CN110827703A - 一种基于相似矫正算法的手绘led灯牌的输入显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法。传统LED灯牌通过广告公司提前设计，固定图案、文字及字体和图案颜色，一旦设计方案确定，图案无法修改。本发明一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，采用的手绘LED灯牌，包括基板和LED阵列。LED阵列设置在基板上，包括呈阵列状排列的多个LED元组。LED元组有LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯和压力传感器。LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯均设置在压力传感器的检测面上。本发明能够根据用户设定的颜色实现LED灯牌颜色切换及定义。本发明利用压力传感器结合数据处理技术实现用户手绘LED灯牌图案及文字。

Description

一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法
技术领域
本发明属于智能显示技术领域，具体涉及一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法。
背景技术
在很多应用场合，随着LED显示屏(广告牌)的普及，未来LED灯牌的发展方向为智能化、高效化、可擦除、易修改。传统LED灯牌通过广告公司提前设计，固定图案、文字及字体和图案颜色，一旦设计方案确定，图案无法修改，诸如演唱会用粉丝灯牌、活动灯牌等很难二次利用资源浪费严重。因此，在现有LED灯牌技术的基础上，利用触控传感器结合无线通信技术实现可手绘可擦除可变色的智能LED灯牌设计方法，能够大大提升使用智能LED灯牌应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法。
本发明一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，采用的手绘LED灯牌，包括基板和LED阵列。LED阵列设置在基板上，包括呈阵列状排列的多个LED元组。LED元组有LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯和压力传感器。LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯均设置在压力传感器的检测面上。
该基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法具体如下：
步骤一、启动手绘LED灯牌。
步骤二、使用者用手指或触控笔在LED阵列上绘制需要显示的图形，手指或触控笔经过LED元组时，该LED元组内的压力传感器检测到压力信号，该LED元组亮起，使得LED阵列上显示出使用者绘制的图形。
步骤三、绘制完成后，若需要矫正LED阵列上的图像，则进入步骤四。否则，绘制显示结束。
步骤四、生成一张被矫正图像。被矫正图像的像素点个数、行数、列数均与LED阵列相等。被矫正图像上的各个特征像素点为黑色，其余像素点为白色；特征像素点是与LED阵列上的各个被点亮的LED元组对应的像素点。
步骤五、对被矫正图像进行细化处理。
5-1.对被矫正图像内各个黑色的像素点进行遍历；若一个像素点的八邻域内存在四个或四个以上的黑色像素点，则将该像素点置为白色。每当一个像素点被置为白色后，对下一个像素点进行八邻域提取时均根据修改后的被矫正图像进行。
5-2.持续重复执行步骤5-1，直到一次步骤5-2执行后未将任何一个像素点置为白色时，进入步骤六。
步骤六、对经步骤五处理的被矫正图像进行去毛刺处理。
6-1.遍历被矫正图像内所有黑色像素点，筛选出分叉像素点；分叉像素点为八邻域内黑色像素点的个数大于3的黑色像素点。
6-2.将被矫正图像中所有的分叉像素点均置为白色；由此，原本连通的区域会变成多个不连通的小区域。
6-3.分别计算被矫正图像内各个连通域的黑色像素点个数，并将黑色像素点个数小于阈值T的的连通域均置为白色。
6-4.将步骤6-2中删除的分叉像素点重新置为黑色。
6-5.重复执行步骤6-1至6-4，直到步骤6-3中未删除任何像素点时，进入步骤七。
步骤七、对被矫正图像进行膨胀方法操作。
7-1.设定结构元素。
7-2.用结构元素对被矫正图像上除边缘像素点外的所有像素点进行膨胀检测；边缘像素点指被矫正图像边缘上的像素点。
用结构元素对一个像素点进行膨胀检测时，先将结构元素的关键点与被检测的像素点重合；若被矫正图像上被结构元素的黑色像素点所覆盖的各个像素点中存在原本就为黑色的像素点，则将被检测的像素点标记为待膨胀像素点。
7-3.将步骤7-2中检测出的所有待膨胀像素点均置为黑色；此时，被矫正图像完成矫正。
步骤八、将LED阵列内的各LED元组熄灭；之后，将被矫正图像上的黑色像素点一一对应到LED阵列上，并使得LED阵列上与被矫正图像的黑色像素点对应的LED元组点亮。
作为优选，步骤七中的结构元素由呈3×3排列的九个像素点组成。结构元素的关键点为中心点。
作为优选，所述的手绘LED灯牌还包括开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键和颜色灯组。开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键、指示灯组设置基板上。指示灯组由电源指示灯和七颗颜色指示灯珠组成。七颗颜色指示灯珠的颜色分别为蓝、绿、青、红、紫、黄、白。
作为优选，所述的手绘LED灯牌还包括无线通信模块和控制器。控制器与上位机通过无线通信模块连接。LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯的控制接口和压力传感器信号输出接口均与控制器连接。开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键、指示灯组在基板的一侧依次排列，且均与控制器连接。
作为优选，在一个LED元组中，所述的LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯呈正三角形排列。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明能够根据用户设定的颜色实现LED灯牌颜色切换及定义。
2、本发明利用压力传感器结合数据处理技术实现用户手绘LED灯牌图案及文字。
3、本发明所设计的智能LED灯牌，可有效减少因一次性定制LED灯牌所造成的材料及人工浪费，极大的降低了LED灯牌的单次使用成本。
4、本发明利用手机app手绘图案，通过无线方式可同步显示到LED灯牌。
5、本发明可通过相似矫正算法实现LED显示经算法矫正后的图案及文字。
附图说明
图1是本发明采用的手绘LED灯牌的结构示意图；
图2是本发明采用的手绘LED灯牌中LED元组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，采用的手绘LED灯牌，包括基板1、LED阵列2、开/关键3、写入/锁定按键4、清除/恢复按键5、颜色切换按键6、相似矫正开关键7、指示灯组8、无线通信模块和控制器。控制器与上位机通过无线通信模块连接。
LED阵列2设置在基板上，包括呈阵列状排列的多个LED元组。LED元组有LED红灯2-1、LED绿灯2-2、LED蓝灯2-3和压力传感器2-4。LED红灯2-1、LED绿灯2-2及LED蓝灯2-3呈正三角形排列，且均设置在压力传感器2-4的检测面上；当LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯受压时，压力传感器将检测到压力。压力传感器的外接正方形区域为单个触摸传感器感应区，其坐标与对应LED元组一一对应。LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯的控制接口和压力传感器信号输出接口均与控制器连接。
LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯中一颗或多颗亮起能够使得LED元组呈现出蓝、绿、青、红、紫、黄、白这七种颜色；发光控制的方式通过对总开关状态、红灯开关状态、绿灯开关状态、蓝灯开关状态的赋值进行控制来实现；在总开关状态被赋值为1的前提下，若红灯开关状态被赋值为1，则LED红灯通电，若绿灯开关状态被赋值为1，则LED绿灯通电，若蓝灯开关状态被赋值为1，则LED蓝灯通电。具体呈现颜色的控制见下表：
总开关状态 红灯开关状态 绿灯开关状态 蓝灯开关状态 呈现颜色
1 0 0 0 不发光
1 0 0 1 蓝
1 0 1 0 绿
1 0 1 1 青
1 1 0 0 红
1 1 0 1 紫
1 1 1 0 黄
1 1 1 1 白
0 - - - 不发光
开/关键3、写入/锁定按键4、清除/恢复按键5、颜色切换按键6、相似矫正开关键7、指示灯组8在基板的一侧依次排列，且均与控制器连接。指示灯组由电源指示灯和七颗颜色指示灯珠组成。七颗颜色指示灯珠的颜色分别为蓝、绿、青、红、紫、黄、白。控制器采用单片机。
开/关键是初次按开机键时打开芯片控制模块电源总开关，开机默认设置所有LED元组开关状态置为0(关闭)，电源指示灯亮起。再次按开/关键关闭已打开的所有LED元组(状态置为0)，同时关闭电源指示灯。
