CN107527340A - 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法 - Google Patents

一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107527340A
CN107527340A CN201710741221.8A CN201710741221A CN107527340A CN 107527340 A CN107527340 A CN 107527340A CN 201710741221 A CN201710741221 A CN 201710741221A CN 107527340 A CN107527340 A CN 107527340A
Authority
CN
China
Prior art keywords
guide plate
light guide
gray level
image processing
optimization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710741221.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107527340B (zh
Inventor
钱维莹
高淑梅
李萍
曹建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201710741221.8A priority Critical patent/CN107527340B/zh
Publication of CN107527340A publication Critical patent/CN107527340A/zh
Priority to PCT/CN2018/073770 priority patent/WO2019037386A1/zh
Priority to US16/415,335 priority patent/US11055839B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN107527340B publication Critical patent/CN107527340B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/40—Image enhancement or restoration by the use of histogram techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30168—Image quality inspection

Abstract

本发明公布了一种基于图像处理技术导光板发光质量的评判及优化方法。该方法将导光板的照度图看作是一幅单色图像，将照度信息转化成灰度级，用灰度直方图统计所有像素点的灰度级，根据灰度级的分布情况分析导光板的出光质量，编程找出灰度直方图中分布较离散的灰度级所在照度图上的位置，直接优化对应区域的网点填充率将其消除，并给出带有精度P评判标准的均匀度评价公式。本发明可有效提高导光板优化效率，优化结果更接近实际视觉效果。

