CN108074517B - 逐点校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种逐点校正方法，首先通过从待校正箱体中选取多个样本箱体搭建样箱小屏来进行图像采集并计算样本箱体间的亮色度均值偏差比例，其次将样本箱体搭建在校正大屏支点位置上且其它剩余待校正箱体可在校正大屏任意搭建位置，然后对校正大屏进行图像采集以得到整屏原始亮色度值、利用样本箱体间的亮色度均值偏差比例对整屏原始亮色度值中的样本箱体原始亮色度值进行调整以及利用调整后的整屏亮色度值生成亮色度分布拟合曲面来对整屏原始亮色度值进行修正，最后利用修正后的整屏亮色度值作为亮色度初始值结合设定的亮色度目标值得出校正大屏的整屏逐点校正系数。本发明能够实现校正后现场LED箱体任意拼接效果。

Description

逐点校正方法
技术领域
本发明涉及LED显示校正技术领域，尤其涉及一种逐点校正方法。
背景技术
近年来LED显示屏的租赁行业发展越来越快，而租赁屏体的特点如下：1)同一批箱体的使用时间长短不一会带来不同程度的箱体级亮色度差异；2)同一批箱体追加订单会带来新、旧箱体间的亮色度差异；3)同一批箱体灯板更换会带来箱体内的灯板级亮色度差异等。针对具有上述特点的租赁屏体，如果在租赁厂房内搭建起屏体用现有校正方式处理完毕、再拆开到租赁现场任意拼接会出现箱体内部均匀但箱体间存在曲面过渡不一致问题。而目前行业内对于租赁屏体的逐点校正主要有以下三种处理方法：一是记录箱体校正编号，每到一个租赁现场都严格按照校正编号顺序搭建屏体，这种方式费时费力且无法通用；二是每到一个租赁现场搭建起LED显示屏后进行一次全屏校正，这种方式能够保证每个租赁现场的屏体亮色度均匀性，但是频繁的校正过于麻烦，租赁商们是不能接受的；三是借助高精度亮色度测量仪器如美能达CS100A、CS2000等，在租赁厂房内用亮色度计逐箱标定来校正处理每个租赁箱体，这种方式目前是主流方式，但是价格昂贵的亮色度测量仪器也是租赁商们所难以接受的。因此可以说，租赁屏体对LED显示屏逐点校正技术提出了更高要求。
发明内容
因此，针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供一种逐点校正方法。
具体地，本发明实施例提出的一种逐点校正方法，包括步骤：(i)对样箱小屏进行图像采集以得到所述样箱小屏的亮色度值，其中所述样箱小屏是由从多个待校正LED箱体中选取的至少三个作为样本箱体的LED箱体拼接而成；(ii)获取所述样本箱体间亮色度均值偏差比例；(iii)对校正大屏进行图像采集以得到所述校正大屏的原始亮色度值，其中所述校正大屏是由所述样本箱体和所述多个待校正LED箱体中除所述样本箱体之外的部分LED箱体或全部LED箱体拼接而成；(iv)利用所述样本箱体间亮色度均值偏差比例调整所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度值，以得到所述校正大屏的调整后亮色度值；(v)利用所述校正大屏的调整后亮色度值生成所述校正大屏的亮色度分布拟合曲面以及利用所述亮色度分布拟合曲面修正所述校正大屏的原始亮色度值以得到所述校正大屏的拟合曲面修正后亮色度值；以及(vi)基于所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度值均值设定亮色度目标值并将所述校正大屏的拟合曲面修正后亮色度值作为亮色度初始值以得到所述校正大屏的整屏逐点校正系数。
在本发明的一个实施例中，前述逐点校正方法在步骤(vi)后还包括步骤：将所述校正大屏的整屏逐点校正系数分割成多个箱体校正系数文件并存储至相对应的待校正箱体配置的接收卡。