写入/锁定按键：初次按写入/锁定键时，将嵌入各LED元组表面的触摸传感器开关状态置为1(打开)，此时用户可在显示区域进行手写操作。再次按写入/锁定键时可锁定已写入内容。可多次锁定、写入循环。
清除/恢复按键：初次打开清除按键时控制芯片会将所有已打开LED元组开关状态置为0(即关闭状态)。再次按下清除/恢复键时恢复之前已打开的LED元组。
颜色切换按键：利用数字电路加法器原理设置按键一次显示蓝、绿、青、红、紫、黄、白、关闭，这七种颜色加一种状态的循环。用户颜色选择需在绘制之前进行，当前选中颜色情况可通过颜色选择指示灯查看。
相似矫正开关键：打开相似矫正按键在用户绘制完成图案或书写完文字后图案或文字信息会通过无线收发模块上传至云端(服务器)进行分析处理，结合矫正算法，实现图案或文字的矫正，矫正完成后将矫正结果通过无线收发模块返回到LED灯牌处理模块，最终更新LED灯牌上所显示的图案或文字实现矫正。
该基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法具体如下：
步骤一、使用者按下开/关键，使得LED灯牌启动，电源指示灯及对应当前状态的颜色指示灯亮起；之后，使用者按下写入/锁定按键，使得控制器将所有LED元组的总开关状态置为1。
步骤二、使用者用手指或触控笔在LED阵列上绘制需要显示的图形，手指或触控笔经过LED元组时，该LED元组内的压力传感器检测到压力信号，控制器控制该LED元组按照设定的颜色亮起，使得LED阵列上显示出使用者绘制的图形。
步骤三、绘制完成后，若使用者需要矫正LED阵列上的图像，则按下相似矫正开关键，之后进入步骤四。否则，绘制显示结束。
步骤四、在控制器中生成一张被矫正图像。被矫正图像的像素点个数、行数、列数均与LED阵列相等。被矫正图像上的各个特征像素点为黑色，其余像素点为白色；特征像素点是与LED阵列上的各个被点亮的LED元组对应的像素点。因此，被矫正图像上的图形与LED阵列上相同。
步骤五、对被矫正图像进行细化处理，在保持与原图相同拓扑结构的前提下，降低被矫正图像的维度，使得被矫正图像变为一像素宽的图案。具体操作如下：
5-1.对被矫正图像内各个黑色的像素点进行遍历；若一个像素点的八邻域内存在四个或四个以上的黑色像素点，则将该像素点置为白色。每当一个像素点被置为白色后，对下一个像素点进行八邻域提取时均根据修改后的被矫正图像进行。
5-2.持续重复执行步骤5-1，直到一次步骤5-2执行后未将任何一个像素点置为白色时，进入步骤六。
步骤六、对经步骤五处理的被矫正图像进行去毛刺处理。具体操作如下：
6-1.分别计算被矫正图像内各个黑色像素点的目标像素和；一个像素点的目标像素和表示该像素点八邻域内黑色像素点的个数。
6-2.遍历被矫正图像内所有黑色像素点，筛选出分叉像素点；分叉像素点为目标像素和大于3的黑色像素点。
6-3.将被矫正图像中所有的分叉像素点均置为白色；由此，原本连通的区域会变成多个不连通的小区域。
6-4.分别计算被矫正图像内各个连通域的黑色像素点个数，并将黑色像素点个数小于阈值T的的连通域均置为白色。
6-5.将步骤6-3中删除的分叉像素点重新置为黑色，使图像变为连通的区域，这样就得到了去除毛刺的细化效果图。
6-6.重复执行步骤6-1至6-5，直到步骤6-4中未删除任何像素点时，进入步骤七。
步骤七、对被矫正图像进行膨胀方法操作。
7-1.设定结构元素。结构元素由呈3×3排列的九个像素点组成。结构元素的关键点为中心点。
7-2.用结构元素对被矫正图像上除边缘像素点外的所有像素点进行膨胀检测；边缘像素点指被矫正图像边缘上的像素点。
用结构元素对一个像素点进行膨胀检测时，先将结构元素的关键点与被检测的像素点重合；若被矫正图像上被结构元素的黑色像素点所覆盖的各个像素点中存在原本就为黑色的像素点，则将被检测的像素点标记为待膨胀像素点。
7-3.将步骤7-2中检测出的所有待膨胀像素点均置为黑色；此时，被矫正图像完成矫正。
步骤八、将LED阵列内的各LED元组熄灭；之后，将被矫正图像上的黑色像素点一一对应到LED阵列上，并使得LED阵列上与被矫正图像的黑色像素点对应的LED元组点亮。
使用者还能够选择通过手机app绘制图案或书写文字，所绘图案及文字信息通过wifi等无线通信方式传输到灯牌微处理单元进行处理解析后进行显示，如用户使用相似矫正功能，手机app上绘制的图案或文字信息通过wifi等无线通信手段上传至云端(服务器端)进行相似矫正，矫正结果再返回到手机由手机端下发到LED灯牌进行解析并显示。

Claims (5)

