CN106652858A - 一种显示器兼容性异常自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器兼容性异常自动检测系统及方法，该系统包括工控PC、光电信号采集单元、闪变信号处理单元、Chroma信号源以及烧录板；系统采用在线系统编程完成显示器的烧录，将相关显示器控制指令定义为数组形式，然后通过DDC/CI协议实现软件控制显示器OSD菜单，并加入“握手”机制确保了控制信号的可靠性。同时，相关测试例和测试Timing采用独立的文本文件和Excel文件导入的形式。系统采用光电传感器采集光信号，经过模数转换后得到瞬态波形，进一步地通过傅里叶变换转化为功率谱并进行人眼视觉敏感度的加权匹配，最后再作傅里叶逆变换计算出闪烁度。该系统具有高度灵活性以及低成本、高效率的优点，可以较大程度地减轻测试人员的测试压力。

Description

一种显示器兼容性异常自动检测系统及方法

技术领域

本发明涉及显示器测试领域，特别是一种显示器兼容性异常自动检测系统及方法。

背景技术

显示器在出厂前都需经过严格测试，其中一项重要的测试就是兼容性测试。当显示器出现兼容性问题时往往伴随画面的闪烁异常，严重时甚至出现黑屏无画的现象。随着信息显示技术的日趋成熟，平板显示器的功能不断丰富，各种信号标准增加，分辨率也不断提高，这无疑使得测试量大大增加。

当前大部分显示器生产商仍采用手动测试，其测试过程大致如下：首先需要手动点击显示器按钮对OSD菜单进行各种切换设置，然后操作各种测试仪器采集测试数据，手动记录测试数据再对测试结果进行判断，最后编制测试报表。显然，这样的测试方式不仅效率低下，需要耗费大量的时间和人力，而且容易由于测试人员的疲累出现漏检或误检。

虽然目前有一些方法和软件用于提高显示器测试效率，但仍然存在不少问题。例如：对显示器设置时采用红外遥控取代“五向键”的繁琐设置步骤，但仍离不开人为控制；采用PC控制仪器读取和记录测试数据，但只能适用特定的机种和既定的测试例，灵活度低，并且由于光学测试仪价格昂贵，只能少量供应，经常出现仪器短缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示器兼容性异常自动检测系统及方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种显示器兼容性异常自动检测系统，提供一待测显示器，包括，一与所述待测显示器相连的Chroma信号发生器、一分别与所述待测显示器相连以及所述Chroma信号发生器相连的烧录板、与所述待测显示器显示屏紧密贴合设置的遮光罩、设置于所述遮光罩内的光电传感器、一与所述光电传感器相连的光电转换单元、分别与所述Chroma信号发生器、所述烧录板相连的工控PC机。

在本发明一实施例中，所述光电转换单元包括依次连接的放大器、AD转换电路、MCU以及以RS232串行接口电路；所述放大器与所述光电传感器相连；所述RS232串行接口电路与所述工控PC机相连；所述MCU还与一存储器相连。

在本发明一实施例中，所述光电传感器采用EL7900。

在本发明一实施例中，所述Chroma信号发生器通过USB线与所述工控PC机连接，其VGA输出端接入烧录板的VGA输入端，HDMI与DVA接入所述待测显示器的视频接口。

在本发明一实施例中，所述烧录板通过一FT2232D以及外围连接电路，将与所述工控PC机之间的USB通讯转化为与所述待测显示器之间的IIC通讯，并将DDC/CI信号与VGA图像信号并入待测显示器的同一VGA接口。

进一步的，本发明还提供一种显示器兼容性异常自动检测系统的自动检测方法，其特征在于，按照如下步骤实现：

步骤1：根据不同测试机种，在一Excel模板中录入测试Timing与指令数组，在一文本文件中对测试例进行编辑，并记录每个测试Timing和每条测试例的索引值；

步骤2：连接系统，并进行初始化，对通讯参数以及信号源选择进行设置；

步骤3：导入所述步骤1中完成编辑的测试Timing、指令数组以及测试例，通过对应名称、参数、索引值进行匹配和赋值，并将配置结果发送至所述工控PC机中的测试控制单元；