在本发明的一个实施例中，当所述校正大屏是由所述样本箱体和所述多个待校正LED箱体中除所述样本箱体之外的部分LED箱体而非全部LED箱体拼接而成时，前述逐点校正方法还包括步骤：保持所述样本箱体不变并更换其他位置的LED箱体为剩余待校正LED箱体中的部分或全部LED箱体以得到新的校正大屏，对所述新的校正大屏进行图像采集以得到所述新的校正大屏的原始亮色度值以及再次执行步骤(iv)、步骤(v)和步骤(v)以得到所述新的校正大屏的整屏逐点校正系数。
在本发明的一个实施例中，前述步骤(v)包括：对所述校正大屏的调整后亮色度值进行基于最小二乘法的多项式曲面拟合并给予所述校正大屏中的所述样本箱体的调整后亮色度值大于1的权重系数，以生成所述校正大屏的亮色度分布拟合曲面。
在本发明的一个实施例中，前述步骤(vi)包括：将所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度均值中的亮度均值牺牲一定百分比作为所述亮色度目标值中的亮度目标值，以及将所述亮色度目标值中的色度目标值设为默认值。
在本发明的一个实施例中，前述LED箱体为RGB全彩LED箱体。
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)避免校正后拆开重新随意拼接出现的曲面过渡不一致问题；(b)避免租赁现场记录、查找箱体编号；(c)避免每个租赁现场均需要一次全屏校正的麻烦；以及(d)可让租赁商省去购买亮色度测量仪器。
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。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为本发明实施例中搭建的样箱小屏屏体示意图。
图2为本发明实施例中搭建的校正大屏屏体示意图。
图3为本发明实施例能够实现LED箱体任意拼接的逐点校正方法的流程图。
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。
本发明下述实施例针对目前租赁屏体的校正问题，提出一种能够实现LED箱体任意拼接的逐点校正方法。该逐点校正方法：首先通过从待校正箱体中选取多个样本箱体搭建样箱小屏来进行图像采集并计算样本箱体间的亮色度均值偏差比例，其次将样本箱体搭建在校正大屏支点位置上且其它剩余待校正箱体可在校正大屏任意搭建位置，然后对校正大屏整屏进行图像采集并在校正过程中提高位于支点位置的样本箱体的亮色度值权重进行拟合曲面修正，以及最后以位于支点位置的所有样本箱体的亮色度均值为基准设定校正目标值来计算校正大屏整屏中所有箱体的逐点校正系数。该逐点校正方法可很好地解决租赁屏体LED箱体任意拼接问题，既可以保证租赁现场所搭建屏体内的LED箱体随意拼接效果，又可以保证租赁现场所搭建屏体内的LED箱体间的亮色度一致性效果。
具体地，本实施例以RGB全彩LED箱体为例，其提出的一种能够实现LED箱体任意拼接的逐点校正方法的实现方式如下：
(1)从待校正箱体中选取多个箱体作为样本箱体搭建样箱小屏
第一，样本箱体选取要求为：从待校正箱体中选取作为样本箱体的LED箱体个数不少于3个、样本箱体内部无明显亮色度差异以及样本箱体间可以存在一定亮色度差异；
第二，样箱小屏搭建要求：以图1所示6个样本箱体为例，其典型地以行列排布方式进行拼接搭建，例如以2*3(两行三列)或者3*2形式为佳，以尽可能避免1*6或者6*1形式带来的样箱小屏左右或上下的图像采集设备例如面阵相机的采集梯度；
(2)架设图像采集设备例如面阵相机进行图像采集、计算样本箱体间的亮色度均值偏差比例
第一，尽可能拉远面阵相机与样箱小屏间的距离，用较小焦距值采集红、绿、蓝单色图像，此处较小焦距值意味着样箱小屏成像相对于相机视窗占比较小，可减小相机采集梯度；进行图像采集时可以按照预设顺序控制样箱小屏显示红色画面、绿色画面和蓝色画面等单色画面以采集得到红、绿、蓝单色图像，当然各个单色画面的显示顺序不做限制；