1.一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，其特征在于：采用的手绘LED灯牌，包括基板和LED阵列；LED阵列设置在基板上，包括呈阵列状排列的多个LED元组；LED元组有LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯和压力传感器；LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯均设置在压力传感器的检测面上；
该基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法具体如下：
步骤一、启动手绘LED灯牌；
步骤二、使用者用手指或触控笔在LED阵列上绘制需要显示的图形，手指或触控笔经过LED元组时，该LED元组内的压力传感器检测到压力信号，该LED元组亮起，使得LED阵列上显示出使用者绘制的图形；
步骤三、绘制完成后，若需要矫正LED阵列上的图像，则进入步骤四；否则，绘制显示结束；
步骤四、生成一张被矫正图像；被矫正图像的像素点个数、行数、列数均与LED阵列相等；被矫正图像上的各个特征像素点为黑色，其余像素点为白色；特征像素点是与LED阵列上的各个被点亮的LED元组对应的像素点；
步骤五、对被矫正图像进行细化处理；
5-1.对被矫正图像内各个黑色的像素点进行遍历；若一个像素点的八邻域内存在四个或四个以上的黑色像素点，则将该像素点置为白色；每当一个像素点被置为白色后，对下一个像素点进行八邻域提取时均根据修改后的被矫正图像进行；
5-2.持续重复执行步骤5-1，直到一次步骤5-2执行后未将任何一个像素点置为白色时，进入步骤六；
步骤六、对经步骤五处理的被矫正图像进行去毛刺处理；
6-1.遍历被矫正图像内所有黑色像素点，筛选出分叉像素点；分叉像素点为八邻域内黑色像素点的个数大于3的黑色像素点；
6-2.将被矫正图像中所有的分叉像素点均置为白色；由此，原本连通的区域会变成多个不连通的小区域；
6-3.分别计算被矫正图像内各个连通域的黑色像素点个数，并将黑色像素点个数小于阈值T的的连通域均置为白色；
6-4.将步骤6-2中删除的分叉像素点重新置为黑色；
6-5.重复执行步骤6-1至6-4，直到步骤6-3中未删除任何像素点时，进入步骤七；
步骤七、对被矫正图像进行膨胀方法操作；
7-1.设定结构元素；
7-2.用结构元素对被矫正图像上除边缘像素点外的所有像素点进行膨胀检测；边缘像素点指被矫正图像边缘上的像素点；
用结构元素对一个像素点进行膨胀检测时，先将结构元素的关键点与被检测的像素点重合；若被矫正图像上被结构元素的黑色像素点所覆盖的各个像素点中存在原本就为黑色的像素点，则将被检测的像素点标记为待膨胀像素点；
7-3.将步骤7-2中检测出的所有待膨胀像素点均置为黑色；此时，被矫正图像完成矫正；
步骤八、将LED阵列内的各LED元组熄灭；之后，将被矫正图像上的黑色像素点一一对应到LED阵列上，并使得LED阵列上与被矫正图像的黑色像素点对应的LED元组点亮。
2.根据权利要求1所述的一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，其特征在于：步骤七中的结构元素由呈3×3排列的九个像素点组成；结构元素的关键点为中心点。
3.根据权利要求1所述的一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，其特征在于：所述的手绘LED灯牌还包括开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键和颜色灯组；开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键、指示灯组设置基板上；指示灯组由电源指示灯和七颗颜色指示灯珠组成；七颗颜色指示灯珠的颜色分别为蓝、绿、青、红、紫、黄、白。
4.根据权利要求1所述的一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，其特征在于：所述的手绘LED灯牌还包括无线通信模块和控制器；控制器与上位机通过无线通信模块连接；LED红灯、LED绿灯、LED蓝灯的控制接口和压力传感器信号输出接口均与控制器连接；开/关键、写入/锁定按键、清除/恢复按键、颜色切换按键、相似矫正开关键、指示灯组在基板的一侧依次排列，且均与控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于相似矫正算法的手绘LED灯牌的输入显示方法，其特征在于：在一个LED元组中，所述的LED红灯、LED绿灯及LED蓝灯呈正三角形排列。
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