Description

一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的 方法
技术领域
本发明属于LED显示和照明领域，具体涉及一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法。
背景技术
导光板是侧入式LED平板灯的重要组成部分,将LED发出的光经底面网点折射后从出光面射出，它的出光质量决定了平板灯的最终照明效果。导光板的均匀性主要取决于网点的散射面积和分布规律，目前对网点的设计主要是通过调整间距、大小、形状或密度的方法达成的。而在优化设计过程中，对均匀度的判断环节是必不可少的，如何快速准确地评判出导光板亮度的分布情况和出现偏差点或区域的位置，是提升导光板的优化速度和质量的关键所在，它决定了设计者下一步决策的正确与否，从而影响最终的设计结果。均匀度是导光板发光质量评判的主要部分。现有对导光板均匀度的评价方法主要是软件评价或多点测量法，评价方式不一，优化结果不具可比性，且这些评价方法均没有全面统计出光面所有的亮度信息，选取的像素点具有一定片面性，评价结果客观性不足，因此，在优化过程中采用合理有效的评价方法是至关重要的。
实际上，导光板的性能好坏就是人眼对目标面照度图像质量的评判，如果将照度图看作是一幅画面单一的图像，图像中只体现明暗的变化，并无色彩的区别。因此，本发明将导光板的照度图灰度化后，再对图像进行处理，进而优化网点填充率，可有效提高优化效率，且优化结果更接近实际视觉效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法。
为了解决这一技术问题，本发明采用以下技术方案：先将导光板的照度信息转化成灰度级，用灰度直方图统计所有像素点的灰度级，根据灰度直方图分析导光板的出光质量，通过编程快速找出灰度直方图中分布较离散的灰度级在照度图上的确定位置，进而优化导光板底面对应区域的网点填充率将其消除；导光板的出光均匀性由带有精度P评判标准的均匀度评价公式评定,均匀度U定义为频率最高的灰度级gm左右各P的范围内所有灰度级的频率Ng/N之和：
实施本方案时，先将导光板的照度图看作是一幅单色图像，即原来的照度值均用灰度级来表征，这样可以一次性地把导光板上所有点的照度信息以灰度级表征出来，并以矩阵的形式贮存灰度级，再将各个点的灰度级出现的频率以直方图的形式表征出来，可以直观全面地分析整体的照度分布，灰度级的分布范围体现均匀性，灰度级的大小可以反映照度值的高低，根据灰度级的离散程度分析导光板均匀度，将灰度级范围缩小提高均匀性，将灰度级整体提升以增加光效，对灰度直方图中分布较离散的灰度级，编程确定其在照度图上的具体位置，根据网点填充率与照度值成正相关的关系，确定目标照度值后，可根据提取的灰度级求得导光板底面任意区域需要调整到的填充率。并基于灰度直方图在频率最高的灰度级gm左右选取一定范围P内的灰度级的频率Ng/N和作为带有精度P评判标准的均匀度U的评价公式，
进一步，所述的网点形状可以是圆台形、球形或圆锥形。
进一步，所述的网点填充率可通过改变网点大小，间距或密度调整。
进一步，所述的照度图可以是软件仿真、或CCD等其他探测元件获得的图像。
本发明的有益效果：本发明通过将照度图灰度化，照度信息储存于矩阵中，信息提取变得快速方便；基于灰度直方图将照度面信息全面统计出来，根据灰度级分布可以直接分析导光板的发光质量；编程找出离散大的灰度级对应的具体位置，有利于精准、快速优化的实现；提出评判精度P的概念，这样方便针对不同行业的产品可以有不同评价标准。
附图说明
图1是本发明所用导光板的模型示意图；
图2是优化前的照度图；
图3是优化前照度图的灰度直方图；
图4是优化后的照度图；
图5是优化后照度图的灰度直方图；
图中：1-网点，2-导光板，3-LED光源，4-探测屏。
具体实施方式
为了对本发明进行详细阐述，以下结合附图进行说明。但以下所举实例仅仅用于解释本发明所述的方法，不可用于判定或限制其适用范围。
图1是本发明在仿真过程中所用的模型图，以圆台形网点1为例进行导光板2的建模，光源是LED光源3，在出光面上方加入探测屏4，探测出光亮度信息得到照度图图2，灰度直方图表征照度图信息如图3，最终优化的照度图如图4，优化后的灰度直方图如图5。
一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其具体制作步骤如下：
1、在追光软件中进行建模如图1，LED光源3排布在导光板2的一侧，出光面上方加入探测屏4，底面排布圆台形网点1，初始追光；
2、得到优化前导光板照度图2，软件评价均匀度为72％，光效为51.6％；将其灰度化后，以灰度直方图统计各像素点信息如图3，此时频率最高的灰度级gm＝157，当P＝20时，根据均匀度定义公式，U＝48.4％，灰度级分布范围为145；
3、在图3的基础上找出离散大的灰度级优化网点填充率将其消除，使灰度级集中分布，优化后得到照度图4，软件评价均匀性达到93％，光效为66.5％，灰度直方图5中gm＝227,当P＝20时，U＝90.3％，灰度级分布范围为90；
进一步步骤1中所述导光板的尺寸为184*314*0.55mm3。
进一步步骤1中的追光软件可以是TracePro，Lightools中的任一种。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：将导光板的照度信息转化成灰度级，用灰度直方图统计所有像素点的灰度级，根据灰度级的离散程度分析导光板的出光均匀性，编程找出灰度直方图中分布较离散的灰度级在照度图中的位置，直接优化导光板底面对应区域的网点填充率将其消除。
2.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：导光板的出光均匀性由带有精度P评判标准的均匀度评价公式评定,均匀度U定义为频率最高的灰度级gm左右各P的范围内所有灰度级的频率Ng/N之和：。
3.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：一次性地把导光板上所有点的照度信息以灰度级表征出来，并以矩阵的形式贮存灰度级，再将各个点的灰度级出现的频率以直方图的形式表征出来。
4.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：根据网点填充率与照度值成正相关的关系，确定目标照度值后，根据提取的灰度级求得导光板底面任意区域需要调整到的网点填充率。
5.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：所述网点的形状为圆台形、球形或圆锥形。
6.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：所述的网点填充率通过改变网点大小，间距或密度调整。
7.根据权利要求1所述一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法，其特征在于：所述的照度图为软件仿真或CCD探测元件获得的图像。
CN201710741221.8A 2017-08-25 2017-08-25 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法 Active CN107527340B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710741221.8A CN107527340B (zh) 2017-08-25 2017-08-25 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法
PCT/CN2018/073770 WO2019037386A1 (zh) 2017-08-25 2018-01-23 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法
US16/415,335 US11055839B2 (en) 2017-08-25 2019-05-17 Method for fast judging and optimizing light emitting quality of light guide plate based on image processing technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710741221.8A CN107527340B (zh) 2017-08-25 2017-08-25 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107527340A true CN107527340A (zh) 2017-12-29
CN107527340B CN107527340B (zh) 2020-10-09