第二，提取样箱小屏的红(R)、绿(G)、蓝(B)亮色度值
从红、绿、蓝单色图像中提取红、绿、蓝亮色度值为现有成熟技术，其具体步骤可以如下：首先对每张单色图像进行点定位，其次逐点统计每张单色图像上LED灯点亮度分量及色度分量值，然后归一化每张单色图像亮色度值(保持RGB分量配比不变)，最后合并每张单色图像亮色度值(包括亮度分量值和色度分量值)；值得一提的是，若红、绿、蓝亮色度值存在相机采集梯度，优选地可进行曲面拟合来修正梯度；
第三，计算样本箱体间亮色度均值偏差比例
首先逐箱统计每个样本箱体的亮色度均值，进而计算亮色度均值偏差比例如下式所示：
其中，ratio(i,j)表示第i分量第j个样本箱体的亮色度均值偏差比例，averCom(i,j)表示第i分量第j个样本箱体的亮色度均值，averCom(i,0)表示第i分量第0个样本箱体(例如1号样本箱体，当然也可以是其他样本箱体)的亮色度均值；此处值得一提的是，以RGB全彩LED箱体为例，单个LED灯点(典型地包括红、绿、蓝三色LED)的亮色度值共9个分量(因为每种颜色对应1个亮度分量和2个色度分量)，故0≤i≤8，而图1所示样箱小屏共6个箱体，故0≤j≤5，也就是说，逐个亮色度分量计算每个样本箱体的亮色度均值与1号样本箱体的亮色度均值的比值；
(3)利用样本箱体和剩余待校正箱体拼接搭建校正大屏
搭建校正大屏时确保样本箱体在指定位置(本实施例称之为支点位置)，而剩余待校正箱体可在校正大屏其他任意位置；搭建校正大屏的分辨率较为自由，只要不超过隔点校正屏体分辨率上限即可，例如4*4隔点(仅为举例，并非用来限制本发明)校正屏体分辨率上限900*600，搭建的校正大屏屏体示意图可如图2所示，也就是说搭建的校正大屏中除了位于支点位置的样本箱体之外，还会有除样本箱体之外的剩余待校正箱体中的部分箱体或全部箱体；一般而言，样本箱体在校正大屏中的位置要求能够尽量代表整个平面，即通过样本箱体拟合出来的亮色度分布曲面尽量能够代表校正大屏整屏的亮色度分布曲面；图2是从图1所示6个样本箱体中任意选取四个搭建在校正大屏的四个角落位置，剩下的两个样本箱体搭建在校正大屏的中央位置，图2中的其他位置放置剩余待校正箱体；当然，在其他情形例如选取3个样本箱体的情形下，可以将其中一个样本箱体搭建在校正大屏的上方中间位置且另外两个样本箱体分布搭建在校正大屏的左下角或右下角，简而言之，样本箱体在校正大屏中的位置并无非常严格限制，在校正大屏中尽量分散放置即可。
(4)架设图像采集设备例如面阵相机采集校正大屏整屏红、绿、蓝原始亮色度值
第一，选择合适的校正距离(或称图像采集距离)以隔点方式采集红、绿、蓝单色图像，以4*4隔点方式作为举例来说，则需要采集的红、绿、蓝单色图像分别为十六张；
第二，提取校正大屏整屏红、绿、蓝原始亮色度值
从红、绿、蓝单色图像中提取红、绿、蓝亮色度数据为现有成熟技术，其具体步骤可为：首先对每张单色图像进行点定位，其次逐点统计每张单色图像上LED灯点亮度分量及色度分量值，然后归一化每张单色图像亮色度值(保持RGB分量配比不变)，最后合并每张单色图像亮色度值；
(5)校正大屏整屏红、绿、蓝原始亮色度值逐分量进行带权重的拟合曲面修正
第一，校正大屏中各样本箱体的原始亮色度值按前述步骤(2)中的样本箱体间亮色度均值偏差比例进行调整，如下式所示：
其中，originCom(i,k)表示第i分量第k个LED灯点原始值，adjustCom(i,k)表示第i分量第k个LED灯点调整值，ratio(i,j)表示第i分量第j个样本箱体的亮色度均值偏差比例；此处的调整只针对处于校正大屏支点位置的样本箱体，其它位置的待校正箱体的LED灯点原始亮色度值不做调整，经调整后各个样本箱体亮色度均值将近似于相等；
