CN105096815A - Led显示屏亮色度校正方法以及led显示屏系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种LED显示屏亮色度校正方法及其可采用的LED显示屏系统。在LED显示屏亮色度校正方法，亮色度校正软件有别于传统做法而直接安装在LED显示屏控制系统中，并结合LED显示屏系统中已有监控摄像头的拍摄功能，可以实现在LED显示屏亮色度校正过程中对监控摄像头的成像质量进行分析并据此调整监控摄像头的参数以及对LED显示屏显示的校正用画面进行拍摄并分析生成LED显示屏的亮色度校正系数。本发明利用了LED显示屏系统中已有的监控摄像头资源，无需人工过多干预，就可以实现对LED显示屏的亮色均匀性校正，也可以实现定时、定期对LED显示屏的自动校正，节省了人力、物力、财力，也解决了传统校正方案在很多场合因为场地等原因无法开展校正的问题。

Description

LED显示屏亮色度校正方法以及LED显示屏系统

技术领域

本发明涉及显示校正技术领域，具体涉及一种LED显示屏亮色度校正方法以及一种LED显示屏系统。

背景技术

LED显示屏在长时间的使用过程中，可能会出现某些LED灯板无法显示或显示有问题的情况，会严重影响LED显示屏的显示效果。同时，因为LED显示屏控制系统相关的监控无法做到对LED灯板自身故障的监控，而且LED显示屏作为户外的显示设备，很难做到有专人实时的观测LED显示屏故障。基于上述问题，目前很多的LED显示屏在架设时，都会在LED显示屏前安装对应的监控摄像头，监控摄像头会定期对LED显示屏的显示画面进行拍摄，对应的监测人员会实时的拿到拍摄得到的图像进行查看，一旦发现问题，可以尽快赶到现场进行维护。此外，一些广告厂商出于想监测LED显示屏是否按设定内容播放对应的广告，也会要求LED显示屏拥有者安装监控摄像头，实现对播放内容的监控。

另外，LED显示屏因为使用过程中会出现LED灯不同程度的亮度衰减与色度漂移，在一段时间(半年或一年)均匀性会逐渐变差；变差到一定程度，就需要对LED显示屏进行亮色度校正；使用现有的校正设备与方案，需要校正人员亲自到现场进行校正，需要付出一定的人力，物力与财力；并且现有的校正方案需要在较为空旷的场地进行，而且距离不能太远，否则可能会影响到网络通信。同时，现场也不能有遮挡相机视线的物体，例如天线杆，高楼等等；此外，对于高速路，高铁等高速干道，或高楼上，LED显示屏往往架设得很高，对于这种情况，现有的校正设备就无法对LED显示屏进行校正了。

发明内容

因此，为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提出一种LED显示屏亮色度校正方法以及一种LED显示屏系统。

具体地，本发明实施例提出的一种LED显示屏亮色度校正方法，应用于LED显示屏系统。其中，所述LED显示屏系统包括LED显示屏控制系统、LED显示屏以及监控摄像头，所述LED显示屏控制系统信号连接所述LED显示屏以提供视频源并控制所述LED显示屏显示且安装有亮色度校正软件，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示并信号连接所述LED显示屏控制系统以接受所述亮色度校正软件的控制。具体地，所述LED显示屏亮色度校正方法包括步骤：(a)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏显示成像质量分析用颜色画面；(b)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述监控摄像头对所述成像质量分析用颜色画面进行拍摄而得到成像质量分析用颜色图像并将所述成像质量分析用颜色图像传送至所述LED显示屏控制系统；(c)：所述亮色度校正软件对所述成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到在成像质量符合要求下的所述监控摄像头的参数目标值；(d)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏显示校正用颜色画面；(e)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述监控摄像头在调整参数至所述参数目标值后对所述校正用颜色画面进行拍摄而得到校正用颜色图像并将所述校正用颜色图像传送至所述LED显示屏控制系统；以及(f)：所述亮色度校正软件对所述校正用颜色图像进行分析处理以得到所述LED显示屏的多个LED灯点的原始亮色度值、以及利用所述多个LED灯点的所述原始亮色度值与目标亮色度值之间的差异计算出所述多个LED灯点的亮色度校正系数并将所述亮色度校正系数上传至所述LED显示屏控制系统。

此外，本发明实施例提出的一种LED显示屏系统，包括控制计算机、发送卡、接收卡、LED显示屏以及监控摄像头，所述控制计算机用于提供视频源至所述发送卡进行信号解码和数据处理后由所述发送卡发送至所述接收卡、再由所述接收卡进行数据转换和灰度编码后驱动控制所述LED显示屏进行显示，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示。此外，所述控制计算机安装有亮色度校正软件，且所述监控摄像头信号连接所述控制计算机以在对所述LED显示屏进行亮色度校正时接受所述亮色度校正软件的控制对所述LED显示屏显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至所述控制计算机和接受所述亮色度校正软件的控制进行参数调整。

另外，本发明另一实施例提出的一种LED显示屏系统，包括异步控制卡、接收卡、LED显示屏以及监控摄像头，所述异步控制卡用于解析存储的显示内容并进行数据处理后提供至所述接收卡、由所述接收卡进行数据转换和灰度编码后驱动控制所述LED显示屏进行显示，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示。此外，所述异步控制卡安装有亮色度校正软件，且所述监控摄像头信号连接所述异步控制卡以在对所述LED显示屏进行亮色度校正时接受所述亮色度校正软件的控制对所述LED显示屏显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至所述异步控制卡和接受所述亮色度校正软件的控制进行参数调整。

由上可知，本发明实施例有别于传统做法将亮色度校正软件直接安装在LED显示屏控制系统中，并利用了LED显示屏系统中已有的监控摄像头资源，无需人工过多干预，就可以实现对LED显示屏的亮色均匀性校正，也可以实现定时、定期对LED显示屏的自动校正，节省了人力、物力、财力，也解决了传统校正方案在很多场合因为场地等原因无法开展校正的问题。

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1是本发明实施例的一种具有亮色度校正功能的LED显示屏系统的架构示意图。

图2是本发明实施例的一种LED显示屏亮色度校正方法中的监控摄像头拍摄位置检测步骤流程示意图。

图3是本发明实施例的一种LED显示屏亮色度校正方法中的成像质量分析步骤流程示意图。

图4是本发明另一实施例的具有亮色度校正功能的LED显示屏系统的架构示意图。

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。

请参考图1，其为本发明实施例的一种具有亮色度校正功能的LED显示屏系统的架构示意图。如图1所示，LED显示屏系统10包括：LED显示屏控制系统11、LED显示屏13以及监控摄像头15。本实施例中，LED显示屏控制系统11为LED显示屏同步控制系统，其包括控制计算机111、发送卡113以及接收卡115；其中，控制计算机111用于提供视频源(例如DVI信号)至所述发送卡113进行信号解码和数据处理后由发送卡113(例如通过网线)发送至接收卡115，再由接收卡115进行数据转换和灰度编码后驱动控制LED显示屏13进行显示。监控摄像头15安装在LED显示屏13的前方且用于监控LED显示屏13的显示甚至是LED显示屏13的周边环境，其例如是网络摄像头而通过网络与控制计算机111形成信号连接。在此，对于较大尺寸的LED显示屏，监控摄像头15建议采用云台网络摄像头，其可以接收控制信号进行上、下、左、右的旋转；而对于较小尺寸的LED显示屏，则可以选用不带云台的网络摄像头，只要能实现监控LED显示屏13显示的画面之目的即可。LED显示屏133可以是单色屏、双色屏或全彩屏，在此不再详述。

此外，控制计算机111安装有亮色度校正软件1111，从而在对LED显示屏13进行亮色度校正时能够控制LED显示屏13显示所需的画面、控制监控摄像头15对LED显示屏13显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至所述控制计算机111以供图像分析处理、以及控制监控摄像头进行必要的参数调整。

下面将结合图1、图2及图3对本发明实施例的一种LED显示屏亮色度校正方法进行详细说明。其中，图2为LED显示屏亮色度校正方法中的一种监控摄像头拍摄位置检测步骤流程示意图，图3为LED显示屏亮色度校正方法中的成像质量分析步骤流程示意图。具体地：

首先，进行拍摄位置检测步骤：如图2所示，在通过人工触发或定时触发运行亮色度校正软件1111于控制计算机111后，由亮色度校正软件1111控制LED显示屏13的指定区域显示特定画面，例如控制LED显示屏13只点亮指定区域而其它区域为黑色，又或者是控制LED显示屏13的指定区域与其它区域显示不同颜色，只要能便于后续图像处理时可以辨别出指定区域即可。此处的指定区域可以是LED显示屏13的局部显示区域或整个显示区域，其也为后续即将进行亮色度校正的区域。之后，由亮色度校正软件1111发送命令经由网络传送至监控摄像头15以控制监控摄像头15对LED显示屏13进行拍摄而得到拍摄图像，在此称之为拍摄位置检测用图像。拍摄位置检测用图像由监控摄像头15经由网络传送至控制计算机111后，由亮色度校正软件1111对拍摄位置检测用图像进行分析处理以判断LED显示屏13显示的指定画面是否完全包含在拍摄位置检测用图像中。如果判断结果为是，则表示监控摄像头15的当前拍摄位置满足要求。反之，如果判断结果为否，则表示需要对监控摄像头15的拍摄位置进行调整并由亮色度校正软件1111发送左右转动或上下转动命令控制监控摄像头15进行拍摄位置调整；之后重复前述指定画面拍摄、图像分析处理及判断操作，直至监控摄像头15的拍摄位置满足要求为止。此外，可以理解的是，对于不带云台的监控摄像头，则可省略掉拍摄位置检测步骤；因为一般来讲，在此种配置情形下，监控摄像头可以拍摄整个LED显示屏13的显示画面。

接着，在监控摄像头15的拍摄位置满足要求后，进行成像质量分析步骤：如图3所示，首先进行曝光量调整子步骤，亮色度校正软件1111发送命令控制LED显示屏13显示成像质量分析用颜色画面、并发送命令通过网络传送至监控摄像头15以控制监控摄像头15对成像质量分析用颜色画面进行拍摄以及将拍摄得到的成像质量分析用颜色图像通过网络传送至控制计算机111。之后，由亮色度校正软件1111对成像质量分析用颜色图像进行分析处理：例如设定成像质量分析用颜色图像的灰阶为256级，并将256级灰度值划分成多个区间例如：[0,50]、[51,100]、[101,150]、[151-200]及[201,255]；然后计算图像中的LED灯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；因此根据成像质量分析用颜色图像中LED灯点的图像灰度值的分布状况，即可获知监控摄像头15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(也即图像过曝或过暗)。此外，亮色度校正软件1111还可根据图像灰度值的分布状况(例如灰度直方图)计算出监控摄像头15的当前曝光量及其偏差量，根据该偏差量则可以计算出监控摄像头15的参数调整值及/或LED显示屏13的亮度调整值。此处，监控摄像头15的参数调整值例如是跟曝光量相关的参数：光圈大小、曝光时间等参数的取值。在计算出监控摄像头15的参数调整值及/或LED显示屏13的亮度调整值后，为补偿曝光量的偏差量，亮色度校正软件1111发送命令控制监控摄像头15进行参数调整及/或发送控制命令控制LED显示屏133的亮度。值得一提的是，一种比较建议的方式为：先调整监控摄像头15的参数，在调整监控摄像头15的参数值后难以补偿曝光量的偏差量后，再考虑调整LED显示屏13的亮度。另外，需要说明的是，对于监控摄像头15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。上述曝光量调整子步骤一般会重复一次或多次，直至曝光量符合要求为止。

可选地，还可以进行焦距调整子步骤，例如在监控摄像头15的曝光量经过前述曝光量调整子步骤符合要求后，由亮色度校正软件1111对曝光量符合要求的成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到图像中各个LED灯点的大小，并判断各个LED灯点的大小是否过小，如果过小，则由亮色度校正软件1111发送命令控制监控摄像头15调整焦距。在此，焦距调整子步骤可能会重复一次或多次，直至LED灯点的大小符合要求为止。最终，当经由上述成像质量分析步骤后使得监控摄像头15的曝光量相关参数及焦距均符合要求时，也即成像质量符合要求，则存储监控摄像头15的当前参数值作为参数目标值及/或存储LED显示屏13的当前亮度值作为亮度目标值以供后续进行LED显示屏13的亮色度校正时设定监控摄像头15的曝光量。可以理解的是，在上述成像质量分析步骤中，也可以先进行焦距调整子步骤，再进行曝光量调整子步骤；此外，对于不支持焦距调整的监控摄像头，则可省略焦距调整子步骤。

另外，值得一提的是，对于单个LED像素点包含红色、绿色和蓝色三种颜色LED灯点的LED显示屏而言，建议的一种做法是：针对红、绿、蓝三种颜色LED灯点分别组成的颜色画面均执行上述曝光量调整子步骤，这样，后续的LED显示屏亮色度校正过程中，可以针对不同颜色的校正用颜色画面采用相对应的监控摄像头15的参数目标值及/或LED显示屏13的亮度目标值，使得最终生成的校正系数更精确，对LED显示屏13的亮色度校正效果更佳。在此，三种颜色LED灯点分别组成的颜色画面可以由LED显示屏13顺次显示，也可以同步分区显示。