Family

ID=60682255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710741221.8A Active CN107527340B (zh) 2017-08-25 2017-08-25 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11055839B2 (zh)
CN (1) CN107527340B (zh)
WO (1) WO2019037386A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019037386A1 (zh) * 2017-08-25 2019-02-28 江南大学 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法
CN110782456A (zh) * 2019-11-26 2020-02-11 中航华东光电有限公司 基于数字图像处理的导光板网点检测方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116337879B (zh) * 2023-05-23 2023-08-04 青岛豪迈电缆集团有限公司 一种电缆绝缘表皮磨损缺陷快速检测方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050190579A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate including sub-scattering-dots
CN102016390A (zh) * 2008-05-30 2011-04-13 夏普株式会社 照明装置、显示装置和导光板
CN102102829A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
US20110228556A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Au Optronics Corporation Light source module
CN102768404A (zh) * 2012-07-30 2012-11-07 青岛海信电器股份有限公司 一种改善暗影的方法及导光板和显示装置
CN104065958A (zh) * 2014-06-20 2014-09-24 成都绿洲电子有限公司 一种led显示屏亮度采集系统
CN104065959A (zh) * 2014-06-20 2014-09-24 成都绿洲电子有限公司 一种基于led显示屏亮度均匀性评估方法
CN104637455A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 徐赤豪 利用局部变暗背光对lcd的图像数据的调整
CN105068173A (zh) * 2015-08-28 2015-11-18 安比斯特殊玻璃（苏州）有限公司 一种大尺寸导光板玻璃及其制作方法
CN106166649A (zh) * 2016-07-22 2016-11-30 江苏大学 一种高均匀度的激光导光板加工方法及装置
CN106273571A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 江西中创光电科技有限公司 一种导光板网点及其制作方法
CN106651818A (zh) * 2016-11-07 2017-05-10 湖南源信光电科技有限公司 基于改进的直方图均衡化低照度图像增强算法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3429387B2 (ja) * 1995-03-31 2003-07-22 株式会社エンプラス サイドライト型面光源装置
US6865325B2 (en) * 2001-04-19 2005-03-08 International Business Machines Corporation Discrete pattern, apparatus, method, and program storage device for generating and implementing the discrete pattern
KR100770929B1 (ko) * 2006-05-26 2007-10-26 삼성전자주식회사 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛
CN101672981B (zh) * 2008-09-12 2012-05-30 清华大学 导光板的设计及制造方法
KR20120043221A (ko) * 2010-10-26 2012-05-04 주식회사 엘앤피아너스 레이저 가공기를 이용한 도광판 패턴형성 방법
CN102829435B (zh) * 2012-09-03 2014-11-05 广州创维平面显示科技有限公司 Led背光模组的扩散板网点生成方法和装置
CN103698938A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 京东方科技集团股份有限公司 一种网点分布方法及生成装置
US9477102B2 (en) * 2014-12-22 2016-10-25 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Method of promoting brightness uniformity of liquid crystal module
US10488704B2 (en) * 2015-06-19 2019-11-26 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device and display device
CN106932853B (zh) * 2016-11-25 2021-02-09 上海三思电子工程有限公司 导光板设计方法及导光板、网点分布方法及照明器具
CN107527340B (zh) * 2017-08-25 2020-10-09 江南大学 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050190579A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Light guide plate including sub-scattering-dots