第二，利用校正大屏整屏调整后亮色度值生成带权重的拟合曲面：
基于最小二乘法的多项式曲面拟合方法属于现有成熟技术，本实施例定义关于校正大屏整屏LED灯点的亮色度值与位置坐标间关系(也即亮色度分布)的三阶拟合方程如下式所示：
f(x,y)＝c1+c2x+c3y+c4xy+c5x2+c6y2+c7xy2+c8x2y+c9x3+c10y3
首先，构造拟合矩阵B如下所示：
其中，前(k-1)个LED灯点表示位于校正大屏中样本箱体内部的灯点，需要新增加权重系数w(w>1)，本实施例w取值10；后(n-k+1)个LED灯点表示位于校正大屏中样本箱体外部的灯点；此处可以理解的是，其假设整个校正大屏中的所有待校正箱体(包括样本箱体)的LED灯点数量总计为n，所有样本箱体的LED灯点数量总计为(k-1)；
其次，构造拟合矩阵Z如下所示：
其中，前(k-1)个LED灯点表示位于校正大屏中样本箱体内部的灯点，要新增加权重系数w(w>1)，本实施例w取值10；后(n-k+1)个LED灯点表示位于校正大屏中样本箱体外部的灯点；拟合矩阵Z中的adjustCom(*)表示(k-1)个LED灯点经样本箱体间亮色度均值偏差比例进行调整后的分量值，此处*表示1～(k-1)；
然后，计算拟合系数矩阵C如下所示：
C＝[BTB]-1[BTZ]
最后，将拟合系数矩阵C代入拟合多项式f(x,y)即可计算出拟合曲面数据surface以得到带权重的拟合曲面；此处可以理解的是，亮色度值中的每一个分量对应一个带权重的拟合曲面；
第三，利用拟合曲面修正校正大屏整屏原始亮色度值
计算校正大屏整屏拟合曲面修正后亮色度值如下式所示：
其中，originCom(p,q)表示第p分量第q个LED灯点原始值，amendCom(p,q)表示第p分量第q个LED灯点拟合曲面修正值，surface(p,q)表示第p分量第q个LED灯点拟合曲面数据，AVER表示第p分量校正大屏整屏拟合曲面数据均值；
(6)设定校正目标值计算校正大屏整屏逐点校正系数
第一，计算校正大屏整屏支点位置所有样本箱体的原始亮色度均值，如下式所示：
其中，fulcrumAver(i)表示第i分量的所有样本箱体均值，originCom(i,m)表示第i分量第m个样本箱体LED灯点值，num表示校正大屏整屏位于支点位置的所有样本箱体的LED灯点个数，sum(originCom(i,m))表示对所有样本箱体上总计num个LED灯点的原始亮色度值的第i分量进行求和；
第二，按校正大屏整屏所有样本箱体的原始亮色度均值牺牲百分比设定目标值，例如亮度牺牲20％目标值设定如下：
rL＝(1-20％)*fulcrumAver(rL)rCx＝0.6900rCy＝0.3000
gL＝(1-20％)*fulcrumAver(gL)gCx＝0.1700gCy＝0.7400
bL＝(1-20％)*fulcrumAver(bL)bCx＝0.1300bCy＝0.0800
其中，rL、gL、bL表示红、绿、蓝亮度目标值，fulcrumAver(rL)、fulcrumAver(gL)、fulcrumAver(bL)表示红、绿、蓝亮度分量的所有样本箱体均值，rCx、rCy、gCx、gCy、bCx、bCy表示红、绿、蓝色度目标值，这里色度目标值为默认值，也即不牺牲色度；本实施例以校正大屏整屏样本箱体亮度均值牺牲百分比设定目标值可保证多个分屏间的亮色度一致性；
第三，计算校正大屏整屏所有LED像素点的校正系数(或称逐点校正系数)，具体计算逐点校正系数如下式所示：
coefficient＝target*origin-1
