CN110428793B

CN110428793B - 一种亮度校正系统及方法

Info

Publication number: CN110428793B
Application number: CN201910616818.9A
Authority: CN
Inventors: 冯晓帆; 郑增强; 刘璐宁; 轩慎振
Original assignee: Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd; Wuhan Jingli Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Jingce Electronic Group Co Ltd; Wuhan Jingli Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: CN110428793A

Abstract

本发明公开了一种亮度校正系统及方法，涉及显示技术领域；该系统包括散射膜层、图像采集单元和亮度计算单元：所述散射膜层放置于待测显示屏与图像采集装置之间且其尺寸不小于待测显示屏，用于将待测显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；所述图像采集装置用于拍摄包含散射膜层的显示屏图像；所述亮度计算单元用于从所述显示屏图像中提取出显示屏所在区域并计算所述显示屏所在区域中每一个像素点的亮度值；本发明从显示屏的发光角度出发，通过散射膜层将显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射角度，从而尽可能增加进入相机视场的光线数量，减小视场角的影响，提高后续亮度测量和色斑修复的准确性。

Description

一种亮度校正系统及方法

技术领域

本发明属于显示技术领域，更具体地，涉及一种亮度校正系统及方法。

背景技术

平板显示器的生产过程中不可避免的会出现色斑缺陷(Mura)，导致显示面板的亮度不均，影响成像质量；Demura设备是一款集成高精度专业信号发生器，标准光学测量仪器，自动压接和控制调节软件于一体的色斑缺陷修复系统。在亮度校正系统中，第一个环节是通过CCD相机拍摄显示屏图像并检测亮度，能否准确的拍摄并检测出显示屏的亮度对于最终的修复效果非常重要。由于显示屏具有侧视漏光的发光特性，故从不同角度观察显示屏或呈现出不同的亮度，在显示屏低亮度时这种现象尤为明显，这称之为视场角的影响。

实践表明，在亮度校正时，视场角对CCD拍摄的图像质量影响很大，从而直接影响了最终的亮度校正效果；减小或消除视场角的影响成为亮度校正时非常重要且急待解决的问题。由于视场角对CCD拍摄的图像质量影响很大，目前针对视场角的影响，已经有以下方法被提出：

一是建立视场角影响的数学模型，此方法原理为使用CCD拍摄显示屏图像，得到有视场角影响的原始图像，运用数学的方法计算出有视场角影响的数学模型，用于后续的校正；由于该数学模型的建立是基于某一特定发光特性的显示屏，其并不能完全适用于具有其他不同发光特性的显示屏，导致校正后的亮度值与显示屏的实际亮度值存在偏差；即这种建立数学模型的方法通用性差，无法适用于各种具有不同发光特性的显示屏，导致亮度检测的准确性较差；

二是调整CCD相机和显示屏之间的距离，此方法直接增大CCD相机和显示屏之间的距离，以减小相机镜头入射光和光轴的夹角θ，从而减小了视场角的影响；但这种方法受限于工厂的空间布局，不能根据需要随意调整CCD相机位置，对于实际生产有一定局限性；更重要的是，对于不同尺寸的显示屏，CCD相机有一个最适的工作距离，偏离该工作距离的影响成像质量；因此该方法也不具备通用性。

三是对CCD拍摄图像乘以衰减系数α，此方法首先通过理论推导，计算出不同视场角位置的显示屏亮度衰减系数，并用此系数进行还原；同样，该方法中衰减系数的计算是基于某一特定发光特性的显示屏，其并不能完全适用于具有其他不同发光特性的显示屏，即这种方法对于发光特性一致的屏幕有一定的改善，但不同屏幕的生产工艺和Mura不同，实际生产中精度较低，通用性较差。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种亮度校正系统及方法，其目的在于解决现有技术中用于消除视场角影响的方法存在的无法适用于各种具有不同发光特性的显示屏，导致亮度检测的准确性较差的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种亮度校正系统，包括散射膜层、图像采集单元和亮度计算单元：

所述散射膜层放置于待测显示屏与图像采集装置之间且其尺寸不小于待测显示屏，用于将待测显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；

所述图像采集装置用于拍摄包含散射膜层的显示屏图像；

所述亮度计算单元用于从所述显示屏图像中提取出显示屏所在区域并计算所述显示屏所在区域中每一个像素点的亮度值。

优选的，上述亮度校正系统还包括亮度补偿单元；

所述亮度补偿单元用于根据散射膜层的透光率对亮度计算单元输出的亮度值进行补偿，以消除散射膜层对显示屏的亮度衰减。

优选的，上述亮度校正系统还包括亮度修正单元；

所述亮度修正单元用于计算所述显示屏所在区域的中心区域的若干个像素点的亮度均值，得到目标亮度值；计算每一个像素点的亮度值与所述目标亮度值之间的差值，得到每一个像素点的Mura补偿值；通过所述Mura补偿值修正待测显示屏输出的亮度值，使所述待测显示屏输出的亮度值为目标亮度值。

优选的，上述亮度校正系统，其散射膜层为扩散片，所述扩散片为白色、细磨砂、厚度不大于0.2mm。

优选的，上述亮度校正系统，其散射膜层紧贴待测显示屏放置且两者所处平面平行。

优选的，上述亮度校正系统还包括真空吸附装置；所述真空吸附装置用于抽取散射膜层与待测显示屏之间的空气以确保两者紧密贴合。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种亮度校正方法，包括以下步骤：

在待测显示屏与图像采集装置之间设置散射膜层，所述散射膜层的尺寸不小于待测显示屏，用于将待测显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；

拍摄包含散射膜层的显示屏图像，从所述显示屏图像中提取出显示屏所在区域并计算所述显示屏所在区域中每一个像素点的亮度值。

优选的，上述亮度校正方法还包括以下步骤：

根据散射膜层的透光率对每一个像素点的亮度值进行补偿，以消除散射膜层对显示屏的亮度衰减。

优选的，上述亮度校正方法还包括以下步骤：

计算所述显示屏所在区域的中心区域的若干个像素点的亮度均值，得到目标亮度值；

计算每一个像素点的亮度值与所述目标亮度值之间的差值，得到每一个像素点的Mura补偿值；

通过所述Mura补偿值修正待测显示屏输出的亮度值，使所述待测显示屏输出的亮度值为目标亮度值。

优选的，上述亮度校正方法，在待测显示屏与图像采集装置之间设置散射膜层具体包括：

将散射膜层紧贴待测显示屏放置，通过真空吸附抽取两者之间的空气以确保两者紧密贴合。

优选的，上述亮度校正方法，其散射膜层为扩散片，所述扩散片为白色、细磨砂、厚度不大于0.2mm。

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)本发明提供的一种亮度校正系统及方法，通过散射膜层对显示屏的出射光线进行均匀化处理，将显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射角度，从而尽可能增加进入相机视场的光线数量，减小视场角的影响，提高后续亮度测量和色斑修复的准确性。

(2)本发明提供的一种亮度校正系统及方法，将散射膜层放置在显示屏表面后，通过该真空吸附装置抽取散射膜层与待测显示屏之间的空气，确保两者紧密贴合，在消除视场角影响的前提下避免散射膜层改变显示屏的亮度分布，提高后续亮度测量和色斑修复的准确性。

(3)本发明提供的一种亮度校正系统及方法，从显示屏的发光角度出发，通过散射膜层对显示屏的出射光线进行散射处理，有效减小了视场角的影响；散射膜层的成本很低并且可以重复使用；系统结构简单，方法易于实现，无需进行数学建模等复杂处理过程，并且适用于不同发光特性的显示屏，通用性更强；在提高亮度测量和色斑修复精度的同时，具备低成本、实用性的优越特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的亮度校正系统的组成结构示意图；图中，1-散射膜层1；2-CCD相机；3-图像处理终端；4-待测显示屏；

图2是本发明实施例提供的图像处理终端的逻辑框图。

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。

图1是本发明实施例提供的亮度校正系统的组成结构示意图；如图1所述，该亮度校正系统包括散射膜层1、CCD相机2和图像处理终端3；其中，

散射膜层1放置于待测显示屏4与CCD相机2之间，并且散射膜层1的尺寸不小于待测显示屏4，以确保散射膜层1能够完全覆盖待测显示屏4；散射膜层1主要用于将待测显示屏4发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；该散射膜层1优选具有高透光性和高漫反射性，高透光性是为了减小散射膜层1对显示屏发光亮度的衰减；高漫反射性是为了提高散射膜层1对显示屏出射光线的散射效果，将出射光线分散为尽可能多个出射角度，从而尽可能增加进入CCD相机2视场的光线数量，减小视场角的影响，提高后续亮度测量的准确性；

CCD相机2用于拍摄包含散射膜层的显示屏图像GrayImg；根据需要调整显示屏的灰阶值，该灰阶值处于0～255之间均可，本实施例选取16、25、48、60、128、225六个灰阶值，然后控制各CCD相机采集待测显示屏在上述六个不同灰阶值时的显示屏图像GrayImg；

图像处理终端3包括存储器、一个或多个处理器；该存储器中存有一个或多个计算机程序；图2是本发明实施例提供的图像处理终端的逻辑框图，如图2所示，处理器中例化有亮度计算单元、亮度补偿单元和亮度修正单元等多个功能单元，上述计算机程序可在该功能单元中运行；处理器和存储器的类型不作具体限制，例如：处理器可以是微处理器、数字信息处理器、片上可编程逻辑系统等；存储器可以是易失性存储器、非易失性存储器或者它们的组合等；

其中，亮度计算单元用于获取CCD相机拍摄的显示屏图像GrayImg，从该显示屏图像GrayImg中提取出显示屏所在区域ROIImg并计算显示屏所在区域ROIImg中每一个像素点的亮度值；由于拍摄的显示屏图像GrayImg中存在背景区域，因此亮度计算单元首先需要通过图像分割从显示屏图像GrayImg提取出显示屏区域ROIImg，使ROIImg和显示屏上的像素点一一对应；

亮度补偿单元用于根据散射膜层的透光率对亮度计算单元输出的亮度值进行补偿，以消除散射膜层对显示屏的亮度衰减；如果散射膜层的透光率为100％，则其对显示屏亮度的衰减可忽略不计，则无需对亮度计算单元输出的亮度值进行补偿；但是如果散射膜层的透光率使其存在对显示屏的不可忽略的亮度衰减，那么在测得显示屏所在区域ROIImg中每一个像素点的亮度值之后，需要对该亮度值进行补偿；

亮度修正单元用于计算显示屏区域ROIImg的中心区域的若干个像素点的亮度均值，得到目标亮度值BackModel；选取亮度均匀的中心区域的亮度值作为基准亮度，一般来说，该中心区域约占整个显示屏的1/(500～600)；本实施例中，该中心区域的大小为100*100像素；

然后计算每一个像素点的亮度值与目标亮度值BackModel之间的差值，得到每一个像素点的Mura补偿值RepairData；通过所述Mura补偿值RepairData修正待测显示屏输出的亮度值，使待测显示屏输出的亮度值为目标亮度值BackModel。

按照此种方法，依次完成显示屏在16、25、48、60、128、225六个灰阶值时的Mura补偿值计算，并将不同灰阶值对应的Mura补偿值显示屏烧录到显示屏的Flash IC中，完成色斑缺陷补偿。

本实施例中，采用的散射膜层1为扩散片，该扩散片的厚度不大于0.2mm，规格是细磨砂片，其散射颗粒较多，能够提高对显示屏出射光线的散射效果；实际应用时可以根据需要选择合适的扩散片规格。

为了避免扩散片改变显示屏的亮度分布，本实施例将扩散片紧贴待测显示屏放置，确保两者平行设置，散射膜层所处平面与显示屏所处平面上的对应各点处的距离相等。作为优选的，本实施例提供的亮度校正系统还包括真空吸附装置；将扩散片放置在显示屏表面后，通过该真空吸附装置抽取散射膜层与待测显示屏之间的空气，确保两者紧密贴合。

本实施例还提供了一种亮度校正方法，包括以下步骤：

S1：在待测显示屏与CCD相机之间设置尺寸不小于待测显示屏的散射膜层，该散射膜层用于将待测显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；

散射膜层的尺寸不小于待测显示屏，以确保散射膜能够完全覆盖待测显示屏；散射膜层主要用于将待测显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射方向；该散射膜层优选具有高透光性和高漫反射性，高透光性是为了减小散射膜层对显示屏发光亮度的衰减；高漫反射性是为了提高散射膜层对显示屏出射光线的散射效果，将出射光线分散为尽可能多个出射角度，从而尽可能增加进入CCD相机视场的光线数量，减小视场角的影响，提高后续亮度测量的准确性；

为了避免散射膜层改变显示屏的亮度分布，本实施例将散射膜层紧贴待测显示屏放置，然后通过真空吸附抽取两者之间的空气，确保两者紧密贴合。

S2：拍摄包含散射膜层的显示屏图像GrayImg，从该显示屏图像GrayImg中提取出显示屏所在区域ROIImg并计算显示屏所在区域ROIImg中每一个像素点的亮度值。

首先根据需要调整显示屏的灰阶值，该灰阶值处于0～255之间均可，本实施例选取16、25、48、60、128、225六个灰阶值，然后控制各CCD相机采集待测显示屏在上述六个不同灰阶值时的显示屏图像GrayImg；

由于拍摄的显示屏图像GrayImg中存在背景区域，因此需要通过图像分割从显示屏图像GrayImg提取出显示屏区域ROIImg，使ROIImg和显示屏上的像素点一一对应；

S3：根据散射膜层的透光率对每一个像素点的亮度值进行补偿，以消除散射膜层对显示屏的亮度衰减；

如果散射膜层的透光率使其存在对显示屏的不可忽略的亮度衰减，那么在测得显示屏所在区域ROIImg中每一个像素点的亮度值之后，需要对该亮度值进行补偿。

S4：计算显示屏区域ROIImg的中心区域的若干个像素点的亮度均值，得到目标亮度值BackModel；该中心区域约占整个显示屏的1/(500～600)；本实施例中，该中心区域的大小为100*100像素；

S5：计算每一个像素点的亮度值与目标亮度值BackModel之间的差值，得到每一个像素点的Mura补偿值值RepairData；

S6：通过Mura补偿值值RepairData修正待测显示屏输出的亮度值，使待测显示屏输出的亮度值为目标亮度值BackModel。

相比于现有技术中用于消除视场角影响的方法，本发明提供的一种亮度校正系统及方法，从显示屏的发光角度出发，通过散射膜层对显示屏的出射光线进行均匀化处理，将显示屏发出的具有单一出射方向的光线分散为多个出射角度，从而尽可能增加进入相机视场的光线数量，减小视场角的影响，提高后续亮度测量和色斑修复的准确性；散射膜层的成本很低并且可以重复使用；系统结构简单，方法易于实现，无需进行数学建模等复杂处理过程，并且适用于不同发光特性的显示屏，通用性更强；在提高亮度测量和色斑修复精度的同时，具备低成本、实用性的优越特点。

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

1.一种亮度校正系统，其特征在于，包括散射膜层、图像采集单元、亮度计算单元和亮度补偿单元：

所述图像采集装置用于拍摄包含散射膜层的显示屏图像；

所述亮度计算单元用于从所述显示屏图像中提取出显示屏所在区域并计算所述显示屏所在区域中每一个像素点的亮度值；

2.如权利要求1所述的亮度校正系统，其特征在于，还包括亮度修正单元；

3.如权利要求1或2所述的亮度校正系统，其特征在于，所述散射膜层为扩散片，所述扩散片为白色、细磨砂、厚度不大于0.2mm。

4.如权利要求1或2所述的亮度校正系统，其特征在于，所述散射膜层紧贴待测显示屏放置且两者所处平面平行。

5.如权利要求4所述的亮度校正系统，其特征在于，还包括真空吸附装置；所述真空吸附装置用于抽取散射膜层与待测显示屏之间的空气以确保两者紧密贴合。

6.一种亮度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

拍摄包含散射膜层的显示屏图像，从所述显示屏图像中提取出显示屏所在区域并计算所述显示屏所在区域中每一个像素点的亮度值；

7.如权利要求6所述的亮度校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

8.如权利要求 6或7所述的亮度校正方法，在待测显示屏与图像采集装置之间设置散射膜层具体包括：将散射膜层紧贴待测显示屏放置，通过真空吸附抽取两者之间的空气以确保散射膜层与待测显示屏紧密贴合。