CN102016390A (zh) * 2008-05-30 2011-04-13 夏普株式会社 照明装置、显示装置和导光板
CN102102829A (zh) * 2009-12-21 2011-06-22 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
US20110228556A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Au Optronics Corporation Light source module
CN102768404A (zh) * 2012-07-30 2012-11-07 青岛海信电器股份有限公司 一种改善暗影的方法及导光板和显示装置
CN104637455A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 徐赤豪 利用局部变暗背光对lcd的图像数据的调整
CN104065958A (zh) * 2014-06-20 2014-09-24 成都绿洲电子有限公司 一种led显示屏亮度采集系统
CN104065959A (zh) * 2014-06-20 2014-09-24 成都绿洲电子有限公司 一种基于led显示屏亮度均匀性评估方法
CN105068173A (zh) * 2015-08-28 2015-11-18 安比斯特殊玻璃（苏州）有限公司 一种大尺寸导光板玻璃及其制作方法
CN106166649A (zh) * 2016-07-22 2016-11-30 江苏大学 一种高均匀度的激光导光板加工方法及装置
CN106273571A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 江西中创光电科技有限公司 一种导光板网点及其制作方法
CN106651818A (zh) * 2016-11-07 2017-05-10 湖南源信光电科技有限公司 基于改进的直方图均衡化低照度图像增强算法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BYUNG-YUN JOO 等: "Analysis of the light-scattering power of patterned dot material printed on the light guide plate in liquid crystal display", 《TECHNOLOGY AND APPLICATIONS》 *
庞晓峰: "导光板网点设计与优化", 《电子科技》 *
黄炳乐 等: "导光板网点平均密度范围的最优化研究", 《光学学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019037386A1 (zh) * 2017-08-25 2019-02-28 江南大学 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法
US11055839B2 (en) 2017-08-25 2021-07-06 Jiangnan University Method for fast judging and optimizing light emitting quality of light guide plate based on image processing technology
CN110782456A (zh) * 2019-11-26 2020-02-11 中航华东光电有限公司 基于数字图像处理的导光板网点检测方法
CN110782456B (zh) * 2019-11-26 2023-04-18 中航华东光电有限公司 基于数字图像处理的导光板网点检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019037386A1 (zh) 2019-02-28
CN107527340B (zh) 2020-10-09
US20190272629A1 (en) 2019-09-05
US11055839B2 (en) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107527340A (zh) 一种基于图像处理技术的快速评判及优化导光板发光质量的方法
CN103063167B (zh) 一种自动判断激光清洗效果的方法
CN103810463A (zh) 人脸识别装置及人脸图像检测方法
CN104574960B (zh) 一种交通灯识别方法
US9740957B2 (en) Learning pixel visual context from object characteristics to generate rich semantic images
CN103226088B (zh) 一种颗粒物计数方法
US9439261B2 (en) Light compensating system and method thereof
CN104655403A (zh) 一种点阵光源发光均匀性测试方法
CN102214446B (zh) 调整显示器背光的方法及相关装置
CN103177256B (zh) 交通信号灯显示状态识别方法
CN104580925A (zh) 一种控制图像亮度的方法、装置及摄像机
CN103456021B (zh) 一种基于形态学分析的布匹瑕疵检测方法
CN103778887A (zh) Led显示装置的亮度校正方法及装置
CN102509095B (zh) 一种车牌图像的预处理方法
CN111145138B (zh) Led灯板的检测方法、装置、设备及存储介质
CN107068042B (zh) 图像处理方法
CN110210316B (zh) 基于灰度图像的交通信号灯数字识别方法
CN1239794A (zh) 色彩色泽色度色调色空间及用其和色扩散量化颜色的方法
CN105788539A (zh) 背光调整方法及系统、背光模组和显示装置
CN111712021A (zh) 一种美术馆灯光智能调节方法、装置和系统
CN108449549B (zh) 一种调节led补光灯板亮度的方法、装置和存储介质
CN102982756B (zh) 基于面阵相机的像素失控率检测方法
CN102509302B (zh) 基于人眼视觉的前照灯近光明暗截止线及hv点计算方法
CN101668222B (zh) 一种改进显示屏像素点均一性的检测系统及检测方法
CN103983429B (zh) 发光面亮度均匀性分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant