相机、工业相机等，其用于对LED显示装置236接收并显示的图像进行采集以得到校正用图像。

校正计算机212连接图像采集设备214，其通常为安装有校正软件的PC机，用于控制图像采集设备214进行图像采集、获取图像采集设备214采集得到的校正用图像并进行处理后生成逐点校正系数以及将所述逐点校正系数转换成多幅图像数据。此处，逐点校正系数可以是亮度校正系数，也可以是亮色度校正系数。再者，进行图像处理后生成逐点校正系数的技术为公知技术，故在此不再赘述。此外，将逐点校正系数转换成多幅图像数据可以采用如下方法：以RGB全彩LED显示装置为例，其每个像素点的亮色度校正系数通常为一个3×3校正系数矩阵，为便于后续控制器234中的可编程逻辑器件的程序存取操作，校正计算机212先将3×3校正系数矩阵转换成4×4校正系数矩阵，每个4×4校正系数矩阵中的16个分量的每个分量值用两个字节表示，之后在将逐点校正系数转换成多幅图像数据时，每幅图像数据取用所有逐点校正系数的各个4×4校正系数矩阵中的同一分量的一个字节数据，如此则会转换得到2×4×4＝32幅图像数据。当然，逐点校正系数转换成多幅图像数据也可以采用其他技术方案，可参考西安诺瓦电子科技有限公司于2013年08月09日申请的申请号为201310347261.6，发明名称为“LED显示屏的LED像素校正系数上传方法”的发明专利申请，且其所揭露的内容引用在此作为参考。

控制器234通过高速通讯接口传输线例如网线与校正计算机212直连，其用于在校正过程中接收并解析来自校正计算机的显示控制指令后产生校正基准图像至LED显示装置236进行显示以供图像采集设备214进行图像采集得到校正用图像、以及用于接收来自校正计算机212且由逐点校正系数转换成的多幅图像数据并进行处理后传送给LED显示装置236以实现在LED显示装置236上存储所述逐点校正系数。在此，校正基准图像可以是单色图像例如红色、绿色或蓝色图像，也可以是纯色图像例如白色图像。此外，本实施例可以由控制器234从所述多幅图像数据中解析出逐点校正系数后再传送至LED显示装置236进行存储，也可以是由LED显示装置236从所述多幅图像数据中解析出逐点校正系数并存储，具体的解析方法可以参考西安诺瓦电子科技有限公司于2013年08月09日申请的申请号为201310347261.6，发明名称为“LED显示屏的LED像素校正系数上传方法”的发明专利申请，其所揭露的内容引用在此作为参考，故在此不再赘述。

LED显示装置236例如是配置有接收卡(或称扫描卡)的LED箱体或配置有接收卡的LED显示屏。其中，LED箱体或LED显示屏可以是单色、双色或全彩LED箱体或LED显示屏。再者，当LED显示装置236为大屏幕LED显示屏时，在进行逐点校正时还可以进去分区校正或者隔点打屏校正(参见西安诺瓦电子科技有限公司于2013年08月19日申请的申请号为201310362893.X，发明名称为“LED显示屏的校正用图像采集方法及显示方法”的发明专利申请)。

请参见图3，其为本发明实施例的控制器234的一种结构示意图。如图3所示，控制器234为下位机且包括：网口2341、网络PHY芯片2342、单片机(MCU，或称微控制器)2343、可编程逻辑器件2344、视频输入口2345、视频接收器2346、网络PHY芯片2347以及网口2348。

其中，单片机2343通过网络PHY芯片2342电连接网口2341，网络PHY芯片2342例如是百兆网络PHY芯片，可编程逻辑器件2344电连接单片机2343且通过视频接收器2346电连接视频输入口2345，可编程逻辑器件2344例如是现场可编程门阵列(FPGA)，视频输入口2345例如是DVI接口、HDMI接口、其他视频接口或其组合，视频接收器2346典型地配置有视频解码芯片例如ADV761x、Sii913x等，网口2348通过网络PHY芯片2347电连接可编程逻辑器件2344的输出，网络PHY芯片2347例如是千兆网络PHY芯片。另外，可以理解的是，网口2341也可以替换成其他通讯接口，相应的网络PHY芯片2342也做适应性替换。

承上述，在逐点校正过程中，单片机2343通过网口2341和网络PHY芯片2342接收来自校正计算机212的显示控制指令并进行解析后控制可编程逻辑器件2344，由可编程逻辑器件2344产生校正基准图像，例如单色图像或纯色图像，所产生的校正基准图像后续通过网络PHY芯片2347和网口2348传输给LED显示装置236进行显示以供图像采集设备214进行图像采集得到校正用图像。之后，当校正计算机212根据校正用图像生成LED显示装置236的逐点校正系数并将生成的逐点校正系数转换成多幅图像数据后，单片机2343通过网口2341和网络PHY芯片2342依序接收所述多幅图像数据并提供给可编程逻辑器件2344进行数据处理得到处理后的多幅图像数据，再由可编程逻辑器件2344通过网络PHY芯片2347和网口2348传输给LED显示装置236，之后再由LED显示装置236中相对应的接收卡从所述多幅图像数据中解析出所述逐点校正系数进行存储。可以理解的是，单片机2343通过网口2341和网络PHY芯片2342依序接收所述多幅图像数据并提供给可编程逻辑器件2344后，也可以由可编程逻辑器件2344从所述多幅图像数据中解析出所述逐点校正系数后再通过网络PHY芯片2347和网口2348传输给LED显示装置236中相对应的接收卡进行存储。

在正常显示过程中，控制器234通过视频输入口2345接收视频源提供的视频图像，由视频接收器2346对接收到的视频图像进行解码后传送至可编程逻辑器件2344进行数据转换，之后再通过网络PHY芯片2347和网口2348传输给LED显示装置236进行显示。

简而言之，在校正过程中和正常显示过程中，前者是在单片机2343的控制下由可编程逻辑器件2344自身产生图像并送至LED显示装置236进行显示，后者则是经由视频输入口和视频接收器获取视频图像并送至LED显示装置236进行显示；因此，这两个过程中LED显示装置236所显示的图像来源于两种不同的途径。

至此，本文中应用了具体个例对本发明的LED显示装置逐点校正方法、LED显示装置逐点校正用系统架构以及控制器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显示装置逐点校正方法，应用于包含图像采集设备、校正计算机、控制器和LED显示装置的校正用系统架构，所述校正计算机为上位机，所述控制器为下位机；其特征在于，所述LED显示装置逐点校正方法包括步骤：

(i)所述控制器通过通讯接口接收并解析来自所述校正计算机的显示控制指令、并响应所述显示控制指令在下位机本地产生校正基准图像；

(ii)所述控制器将所述校正基准图像传送至所述LED显示装置进行显示，以供所述图像采集设备进行采集得到校正用图像并由所述校正计算机对所述校正用图像进行图像处理后生成所述LED显示装置的逐点校正系数；以及

(iii)所述控制器通过所述通讯接口而非所述控制器的视频输入口接收由所述校正计算机转换成多幅图像数据且以图像数据方式进行压缩后上传的所述逐点校正系数、并对所述逐点校正系数转换成的所述多幅图像数据进行处理后传送至所述LED显示装置，以实现在所述LED显示装置上存储所述逐点校正系数；其中所述视频输入口为视频接口且用于在逐点校正过程之外的正常显示过程中接收视频源提供的视频图像以送至所述LED显示装置进行显示。

2.如权利要求1所述的LED显示装置逐点校正方法，其特征在于，所述控制器还包括网络PHY芯片、单片机、可编程逻辑器件和视频接收器，所述通讯接口为网口，所述单片机通过所述网络PHY芯片电连接所述网口且所述可编程逻辑器件电连接所述单片机，所述视频输入口通过所述视频接收器电连接所述可编程逻辑器件；所述步骤(i)包括：

通过所述网口接收显示控制指令；以及

由所述单片机解析所述显示控制指令后控制所述可编程逻辑器件本地产生所述校正基准图像，其中所述校正基准图形为单色图像或纯色图像。

3.如权利要求2所述的LED显示装置逐点校正方法，其特征在于，所述步骤(iii)包括：

通过所述网口接收所述多幅图像数据至所述单片机，再由所述单片机将所述多幅图像数据提供给所述可编程逻辑器件对所述多幅图像数据进行处理以得到处理后的多幅图像数据，以供所述LED显示装置从所述处理后的多幅图像数据中解析出所述逐点校正系数。

4.如权利要求1所述的LED显示装置逐点校正方法，其特征在于，所述逐点校正系数包括多个M×M校正系数矩阵，由所述逐点校正系数转换成的所述多幅图像数据为2×M×M幅图像数据。

5.一种LED显示装置逐点校正用系统架构，包括图像采集设备、校正计算机、控制器和LED显示装置，所述校正计算机为上位机，所述控制器为下位机，所述图像采集设备连接所述校正计算机并用于对所述LED显示装置接收并显示的校正基准图像进行采集以得到校正用图像，所述校正计算机用于对所述校正用图像进行图像处理后生成所述LED显示装置的逐点校正系数；其特征在于，所述校正计算机通过网线直连所述控制器的通讯接口，用于通过所述网线向所述控制器的通讯接口发送显示控制指令使作为下位机的所述控制器本地产生所述校正基准图像以及用于将所述逐点校正系数转换成多幅图像数据并以图像数据形式进行压缩后通过所述网线发送至所述控制器的所述通讯接口而非所述控制器的视频输入口。

6.如权利要求5所述的LED显示装置逐点校正用系统架构，其特征在于，所述控制器包括作为所述通讯接口的第一网口、第一网络PHY芯片、单片机、可编程逻辑器件、第二网络PHY芯片、第二网口和视频接收器；所述校正计算机通过所述网线直连所述第一网口，所述单片机通过所述第一网络PHY芯片电连接所述网口并用于在解析所述显示控制指令后控制所述可编程逻辑器件本地产生所述校正基准图像，所述第二网口通过所述第二网络PHY芯片电连接所述可编程逻辑器件的输出，所述LED显示装置连接所述第二网口，所述视频输入口通过所述视频接收器电连接所述可编程逻辑器件且所述视频输入口用于在逐点校正过程之外的正常显示过程中接收视频源提供的视频图像以送至所述LED显示装置进行显示。

7.如权利要求6所述的LED显示装置逐点校正用系统架构，其特征在于，所述第一网络PHY芯片为百兆网络PHY芯片，所述第二网络PHY芯片为千兆网络PHY芯片；所述LED显示装置为配置有接收卡的LED箱体或配置有接收卡的LED显示屏。

8.如权利要求6所述的LED显示装置逐点校正用系统架构，其特征在于，所述逐点校正系数包括多个M×M校正系数矩阵，由所述逐点校正系数转换成的所述多幅图像数据为2×M×M幅图像数据。

9.一种控制器，用于驱动控制LED显示装置进行图像显示；所述控制器为下位机且包括视频输入口、视频接收器、可编程逻辑器件和网络PHY芯片，所述可编程逻辑器件通过所述视频接收器电连接所述视频输入口以用于对从所述视频输入口输入的视频图像进行处理后通过所述网络PHY芯片传输至所述LED显示装置进行显示；其特征在于，所述控制器还包括通讯接口和单片机，所述可编程逻辑器件通过所述单片机电连接所述通讯接口以用于在所述单片机从所述通讯接口接收到外部上位机的显示控制指令并进行解析后接受所述单片机的控制本地产生目标图像供逐点校正过程中的图像采集设备进行图像采集得到校正用图像，所述通讯接口用于在所述逐点校正过程中从所述外部上位机接收基于所述校正用图像产生且被转换成多幅图像数据并以图像数据方式进行压缩后上传的逐点校正系数，所述视频输入口为视频接口且用于在所述逐点校正过程之外的正常显示过程中接收视频源提供的视频图像以送至所述LED显示装置进行显示。

10.如权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述通讯接口为网口且所述网口通过另一网络PHY芯片电连接所述单片机。