CN109883654A - 一种用于oled亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示面板检测技术领域，公开了一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法，针对传统棋盘格的无法满足在OLED进行亚像素定位需求，以在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点的棋盘格图作为测试用图；采用该测试用图点亮OLED屏幕，采集OLED屏幕显示的棋盘格画面并根据该棋盘格画面采用两级定位来确定亚像素G的位置；根据亚像素G的位置推导出亚像素R、B位置，由此，利用一次对OLED屏幕的采集实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位；本发明提供的对OLED屏幕进行亚像素定位的方法，提高了找点的准确性；而且克服了镜头的畸变、串扰等对定位的影响，降低了对工业相机镜头成像质量的要求，并对实际工业环境的影响具有抗干扰性。

Description

一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法

技术领域

本发明属于显示面板检测技术领域，更具体地，涉及一种用于OLED(OrganicLight-Emitting Diode,有机发光二极管)亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法。

背景技术

在对OLED屏幕进行缺陷修正的过程中需要对OLED的像素点进行定位。OLED屏幕的每个像素点是自发光的，每个像素点的响应不一样，导致其gamma曲线不一致，需要对每个像素点进行缺陷补偿，这对OLED屏幕亮度数据采集提出了更高的要求，需要对OLED进行更高精度的像素定位。

现有技术采用角点定位方法来进行像素点定位，包括利用棋盘格找点的Harris角点检测算法、FAST算法以及BRJEF算法；Harris角点检测算法是一种基于图像灰度的一阶导数矩阵检测方法，主要是利用局部自相似性/自相关性，即在某个局部窗口内图像块与在各个方向微小移动后的窗口内图像块的相似性来进行检测。

基于加速分割测试的FAST算法判断一个候选点是否为角点的方法是：在一个像素点为圆心，半径为预设的n个像素的离散化Bresenllam圆周上，在给定阈值的条件下，如果在圆周上有多个连续的像素的亮度都比圆心像素的亮度加上阈值还要亮，或者比圆心像素的亮度减去阈值还要暗，则将圆心像素作为角点。

BRJEF算法的主要思想是在特征点周围邻域内选取若干个像素点对，通过对这些点对的灰度值比较，将比较的结果组合成一个二进制串字符串用来描述特征点，使用汉明距离来计算在特征描述子是否匹配，进而确定角点。

然而，上述方法所针对的是角点连续、不存在过亮、过暗块状像素干涉的图像；而OLED屏幕自身可能存在亮暗带状、部分像素点不亮、OLED像素点经相机成像后为较大区域的光斑等问题，因此上述方法无法满足对OLED进行高精度的像素级定位的需求；而且在工业级应用上，对OLED屏幕进行像素定位需要满足流水线生产对处理时长的要求，期望定位耗时尽可能短。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了亚像素定位一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图生成方法，在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点，生成用于OLED亚像素定位的棋盘格图。

优选地，上述的棋盘格图生成方法，在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点处，对R、G、B三个通道各加一个PSF(Point-Spread Function)点，生成用于OLED亚像素定位的棋盘格图。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图，通过在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点生成。

优选的，上述用于OLED亚像素定位的棋盘格图，通过在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点处，对R、G、B三个通道各加一个PSF点生成。

为实现本发明目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种OLED亚像素定位方法，以在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点的棋盘格图作为测试用图；采用该测试用图点亮OLED屏幕，采集OLED屏幕显示的棋盘格画面并根据该棋盘格画面采用两级定位来确定亚像素G的位置；根据亚像素G的位置推导出亚像素R、B位置，由此，利用一次对OLED屏幕的采集实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位；

其中，两级定位中的第一级是指利用棋盘格画面的角点坐标进行二维数据内插值对所有亚像素G进行粗定位；第二级是指根据亚像素G的PSF坐标在PSF的邻域内搜索极值对亚像素G进行精确定位。

优选地，上述OLED亚像素定位方法，具体包括如下步骤：

(1)在G画面棋盘格图的每个棋黑白单元格等分点中加入R、G、B单独亮点即PSF点，生成测试用图；

(2)采用该测试用图点亮OLED屏幕，采集在OLED屏幕上显示的棋盘格画面图像；

(3)将采集的图像进行二值化预处理后检测出棋盘格角点；利用棋盘格角点坐标进行二维数据内插值对所有亚像素G进行粗定位；

(4)根据亚像素G的PSF坐标在该PSF的第一邻域内搜索极值，根据极值对亚像素G进行精确定位，以极值所在位置作为亚像素G的位置；并根据PSF点进行二维数据内插值实现对所有亚像素G的精确定位；