接下来，在完成对监控摄像头15的成像质量分析步骤后，进行校正系数生成步骤：亮色度校正软件1111发送命令控制LED显示屏13采用默认亮度值或对应的亮度目标值显示校正用颜色画面、并发送命令通过网络传送至监控摄像头15以控制监控摄像头15调整参数至对应的参数目标值；之后由监控摄像头15对校正用颜色画面进行拍摄而得到校正用颜色图像并通过网络上传至控制计算机111，再由亮色度校正软件1111对校正用颜色图像进行分析处理以得到LED显示屏13的多个LED灯点的原始亮色度值，利用所述多个LED灯点的原始亮色度值和目标亮色度值的差异计算出所述多个LED灯点的亮色度校正系数。在此，对于单个LED像素点包括红色、绿色和蓝色三种颜色LED灯点的LED显示屏而言，通常需要对不同颜色LED灯点组成的校正用颜色画面分别进行拍摄、图像分析处理以及校正系数生成。此外，多个LED灯点的目标亮色度值包括目标亮度值和目标色度值；其中，目标亮度值可以是通过对同颜色多个LED灯点的原始亮度值先进行正态分布分析以去除亮度值过低的LED灯点再对剩余LED灯点的原始亮度值求平均而得到的亮度平均值，或者将亮度平均值适当调整一定百分比后作为目标亮度值；目标色度值可以是通过计算包含红、绿及蓝三色LED灯点的各个LED像素点的CIE色度坐标得到相对应的色域、获取所述各个LED像素点的公共色域及公共色域所对应的CIE色坐标来获得。当然，目标亮度值和目标色度值也可以是厂商提供的经验值，或者校正软件中的默认值。

最后，由亮色度校正软件1111将不同颜色LED灯点的亮色度校正系数上传至发送卡113或115，至此完成对LED显示屏13的亮色度校正。

请参考图4，其为本发明另一实施例的具有亮色度校正功能的LED显示屏系统的架构示意图。如图4所示，LED显示屏系统30包括：LED显示屏控制系统31、LED显示屏33以及监控摄像头35。本实施例中，LED显示屏控制系统31为LED显示屏异步控制系统，其包括异步控制卡311以及接收卡315；其中，异步控制卡311通常配置有嵌入式处理器(例如ARM等)并安装有嵌入式操作系统(例如WinCE操作系统)，其用于解析其存储的显示内容并进行数据处理后通过网线提供给接收卡315，再由接收卡315进行数据转换和灰度编码后驱动控制LED显示屏33进行显示。对于有些异步控制卡，其除了可以带载接收卡之外，还可以通过排线直接连接至LED显示屏中的LED灯板以驱动控制LED灯板进行显示。监控摄像头35安装在LED显示屏33的前方且用于监控LED显示屏33的显示甚至是LED显示屏33的周边环境，其例如是网络摄像头而通过网络与异步控制卡311形成信号连接或者是USB摄像头。在此，对于较大尺寸的LED显示屏，监控摄像头35建议采用云台网络摄像头，其可以接收控制信号进行上、下、左、右的旋转；而对于较小尺寸的LED显示屏，则可以选用不带云台的网络摄像头，只要能实现监控LED显示屏33显示的画面之目的即可。LED显示屏33可以是单色屏、双色屏或全彩屏，在此不再详述。

此外，异步控制卡311安装有亮色度校正软件3111，从而在对LED显示屏33进行亮色度校正时能够控制LED显示屏33显示所需的画面、控制监控摄像头35对LED显示屏33显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至异步控制卡311以供图像分析处理、以及控制监控摄像头35进行必要的参数调整。

对于利用图4所示的具有亮色度校正功能的LED显示屏系统30而进行的LED显示屏亮色度校正方法，其与前述利用图1所示的具有亮色度校正功能的LED显示屏系统10而进行的LED显示屏亮色度校正方法基本相同，故在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例有别于传统做法(将亮色度校正软件安装在LED显示屏系统之外的校正计算机上)将亮色度校正软件直接安装在LED显示屏控制系统中，并利用了LED显示屏系统中已有的监控摄像头资源，无需人工过多干预，就可以实现对LED显示屏的亮色均匀性校正，也可以实现定时、定期对LED显示屏的自动校正，节省了人力、物力、财力，也解决了传统校正方案在很多场合因为场地等原因无法开展校正的问题。

本文中应用了具体个例对本发明LED显示屏亮色度校正方法以及LED显示屏系统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显示屏亮色度校正方法，应用于LED显示屏系统；其特征在于，所述LED显示屏系统包括LED显示屏控制系统、LED显示屏以及监控摄像头，所述LED显示屏控制系统信号连接所述LED显示屏以提供视频源并控制所述LED显示屏显示且安装有亮色度校正软件，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示并信号连接所述LED显示屏控制系统以接受所述亮色度校正软件的控制；所述LED显示屏亮色度校正方法包括步骤：

(a)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏显示成像质量分析用颜色画面；

(b)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述监控摄像头对所述成像质量分析用颜色画面进行拍摄而得到成像质量分析用颜色图像并将所述成像质量分析用颜色图像传送至所述LED显示屏控制系统；

(c)：所述亮色度校正软件对所述成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到在成像质量符合要求下的所述监控摄像头的参数目标值；

(d)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏显示校正用颜色画面；

(e)：所述亮色度校正软件发送命令控制所述监控摄像头在调整参数至所述参数目标值后对所述校正用颜色画面进行拍摄而得到校正用颜色图像并将所述校正用颜色图案传送至所述LED显示屏控制系统；以及

(f)：所述亮色度校正软件对所述校正用颜色图像进行分析处理以得到所述LED显示屏的多个LED灯点的原始亮色度值、以及利用所述多个LED灯点的所述原始亮色度值与目标亮色度值之间的差异计算出所述多个LED灯点的亮色度校正系数并将所述亮色度校正系数上传至所述LED显示屏控制系统。

2.如权利要求1所述的LED显示屏亮色度校正方法，其特征在于，在步骤(a)之前，还包括步骤：

所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏的指定区域显示指定画面；

所述亮色度校正软件发送命令控制所述监控摄像头对所述LED显示屏进行拍摄而得到拍摄位置检测用图像并将所述拍摄位置检测用图像传送至所述LED显示屏控制系统；以及

所述亮色度校正软件对所述拍摄位置检测用颜色图案进行分析处理以判断所述指定画面是否完全包含在所述拍摄位置检测用图像中，并在判断结果为否时，发送命令控制所述监控摄像头调整拍摄位置。

3.如权利要求1所述的LED显示屏亮色度校正方法，其特征在于，在步骤(b)之后，还包括步骤：

所述亮色度校正软件对所述成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到在成像质量符合要求下的所述LED显示屏的亮度目标值；相应地，步骤(d)为：所述亮色度校正软件发送命令控制所述LED显示屏采用所述亮度目标值并显示所述校正用颜色画面。

4.如权利要求1所述的LED显示屏亮色度校正方法，其特征在于，步骤(c)包括：

所述亮色度校正软件对所述成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到所述监控摄像头的曝光量偏差量，并在曝光量偏差值非零时发送命令控制所述监控摄像头进行曝光量相关参数调整；以及

可选地，所述亮色度校正软件对所述成像质量分析用颜色图像进行分析处理以计算得到LED灯点的大小，并在LED灯点偏小时发送命令控制所述监控摄像头进行焦距调整。

5.如权利要求1所述的LED显示屏亮色度校正方法，其特征在于，所述成像质量分析用颜色画面为红色画面、绿色画面或蓝色画面，且所述校正用颜色画面和所述成像质量分析用颜色画面具有相同颜色。

6.一种LED显示屏系统，包括控制计算机、发送卡、接收卡、LED显示屏以及监控摄像头，所述控制计算机用于提供视频源至所述发送卡进行信号解码和数据处理后由所述发送卡发送至所述接收卡、再由所述接收卡进行数据转换和灰度编码后驱动控制所述LED显示屏进行显示，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示；其特征在于，

所述控制计算机安装有亮色度校正软件，且所述监控摄像头信号连接所述控制计算机以在对所述LED显示屏进行亮色度校正时接受所述亮色度校正软件的控制对所述LED显示屏显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至所述控制计算机和接受所述亮色度校正软件的控制进行参数调整。

7.如权利要求6所述的LED显示屏系统，其特征在于，所述监控摄像头为网络摄像头，其通过网络和所述控制计算机信号连接。

8.如权利要求7所述的LED显示屏系统，其特征在于，所述网络摄像头为云台网络摄像头。

9.一种LED显示屏系统，包括异步控制卡、接收卡、LED显示屏以及监控摄像头，所述异步控制卡用于解析存储的显示内容并进行数据处理后提供至所述接收卡、由所述接收卡进行数据转换和灰度编码后驱动控制所述LED显示屏进行显示，所述监控摄像头用于监控所述LED显示屏的显示；其特征在于，

所述异步控制卡安装有亮色度校正软件，且所述监控摄像头信号连接所述异步控制卡以在对所述LED显示屏进行亮色度校正时接受所述亮色度校正软件的控制对所述LED显示屏显示的画面进行拍摄并将拍摄得到的图像上传至所述异步控制卡和接受所述亮色度校正软件的控制进行参数调整。

10.如权利要求9所述的LED显示屏系统，其特征在于，所述监控摄像头为网络摄像头或USB摄像头。