其中，origin表示亮色度初始值，也即校正大屏拟合曲面修正后亮色度值；而target表示亮色度目标值，coefficient表示逐点亮色度校正系数。后续可以将校正大屏整屏逐点亮色度校正系数分割成多个箱体校正系数文件并存储至相对应的待校正箱体例如存储至其配置的接收卡。
另外，需要说明的是，当待校正箱体数目较多时，搭建一块校正大屏可能无法一次全部校正，则需要进行分屏校正。分屏校正的校正大屏搭建原则是保持支点位置的样本箱体不变，只更换其它位置的待校正箱体进行前述整屏校正，直至所有除样本箱体之外的剩余待校正箱体均校正完毕；整个实现LED箱体任意拼接的逐点校正方法流程可参考图3所示。
综上所述，本发明前述实施例可以达成以下一个或多个有益效果：(a)避免校正后拆开重新随意拼接出现的曲面过渡不一致问题；(b)避免租赁现场记录、查找箱体编号；(c)避免每个租赁现场均需要一次全屏校正的麻烦；以及(d)可让租赁商省去购买亮色度测量仪器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种逐点校正方法，其特征在于，包括步骤：
(i)对样箱小屏进行图像采集以得到所述样箱小屏的亮色度值，其中所述样箱小屏是由从多个待校正LED箱体中选取的至少三个作为样本箱体的LED箱体拼接而成；
(ii)获取所述样本箱体间亮色度均值偏差比例；
(iii)对校正大屏进行图像采集以得到所述校正大屏的原始亮色度值，其中所述校正大屏是由所述样本箱体和所述多个待校正LED箱体中除所述样本箱体之外的部分LED箱体或全部LED箱体拼接而成，所述样本箱体在校正大屏上分散放置；
(iv)利用所述样本箱体间亮色度均值偏差比例调整所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度值，以得到所述校正大屏的调整后亮色度值；
(v)利用所述校正大屏的调整后亮色度值生成所述校正大屏的亮色度分布拟合曲面以及利用所述亮色度分布拟合曲面修正所述校正大屏的原始亮色度值以得到所述校正大屏的拟合曲面修正后亮色度值；以及
(vi)基于所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度值均值设定亮色度目标值并将所述校正大屏的拟合曲面修正后亮色度值作为亮色度初始值以得到所述校正大屏的整屏逐点校正系数。
2.如权利要求1所述的逐点校正方法，其特征在于，在步骤(vi)后还包括步骤：将所述校正大屏的整屏逐点校正系数分割成多个箱体校正系数文件并存储至相对应的待校正箱体配置的接收卡。
3.如权利要求1所述的逐点校正方法，其特征在于，当所述校正大屏是由所述样本箱体和所述多个待校正LED箱体中除所述样本箱体之外的部分LED箱体而非全部LED箱体拼接而成时，还包括步骤：保持所述样本箱体不变并更换其他位置的LED箱体为剩余待校正LED箱体中的部分或全部LED箱体以得到新的校正大屏，对所述新的校正大屏进行图像采集以得到所述新的校正大屏的原始亮色度值以及再次执行步骤(iv)、步骤(v)和步骤(v)以得到所述新的校正大屏的整屏逐点校正系数。
4.如权利要求1所述的逐点校正方法，其特征在于，步骤(v)包括：对所述校正大屏的调整后亮色度值进行基于最小二乘法的多项式曲面拟合并给予所述校正大屏中的所述样本箱体的调整后亮色度值大于1的权重系数，以生成所述校正大屏的亮色度分布拟合曲面。
5.如权利要求1所述的逐点校正方法，其特征在于，步骤(vi)包括：将所述校正大屏中的所述样本箱体的原始亮色度均值中的亮度均值牺牲一定百分比作为所述亮色度目标值中的亮度目标值，以及将所述亮色度目标值中的色度目标值设为默认值。
6.如权利要求1至5任意一项所述的逐点校正方法，其特征在于，所述LED箱体为RGB全彩LED箱体。
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