(5)根据OLED屏幕亚像素G与亚像素R、B之间的位置模型，利用亚像素G的位置确定亚像素R位置及亚像素B的位置，由此利用一张采集的棋盘格图实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位。

优选地，上述OLED亚像素定位方法，还包括利用PSF点对亚像素R位置进行校准的步骤，具体如下：

(a)以利用亚像素G的位置确定的亚像素R位置作为亚像素R的粗定位坐标；

(b)根据亚像素R的粗定位坐标通过查找表的方式确定亚像素R的PSF坐标；

(c)在该PSF坐标的邻域内进行搜素，将搜索到的极值位置像素坐标作为亚像素R的位置；并根据亚像素R的PSF坐标进行二维数据插值实现对所有亚像素R的精确定位。

优选地，上述OLED亚像素定位方法，还包括利用PSF点对亚像素B位置进行校准的步骤：

(A)以利用亚像素G的位置确定的亚像素B位置作为亚像素B的粗定位坐标；

(B)根据亚像素R的粗定位坐标通过查找表的方式确定亚像素R的PSF坐标；

(C)在该PSF坐标的邻域内进行搜素，将搜索到的极值位置像素坐标作为亚像素B的位置；并根据亚像素B的PSF坐标进行二维数据插值实现对所有亚像素B的精确定位。

优选地，上述OLED亚像素定位方法，其步骤(4)中，确定第一邻域的方法为：

以相邻两个PSF点坐标及这两个点之间的像素点个数n估算出一个PSF点的像素大小(δx，δy)；将PSF点相邻(δx,δy)的范围作为第一邻域；

其中，δx＝|x₁-x₂|/n，δy＝|y₁-y₂|/n；其中，x₁是其中一个PSF点的横坐标，y₁是该PSF点的纵坐标；x₂是其中另一个PSF点的横坐标，y₂是该另一个PSF点的纵坐标。

优选地，上述OLED亚像素定位方法，其步骤(4)中，根据PSF点进行二维数据内插值对所有亚像素G精确定位的方法，具体为：

(4.1)根据极值在相机坐标系中对PSF进行定位；

(4.2)根据OLED屏幕坐标系与相机坐标系之间线性的三维坐标系转换关系，建立PSF点在相机坐标系中的坐标与在G画面棋盘格图中的坐标之间的映射矩阵；

(4.3)根据该映射矩阵以及G画面棋盘格图中每个亚像素G的坐标进行二维插值完成对OLED屏幕所有亚像素G的定位。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的用于OLED亚像素定位的棋盘格图、生成方法及定位方法，实现了拍摄一张OLED所显示的棋盘格画面图像即可完成R、G、B三者的亚像素定位，相比于现有技术中针对利用分别采集R棋盘格图、G棋盘格图、B棋盘格图来完成R、G、B定位的方法，至少减少了两次采集动作，因此能够有效的缩短定位所需时长；

(2)本发明提供的OLED亚像素定位方法，通过两级定位，粗定位之后继续在PSF邻域内搜索极大值，完成R、G、B亚像素定位，相比于现有技术的像素级定位可显著提高定位精度；其优选方案中，利用R、B的PSF点进行误差校准，进一步提高了定位精度；

(3)本发明提供的OLED亚像素定位方法，其优选方案中，通过OLED屏幕坐标系与相机坐标系之间线性的三维坐标系转换关系，进而建立PSF点与OLED屏幕上像素点的映射关系，根据这种映射关系来确定亚像素的精确位置；这种确定的映射关系可克服图像采集设备镜头的畸变、串扰等对像素定位的影响，降低了对工业相机镜头成像质量的要求，并对实际工业环境的影响具有抗干扰性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的OLED亚像素定位方法的流程示意图；

图2是实施例中的OLED屏幕的RGB亚像素排布局部示意图；

图3是实施例提供的用于OLED亚像素定位的棋盘格图的局部放大示意图；

图4是实施例提供的OLED亚像素定位方法的定位结果局部示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，实施例提供的OLED亚像素定位方法，包括如下步骤：

(1)在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点处对R、G、B三个通道各加一个单独亮点即PSF点生成测试用图；

PSF点是单独的亮点，在取亮度时使用，用于评估成像质量、对焦好坏的判定；在本发明中，加入PSF点的位置不限于黑白单元格的等分点处，也可以是加黑白单元格的中心点处，也可以加在黑白单元格的任意一处；在黑白单元格中加入PSF点的方案均属于本发明构思；

(2)采用该测试用图点亮OLED屏幕，采集在OLED屏幕上显示的棋盘格画面图像；

(3)由于采集到的棋盘格画面图像是离散的像素单元，将采集的图像进行二值化预处理后采用Harris算法检测出棋盘格角点；利用棋盘格角点坐标进行二维数据内插值实现对所有亚像素G粗定位GdstMap0。

G画面棋盘格图中每个亚像素G的坐标是已知的，绘制G画面棋盘格图时，已知道每个G画面棋盘格图中像素点的坐标信息。

记PSF在G画面棋盘格图中的坐标为PSF(xc，yc)。根据极值完成在相机坐标系中PSF的定位，记坐标为(xp，yp)。根据屏幕坐标系到相机坐标系之间存在线性的三维坐标系转换关系建立(xc，yc)与(xp，yp)之间的映射矩阵，根据该映射矩阵进行二维插值完成所有压像素点G的定位。

(4)根据亚像素G的PSF坐标在PSF的第一邻域内计算极大值，根据极大值对亚像素G进行精确定位，以极大值所在位置作为亚像素G的位置；并根据PSF点进行二维数据内插值实现对所有亚像素G的精确定位。

根据测试用图的生成方法，可以确定所有PSF(x,y)点所在位置的粗定位；

根据相邻两个PSF点PSF1(x1,y1)与PSF2(x2,y2)及这两个PSF点之间的像素点个数n，估算出一个PSF点的像素大小：δx＝|x₁-x₂|/n，δy＝|y₁-y₂|/n；

以PSF(x,y)点为中心，以δx,δy为邻域大小，计算邻域内部的极大值，完成PSF点的亚像素定位。

(5)根据OLED屏幕亚像素G与亚像素R、B之间的位置模型，利用亚像素G的位置确定亚像素R位置及亚像素B的位置，由此仅需采集一次即可实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位，相比较于现有方法，至少减少了两次采集的步骤。

OLED屏像中，R、G、B三个亚像素构成一个像素单元，通过相机成像系统后，一个像素单元中R、G、B三个亚像素的位置在δx,δy邻域内部，利用亚像素G的定位GdstMap作为R、B的粗定位坐标，推导出亚像素R、B的粗定位。

在OLED中R、G、B三个亚像素共同组成一个像素点，不同屏幕的R、G、B像素排布规律不一致。以下图2所示意的某OLED屏幕为例对本发明提供的OLED亚像素定位方法进行具体阐述。该OLED屏幕的参数如表1所列。

表1实例中的OLED屏参数列表

分辨率	屏幕大小	屏幕比例	像素密度
				2340x1080像素FHD+	6.39英寸	19.5：9	403ppi

(1)首先通过在G画面棋盘格图的每个棋黑白单元格等分点中加入R、G、B单独亮点构建测试用图；参照图3，是实施例中生成的棋盘格即测试用图的局部放大示意图。

(2)采用该测试用图点亮OLED屏幕，利用Vieworks 71M像素CMOS工业相机、佳能100mm镜头采用8bit采集在OLED屏幕上显示的棋盘格画面图像；

在Matlab 2016b，intel(R)Core(TM)i7-7700HQ，CPU主频为2.8GHZ的处理器环境下，进行以下处理；

(3)将采集的图像进行二值化预处理后采用Harris算法检测出棋盘格角点；利用棋盘格角点坐标进行二维数据内插值实现对所有亚像素G粗定位GdstMap0。

(4)根据极大值在PSF的邻域内对亚像素G进行精确定位，根据PSF点进行二维数据内插值对所有亚像素G精确定位。

(5)根据OLED屏幕亚像素G与亚像素R、B之间的位置模型，利用亚像素G的位置确定亚像素R位置及亚像素B的位置，并对R、B的位置进行二次校准。

参照图4，是采用实施例提供的OLED亚像素定位方法的定位结果局部示意图；该图中浅色斑点示意的是拍摄的像素点，而圈状图案所示意的是采用实施例的OLED亚像素定位方法所定位到的像素位置。

参照表2，是在上述处理器环境下，采用棋盘格定位的方法与采用本发明的方法对实例中的OLED屏幕进行亚像素定位的处理时长对比列表。

表2处理时长参数

从该表2可以看出，采用本发明提供的方法，可以显著缩短定位耗时。本发明提供的棋盘格图、棋盘格图生成方法，以及OLED亚像素定位方法，可用于在OLED的Demura中进行像素定位。本发明针对传统棋盘格的无法满足在OLED进行亚像素定位需求，在G画面棋盘格图的单元格中加入R、G、B单亮点PSF，通过检测棋盘格角点进行PSF粗定位，进一步在PSF的一定邻域内计算一阶矩实现亚像素定位，建立PSF与OLED像素映射关系，完成所有像素的定位，提高了找点的准确性。而且克服了镜头的畸变、串扰等对定位的影响，降低了对工业相机镜头成像质量的要求，并对实际工业环境的影响具有抗干扰性，可提高OLED Demura过程中的定位精度。能成功规避传统算法的局限，而且极大的增加了系统的鲁棒性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图生成方法，其特征在于，在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点，生成用于OLED亚像素定位的棋盘格图。

2.如权利要求1所述的棋盘格图生成方法，其特征在于，在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点处，对R、G、B三个通道各加一个PSF点，生成用于OLED亚像素定位的棋盘格图。

3.一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图，其特征在于，通过在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点生成。

4.一种用于OLED亚像素定位的棋盘格图，其特征在于，通过在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点处，对R、G、B三个通道各加一个PSF点生成。

5.一种OLED亚像素定位方法，其特征在于，以在G画面棋盘格图的每个黑白单元格中加入PSF点的棋盘格图作为测试用图，采用所述测试用图点亮OLED屏幕，采集OLED屏幕显示的棋盘格画面并根据该棋盘格画面采用两级定位来确定亚像素G的位置；根据亚像素G的位置推导出亚像素R、B位置，仅用一次对OLED屏幕的采集实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位；

其中，两级定位是先指利用棋盘格画面的角点坐标进行二维数据内插值对所有亚像素G进行粗定位；再根据亚像素G的PSF坐标在PSF点的邻域内搜索极值对亚像素G进行精确定位。

6.如权利要求5所述的OLED亚像素定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)在G画面棋盘格图的每个黑白单元格等分点中加入R、G、B单独亮点即PSF点，生成测试用图；

(2)采用所述测试用图点亮OLED屏幕，采集在OLED屏幕上显示的棋盘格画面图像；

(3)将采集的图像进行二值化预处理后检测出棋盘格角点；利用棋盘格角点坐标进行二维数据内插值对所有亚像素G进行粗定位；

(4)根据亚像素G的PSF坐标在该PSF的第一邻域内搜索极值，根据极值对亚像素G进行精确定位，以极值所在位置作为亚像素G的位置；并根据PSF点进行二维数据内插值实现对所有亚像素G的精确定位；

(5)根据OLED屏幕亚像素G与亚像素R、B之间的位置模型，利用亚像素G的位置确定亚像素R位置及亚像素B的位置，实现对OLED屏幕的R、G、B亚像素定位。

7.如权利要求6所述的OLED亚像素定位方法，其特征在于，还包括利用PSF点对亚像素R位置进行校准的步骤，具体如下：

(a)以利用亚像素G的位置确定的亚像素R位置作为亚像素R的粗定位坐标；

(b)根据亚像素R的粗定位坐标通过查找表的方式确定亚像素R的PSF坐标；

(c)在所述PSF坐标的邻域内进行搜素，将搜索到的极值位置作为亚像素R的位置；并根据亚像素R的PSF坐标进行二维数据插值实现对所有亚像素R的精确定位。

8.如权利要求6或7所述的OLED亚像素定位方法，其特征在于，还包括利用PSF点对亚像素B位置进行校准的步骤：

(A)以利用亚像素G的位置确定的亚像素B位置作为亚像素B的粗定位坐标；

(B)根据亚像素R的粗定位坐标通过查找表的方式确定亚像素R的PSF坐标；

(C)在步骤(B)确定的PSF坐标的邻域内进行搜素，将搜索到的极值位置作为亚像素B的位置；并根据亚像素B的PSF坐标进行二维数据插值实现对所有亚像素B的精确定位。

9.如权利要求6或7所述的OLED亚像素定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中，确定第一邻域的方法为：

以相邻两个PSF点坐标及这两个点之间的像素点个数n估算出一个PSF点的像素大小(δx，δy)；将PSF点相邻(δx,δy)的范围作为第一邻域；

其中，δx＝|x₁-x₂|/n，δy＝|y₁-y₂|/n；其中，x₁是其中一个PSF点的横坐标，y₁是该PSF点的纵坐标；x₂是其中另一个PSF点的横坐标，y₂是所述另一个PSF点的纵坐标。

10.如权利要求6或7所述的OLED亚像素定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据PSF点进行二维数据内插值对所有亚像素G精确定位的方法，具体为：

(4.1)根据极值在相机坐标系中对PSF进行定位；

(4.2)根据OLED屏幕坐标系与相机坐标系之间线性的三维坐标系转换关系，建立PSF点在相机坐标系中的坐标与在G画面棋盘格图中的坐标之间的映射矩阵；

(4.3)根据该映射矩阵以及G画面棋盘格图中每个亚像素G的坐标进行二维插值完成对OLED屏幕所有亚像素G的定位。