步骤4：开启待测显示器DDC/CI的功能，并与所述工控PC机端匹配；

步骤5：所述测试控制单元执行导入的测试例，通过USB通讯对所述Chroma信号发生器的Timing、Pattern进行设置，并使能输出，通过烧录板传送MonitorWritetable(int*Name,int length,intNum)函数，完成对所述待测显示器OSD菜单的设置；

步骤6：所述工控PC机通过采用握手反馈方式，通过所述烧录板接收所述待测显示器返回的响应数据；

步骤7：所述工控PC机通过返回的响应数据判断所述待测显示器端是否接收并响应，若是，执行下一步，否则，返回所述步骤6重新发送指令；

步骤8：所述工控PC机发送采集指令至所述光电转换单元，经一预设时间后，所述光电转换单元通过所述光电传感器采集所述待测显示器发出的光信号，并转换为电信号；

步骤9：所述光电转换单元将采集的电信号上传至所述工控PC机中的闪变信号处理单元，并生成时变的瞬态波形f(t)；

步骤10：所述闪变信号处理单元将时变波形通过公式：作傅里叶变换转化成频域的功率谱；

步骤11：根据人眼对不同频率闪烁信号的感知度进行加权匹配，使之更符合人眼感官的认知，视感度加权传递函数为：

式中K＝1.74802；λ＝2π4.05981；ω₁＝2π9.15494；ω₂＝2π2.27979；ω₃＝2π1.22535；ω₄＝2π21.90000；

步骤12：所述闪变信号处理单元将匹配后的信号通过公式：

作傅里叶逆变换再转为时变光强信号，并上传至所述工控PC机的检测判断单元；

步骤13：所述检测判断单元计算每秒的亮度最大值Lmax、最小值Lmin和平均值Lave，获取闪烁度：

其中，当S>0.5时判为闪烁异常，当亮度值趋近于零则判定黑屏；

步骤14：根据工控PC端的数据存数单元记录判断结果，并对应生成报表，若画面正常则往报表写入PASS，否则写入FAIL，并标注异常类型，包括黑屏无画或闪烁异常；

步骤15：判断是否执行完所有预设测试项目信息，若是，执行下一步，否则返回所述步骤5执行下一条；

步骤16：所有预设测试项目信息测试完成，生成报表并导出。

在本发明一实施例中，所述数据输入单元通过一用于存储所述测试Timing以及所述指令数组的EXCEL表与一用于存储所述测试例的文本文件获取所述测试Timing、指令数组以及测试例。

在本发明一实施例中，所述Chroma信号发生器根据所述测试例，通过与所述工控PC机间的USB通讯，实现自由切换测试Timing和Pattern。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的显示器兼容性异常自动检测系统及方法，可以实现对显示器的不同Timing、Source以及其他OSD功能的兼容性测试，检测其中可能出现的画面闪烁异常及黑屏现象，及时反馈显示器的潜在问题。系统采用在线系统编程完成显示器的烧录，将相关显示器控制指令定义为数组形式，然后通过DDC/CI协议实现软件控制显示器OSD菜单，并加入“握手”机制确保了控制信号的可靠性。同时，相关测试例和测试Timing采用独立的文本文件和Excel文件导入的形式，并通过索引值映射实现暂停、继续以及指定测试等测试模式，可以灵活适应不同机种的测试需求。系统采用EL7900光电传感器代替高价的光学仪器来采集光信号，经过模数转换后得到瞬态波形，进一步地通过傅里叶变换转化为功率谱并进行人眼视觉敏感度的加权匹配，最后再作傅里叶逆变换计算出闪烁度。具有高度灵活性以及低成本、高效率的优点，可以较大程度地减轻测试人员的测试压力。

附图说明

图1为本发明中显示器兼容性异常自动检测系统原理图。

图2为本发明显示器兼容性异常自动检测方法的流程图。

图3为本发明一实施例中人眼视觉敏感度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提出的一种显示器兼容性异常自动检测系统，如图1所示，提供一待测显示器，包括，一与待测显示器相连的Chroma信号发生器，一分别与待测显示器相连以及所述Chroma信号发生器相连的烧录板，与待测显示器显示屏紧密贴合设置的遮光罩，设置于遮光罩内的光电传感器，一与光电传感器相连的光电转换单元，分别与Chroma信号发生器、烧录板相连的工控PC机。

进一步的，在本实施例中，光电信号采集单元采用低成本的EL7900光电传感器采集显示屏的光信号，经过信号放大和模数转换为PC提供原始瞬态波形，其中光电传感器置于遮光罩内并与显示屏贴合以减少环境光的影响；

进一步的，在本实施例中，Chroma信号发生器通过USB线与PC连接，可自由切换测试Timing和Pattern，其VGA输出端接入烧录板的VGA输入端，其他信号输出端包括HDMI与DVA直接接入显示器对应视频接口。

进一步的，在本实施例中，烧录板用于完成显示器烧录和DDC/CI信号传输，通过FT2232D芯片及其外围电路将USB通讯转化为显示器可接收的IIC通讯，并将DDC/CI信号与VGA图像信号并入同一个显示器VGA接口。

进一步的，在本实施例中，闪变信号处理单元采用软件处理，将时变的瞬态波形转化为功率谱，首先通过傅里叶变换将时域的波形转化成频域的功率谱，然后根据人眼对不同频率闪烁光的敏感度进行加权匹配，最后再通过傅里叶逆变换还原信号，计算出闪烁度，当闪烁度大于预设指标时判为闪烁异常，当光强度趋近于0时可判为黑屏异常。

进一步的，在本实施例中，测试例和测试Timing分别通过文本文件和EXCEL表进行录入、标记和导入，可自由定义和编辑，且通过记录索引值，可实现暂停/继续测试、指定单条测试、指定起点测试等多种灵活测试方式。通过烧录板和工控PC端将对应的显示器控制指令定义为对应的数组，然后经DDC/CI协议紧烧录板发送指令实现OSD菜单的切换。为了适配不同的新机种和新指令，这些指令以整串数组录入EXCEL表，且不同机种采用相同命名规则，当需要添加新机种或新指令时只需将指令EXCEL表以及文本文件导入，方便了新机种、新指令的添加，系统根据命名特征进行指令匹配和赋值。

较佳的，系统在建立相关通讯协议的基础上集成各端的控制函数，并预留参数，然后将测试Timing和测试例独立出来，测试员根据不同机型的测试需求只需在Excel表录入需要测试的Timing号，在文本文件中写入测试例，然后导入即可。测试例的编写只需复制对应函数名并填入参数，如指定第一条测试例为“切换VGA信号”，定义切换VGA信号的指令数组为：SourceVGA[]＝{0x03,0x60,0x00,0x11}，测试例中只需写入MonitorWritetable(SourceVGA,4，1)；其中第一个参数为数组名，第二个参数为数组长度，第三个参数为测试例索引值。

其具体函数定义如下：

较佳的，工控PC机为每条测试例和测试Timing建立索引值，通过索引值可以记录断点、起点，从而实现暂停/继续测试、指定单条测试、指定起点测试等多种灵活便捷的测试方式。

进一步的，在本实施例中，为了保证控制指令正确传输和显示器端的正确响应，在工控PC端与显示器通信之间加入“握手”机制进行反馈，保证了系统间交互的可靠性。

进一步的，如图2所示，为本发明的测试过程流程图，如该流程图所示，具体包括以下检测步骤：

步骤1：预先编辑测试例、录入测试Timing和指令数组，其中对测试例和测试Timing记录索引值，方便暂停/继续测试、指定单条测试、指定起点测试等功能的实现，录入的表格采用既定模板，只需在对应栏目下录入数据，系统默认以同名文件内置常用的AOC型号显示器的对应数据，当测试机型或具体测试需求与之不匹配时只需加以替换，大大增加了系统灵活性；

步骤2：连接系统，并进行初始化设置。系统连接如图1所示，Chroma信号源和烧录板通过USB线与PC连接,其中信号源的VGA输出端接入烧录板,再经烧录板接入显示器的VGA端口,而其他信号输出端则直接接入显示器对应端口；光电传感器外层覆盖遮光罩并贴合于显示器，对通讯参数以及信号源选择进行设置，将采集的信号进行放大和转换后通过RS232接口送入工控PC机做进一步波形处理；

步骤3：将指令数组、测试Timing和测试例导入系统，系统通过对应名称、参数、索引值进行匹配和赋值，并将配置结果发送至所述工控PC机中的测试控制单元；

步骤4：开启待测显示器DDC/CI的功能，并与所述工控PC机端匹配；

步骤5：运行测试例，测试控制单元执行导入的测试例，通过USB通讯对所述Chroma信号发生器的Timing、Pattern进行设置，并使能输出，通过烧录板传送MonitorWritetable(int*Name,int length,int Num)函数，完成对所述待测显示器OSD菜单的设置；

步骤6：工控PC机通过“握手”机制，通过所述烧录板接收所述待测显示器返回的响应数据；

步骤7：工控PC机通过返回的数据判断显示器端是否确实接收并响应，若是，执行下一步，否则重新发送指令；

步骤8：通过工控PC机控制光电转换单元，使能光电传感器，每次采集时间为1S，需要注意的是，从发送DDC/CI指令到使能信号采集需要一段延时等待，使显示器画面完成切换，以免将过渡画面误判为黑屏异常；

步骤9：将采集的信号通过RS232传入PC，并生成时变的瞬态波形f(t)；

步骤10：将时变波形通过公式：作傅里叶变换转化成频域的功率谱；

步骤11：根据人眼对不同频率闪烁信号的感知度进行加权匹配，使之更符合人眼感官的认知，视感度加权传递函数为：

式中K＝1.74802；λ＝2π4.05981；ω₁＝2π9.15494；ω₂＝2π2.27979；ω₃＝2π1.22535；ω₄＝2π21.90000；

人眼视觉敏感度曲线图如图3所示，可以看出人眼对频率约为12Hz时的闪烁最为敏感，偏离最敏感频率后，敏感度随频率的变化而降低。当闪烁频率在40Hz以上感觉就不灵敏了，而当大于50Hz时则完全感觉不到闪烁；

步骤12：将匹配后的信号通过公式：作傅里叶逆变换再转为时变光强信号；

步骤13：计算1S内的亮度最大值Lmax、最小值Lmin和平均值Lave。定义闪烁度：

当S大于>0.5时判为闪烁异常，当亮度趋近于零则可判定黑屏；

步骤14：记录判定结果，若画面正常则往报表写入PASS，否则写入FAIL，并标注异常类型，包括黑屏无画或闪烁异常；

步骤15：系统判断是否执行完所有测试例，若是，执行下一步，否则返回步骤5执行下一条；

步骤16：所有测试例测试完成，生成报表并导出；

步骤17：测试结束，保存并退出系统。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种显示器兼容性异常自动检测系统，提供一待测显示器，其特征在于，包括，一与所述待测显示器相连的Chroma信号发生器、一分别与所述待测显示器相连以及所述Chroma信号发生器相连的烧录板、与所述待测显示器显示屏紧密贴合设置的遮光罩、设置于所述遮光罩内的光电传感器、一与所述光电传感器相连的光电转换单元、分别与所述Chroma信号发生器、所述烧录板相连的工控PC机。

2.根据权利要求1所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统，其特征在于，所述光电转换单元包括依次连接的放大器、AD转换电路、MCU以及以RS232串行接口电路；所述放大器与所述光电传感器相连；所述RS232串行接口电路与所述工控PC机相连；所述MCU还与一存储器相连。

3.根据权利要求1所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统，其特征在于，所述光电传感器采用EL7900。

4.根据权利要求1所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统，其特征在于，所述Chroma信号发生器通过USB线与所述工控PC机连接，其VGA输出端接入烧录板的VGA输入端，HDMI与DVA接入所述待测显示器的视频接口。

5.根据权利要求4所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统，其特征在于，所述烧录板通过一FT2232D以及外围连接电路，将与所述工控PC机之间的USB通讯转化为与所述待测显示器之间的IIC通讯，并将DDC/CI信号与VGA图像信号并入待测显示器的同一VGA接口。

6.一种基于权利要求1所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统的自动检测方法，其特征在于，按照如下步骤实现：

步骤1：根据不同测试机种，在一Excel模板中录入测试Timing与指令数组，在一文本文件中对测试例进行编辑，并记录每个测试Timing和每条测试例的索引值；

步骤2：连接系统，并进行初始化，对通讯参数以及信号源选择进行设置；

步骤3：导入所述步骤1中完成编辑的测试Timing、指令数组以及测试例，通过对应名称、参数、索引值进行匹配和赋值，并将配置结果发送至所述工控PC机中的测试控制单元；

步骤4：开启待测显示器DDC/CI的功能，并与所述工控PC机端匹配；

步骤5：所述测试控制单元执行导入的测试例，通过USB通讯对所述Chroma信号发生器的Timing、Pattern进行设置，并使能输出，通过烧录板传送MonitorWritetable(int*Name,int length,intNum)函数，完成对所述待测显示器OSD菜单的设置；

步骤6：所述工控PC机通过采用握手反馈方式，通过所述烧录板接收所述待测显示器返回的响应数据；

步骤7：所述工控PC机通过返回的响应数据判断所述待测显示器端是否接收并响应，若是，执行下一步，否则，返回所述步骤6重新发送指令；

步骤8：所述工控PC机发送采集指令至所述光电转换单元，经一预设时间后，所述光电转换单元通过所述光电传感器采集所述待测显示器发出的光信号，并转换为电信号；

步骤9：所述光电转换单元将采集的电信号上传至所述工控PC机中的闪变信号处理单元，并生成时变的瞬态波形f(t)；

步骤10：所述闪变信号处理单元将时变波形通过公式：作傅里叶变换转化成频域的功率谱；

步骤11：根据人眼对不同频率闪烁信号的感知度进行加权匹配，使之更符合人眼感官的认知，视感度加权传递函数为：

$K\left(S\right)=\frac{{\mathrm{K\ω}}_{1}S}{S^2+2\mathrm{\λ}S+{\mathrm{\ω}}_1}\×\frac{1+S/{\mathrm{\ω}}_2}{\left(1+S/{\mathrm{\ω}}_3\right)\left(1+S/{\mathrm{\ω}}_4\right)}$

式中K＝1.74802；λ＝2π4.05981；ω₁＝2π9.15494；ω₂＝2π2.27979；ω₃＝2π1.22535；ω₄＝2π21.90000；

步骤12：所述闪变信号处理单元将匹配后的信号通过公式：作傅里叶逆变换再转为时变光强信号，并上传至所述工控PC机的检测判断单元；

步骤13：所述检测判断单元计算每秒的亮度最大值Lmax、最小值Lmin和平均值Lave，获取闪烁度：

$S=\frac{Lmax-L\min }{Lave}$

其中，当S>0.5时判为闪烁异常，当亮度值趋近于零则判定黑屏；

步骤14：根据工控PC端的数据存数单元记录判断结果，并对应生成报表，若画面正常则往报表写入PASS，否则写入FAIL，并标注异常类型，包括黑屏无画或闪烁异常；

步骤15：判断是否执行完所有预设测试项目信息，若是，执行下一步，否则返回所述步骤5执行下一条；

步骤16：所有预设测试项目信息测试完成，生成报表并导出。

7.根据权利要求6所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统的自动检测方法，其特征在于，所述数据输入单元通过一用于存储所述测试Timing以及所述指令数组的EXCEL表与一用于存储所述测试例的文本文件获取所述测试Timing、指令数组与测试例。

8.根据权利要求5所述的一种显示器兼容性异常自动检测系统的自动检测方法，其特征在于，所述Chroma信号发生器根据所述测试例，通过与所述工控PC机间的USB通讯，实现自由切换测试Timing和Pattern。