CN112037709A - 一种led显示屏色度校正系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED显示屏色度校正系统,包括:显示屏控制单元、校正控制单元、远程集中调控平台和传输数据加密单元;所述显示屏控制单元包括全彩LED显示屏、中央控制模块、亮度调节模块、安全保护模块、无线通信模块和电源管理模块;远程集中调控平台包括身份验证模块、云服务器和数据库存储模块;所述传输数据加密单元用于将所述显示屏控制单元与所述远程集中调控平台之间传输的控制数据进行加密;所述校正控制单元用于进行LED显示屏色度校正,所述校正控制单元包括LED显示屏参数获取模块、自动校正模块、校正数据存储模块,本发明提高了LED显示屏校正精度和校正显示控制系统性能。

Description

一种LED显示屏色度校正系统
技术领域
本发明涉及LED控制技术领域,尤其涉及到一种LED显示屏色度校正系统。
背景技术
LED显示屏具有图像清晰、色彩鲜艳、稳定性好、高亮度和功耗低等优点,但其在长时间的使用过程中,可能会出现LED灯不同程度的亮度衰减与色度漂移,在一段时间均匀性会逐渐变差,变差到一定程度,就需要对LED显示屏进行亮色度校正。大多的LED显示屏在架设时,都会安装对应的监控摄像头对LED显示屏的显示画面进行拍摄,对应的监测人员会实时的拿到拍摄得到的图像进行查看,一旦发现问题,可以尽快赶到现场进行维护。传统的校正方法需要校正人员亲自到现场进行校正,费时费力。目前,虽然一些产品应用了校正软件,但由于实际中参数获取精度等问题也会造成校正效果不理想的问题。
综上所述,提供一种可提高校正精度和校正显示控制系统性能以及可靠性好的LED显示屏色度校正系统,是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本方案针对上文提到的问题和需求,提出一种LED显示屏色度校正系统,其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种LED显示屏色度校正系统,包括:显示屏控制单元、校正控制单元、远程集中调控平台和传输数据加密单元;
所述显示屏控制单元包括全彩LED显示屏、中央控制模块、亮度调节模块、安全保护模块、无线通信模块和电源管理模块,所述中央控制模块包括控制器、LED驱动模块和存储模块,所述亮度调节模块用于根据环境光线对所述LED显示屏进行亮度调节,所述安全保护模块用于保护电路安全,所述安全保护模块包括过压过流保护模块、欠压保护模块和电源自动切断模块,所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压;
远程集中调控平台包括身份验证模块、云服务器和数据库存储模块,所述身份验证模块用于验证登录人员身份是否合法以及监测每个显示终端账号注册,所述云服务器用于存储所述全彩LED显示屏的播放运行相关数据,所述身份验证模块和所述数据库存储模块均与所述云服务器电连接;
所述传输数据加密单元用于将所述显示屏控制单元与所述远程集中调控平台之间传输的控制数据进行加密;
所述校正控制单元用于进行LED显示屏色度校正,所述校正控制单元包括LED显示屏参数获取模块、自动校正模块、校正数据存储模块,所述LED显示屏参数获取模块用于获取LED显示屏的亮度和色度参数,所述自动校正模块与所述LED显示屏参数获取模块相连接进行色度校正,所述校正数据存储模块用于存储相关校正参数和校正记录报告,所述LED显示屏参数获取模块包括CCD摄像机和光谱辐射度计。
进一步地,自动校正模块采用基于亮色分离的校正算法,所述校正算法包括:根据色度转换原理,将各个像素点建立的非标准色域空间转换到标准色域空间,得到标准色域空间的三刺激值和9个空间转换矩阵参数;x(c,s)、y(c,s)、z(c,s)为标准色域空间三基色的色坐标值,x(c,i)、y(c,i)、z(c,i)为第i个像素点非标准色域空间三基色的色坐标值,其中,c取值为红绿蓝三基色;根据标准色域空间的三刺激值、9个空间转换矩阵参数和非标准色域空间三基色的色坐标值,计算空间转换矩阵参数的行列式;依据得到的所述行列式和标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ns和每个像素点i非标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ni得到校正矩阵;将所述校正矩阵分解为对角矩阵和普通矩阵的乘积,普通矩阵为类色度转换矩阵,对角矩阵为类亮度转换矩阵,依据所述类色度转换矩阵和所述类亮度转换矩阵对像素数据进行类色度处理和类亮度处理。
更进一步地,所述传输数据加密单元采用基于对称加密和非对称加密以及不可逆加密算法相结合的数据加密算法,具体包括:传输数据明文经初级密钥加密生成基础数据密文,同时初级密钥利用公钥加密生成密钥密文;将所述基础数据密文和所述密钥密文接续形成基础传输数据并将所述基础传输数据经过MD5算法计算得出数字签名,再次接续形成传输数据;经过传输接收方收取后拆分出所述数字签名和所述基础传输数据,数据传输完整性验证成功后将所述基础传输数据进一步拆分得到所述基础数据密文和所述密钥密文;最后利用接收端的私钥将密钥密文解密得到初级密钥,用初级密钥解密基础数据密文还原出控制数据明文。
进一步地,所述LED驱动模块包括用于驱动所述全彩LED显示屏的全彩异步控制卡和视频处理器,所述全彩异步控制卡与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接,所述视频处理器与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接。
进一步地,所述亮度调节模块包括用于检测光线信息的光线检测模块,所述光线检测模块与所述控制器电连接。
进一步地,所述无线通信模块采用WIFI模块和GPRS模块,所述无线通信模块可用于所述远程集中调控平台与所述显示屏控制单元之间进行通信。
进一步地,所述电源管理模块包括太阳能供电模块和交流电压模块,所述太阳能供电模块包括光伏阵列、与所述光伏阵列相连的光伏控制器、与所述光伏控制相连的太阳能蓄电池、PMU电池管理模块和剩余电量计算模块,所述交流电压模块包括整流稳压电路。
更进一步地,所述剩余电量计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量,利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正,以消除安时计量法估算过程中的累计误差得到所述太阳能蓄电池的实时剩余电量。
从上述的技术方案可以看出,本发明的有益效果是:本发明可提高校正精度和校正显示控制系统性能以及数据加密性好、可靠性高,可以较好的对LED显示屏进行色度校正,减小因采集设备误差造成的校正效果问题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述,以便能容易地理解本发明的特征和优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下文将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,其中,附图仅仅用于展示本发明的一些实施例,而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本发明LED显示屏色度校正系统的组成结构示意图。
图2为本发明中显示屏控制单元的组成结构示意图。
图3为本实施例中校正算法的具体步骤示意图。
图4为本发明中传输控制数据加密过程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚,下文中将结合本发明具体实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
目前的全彩色LED显示屏亮色均匀性问题的解决方案主要是采用逐点亮度校正技术和逐点色度校正技术,逐点亮度校正技术中亮度坐标值采集快捷且采集设备价格便宜,逐点色度校正技术中色度坐标值采集则困难耗时且采集设备价格昂贵,同时LED显示控制系统嵌入逐点色度校正技术之后,其可控像素数会下降,另外受限于采集设备的最小分辨率,色度坐标值采集的精度过低也是逐点色度校正技术应用的一个瓶颈。本发明提供了一种可提高校正精度和校正显示控制系统性能以及数据加密性好、可靠性高,可以较好的对LED显示屏进行色度校正的LED显示屏色度校正系统。如图1至图4所示,该系统包括:显示屏控制单元、校正控制单元、远程集中调控平台和传输数据加密单元。所述显示屏控制单元主要实现对LED显示屏的显示播放、幅度调节和电路安全管理等功能的控制,所述校正控制单元则用于对LED显示屏进行色度校正和亮度校正,所述校正控制单元与所述显示屏控制单元相连接,所述远程集中调控平台用于对远端的多个LED显示屏运行数据及校正参数和校正记录等进行分析存储,并向显示屏控制单元发送相关控制指令,用以控制其播放内容等。
所述显示屏控制单元包括全彩LED显示屏、中央控制模块、亮度调节模块、安全保护模块、无线通信模块和电源管理模块,所述中央控制模块包括控制器、LED驱动模块和存储模块,所述亮度调节模块用于根据环境光线对所述LED显示屏进行亮度调节,所述安全保护模块用于保护电路安全,所述安全保护模块包括过压过流保护模块、欠压保护模块和电源自动切断模块,所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压,其中,所述LED驱动模块包括用于驱动所述全彩LED显示屏的全彩异步控制卡和视频处理器,所述全彩异步控制卡与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接,所述视频处理器与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接。所述亮度调节模块包括用于检测光线信息的光线检测模块,所述光线检测模块与所述控制器电连接。所述无线通信模块采用WIFI模块和GPRS模块,所述无线通信模块可用于所述远程集中调控平台与所述显示屏控制单元之间进行通信。所述电源管理模块包括太阳能供电模块和交流电压模块,所述太阳能供电模块包括光伏阵列、与所述光伏阵列相连的光伏控制器、与所述光伏控制相连的太阳能蓄电池、PMU电池管理模块和剩余电量计算模块,所述交流电压模块包括整流稳压电路,而所述剩余电量计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量,利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正,以消除安时计量法估算过程中的累计误差得到所述太阳能蓄电池的实时剩余电量。所述电源自动切断模块与所述电源管理模块通过继电器相连接,当电路出现异常时直接切断电路供电。
所述远程集中调控平台包括身份验证模块、云服务器和数据库存储模块,所述身份验证模块用于验证登录人员身份是否合法以及监测每个显示终端账号注册,所述云服务器用于存储所述全彩LED显示屏的播放运行相关数据,所述身份验证模块和所述数据库存储模块均与所述云服务器电连接,操作人员可以登录远程集中调控平台向显示屏控制单元发送控制数据和接收反馈数据,所述控制数据和反馈数据再传输过程中通过加密算法对其进行加解密,增加控制的安全性。
所述校正控制单元用于进行LED显示屏色度校正,所述校正控制单元包括LED显示屏参数获取模块、自动校正模块、校正数据存储模块,所述LED显示屏参数获取模块用于获取LED显示屏的亮度和色度参数,所述自动校正模块与所述LED显示屏参数获取模块相连接进行色度校正,所述校正数据存储模块用于存储相关校正参数和校正记录报告,所述LED显示屏参数获取模块包括CCD摄像机和光谱辐射度计。
如图3所示,自动校正模块采用基于亮色分离的校正算法,所述校正算法包括:a.根据色度转换原理,将各个像素点建立的非标准色域空间转换到标准色域空间,得到标准色域空间的三刺激值和9个空间转换矩阵参数;b.x(c,s)、y(c,s)、z(c,s)为标准色域空间三基色的色坐标值,x(c,i)、y(c,i)、z(c,i)为第i个像素点非标准色域空间三基色的色坐标值,其中,c取值为红绿蓝三基色;c.根据标准色域空间的三刺激值、9个空间转换矩阵参数和非标准色域空间三基色的色坐标值,计算空间转换矩阵参数的行列式;d.依据得到的所述行列式和标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ns和每个像素点i非标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ni得到校正矩阵;e.将所述校正矩阵分解为对角矩阵和普通矩阵的乘积,普通矩阵为类色度转换矩阵,对角矩阵为类亮度转换矩阵,依据所述类色度转换矩阵和所述类亮度转换矩阵对像素数据进行类色度处理和类亮度处理。
本系统中,所述传输数据加密单元用于将所述显示屏控制单元与所述远程集中调控平台之间传输的控制数据进行加密。如图4所示,传输控制数据加密过程示意图,所述传输数据加密单元采用基于对称加密和非对称加密以及不可逆加密算法相结合的数据加密算法,具体包括:传输数据明文经初级密钥加密生成基础数据密文,同时初级密钥利用公钥加密生成密钥密文;将所述基础数据密文和所述密钥密文接续形成基础传输数据并将所述基础传输数据经过MD5算法计算得出数字签名,再次接续形成传输数据;经过传输接收方收取后拆分出所述数字签名和所述基础传输数据,数据传输完整性验证成功后将所述基础传输数据进一步拆分得到所述基础数据密文和所述密钥密文;最后利用接收端的私钥将密钥密文解密得到初级密钥,用初级密钥解密基础数据密文还原出控制数据明文。本系统校正更加精确,且数据传输安全性更高。
应当说明的是,本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式,对属于本发明整体构思,而仅仅是显而易见的改动,均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED显示屏色度校正系统,其特征在于,包括:显示屏控制单元、校正控制单元、远程集中调控平台和传输数据加密单元;
所述显示屏控制单元包括全彩LED显示屏、中央控制模块、亮度调节模块、安全保护模块、无线通信模块和电源管理模块,所述中央控制模块包括控制器、LED驱动模块和存储模块,所述亮度调节模块用于根据环境光线对所述LED显示屏进行亮度调节,所述安全保护模块用于保护电路安全,所述安全保护模块包括过压过流保护模块、欠压保护模块和电源自动切断模块,所述电源管理模块用于为各模块提供所需电压;
所述远程集中调控平台包括身份验证模块、云服务器和数据库存储模块,所述身份验证模块用于验证登录人员身份是否合法以及监测每个显示终端账号注册,所述云服务器用于存储所述全彩LED显示屏的播放运行相关数据,所述身份验证模块和所述数据库存储模块均与所述云服务器电连接;
所述传输数据加密单元用于将所述显示屏控制单元与所述远程集中调控平台之间传输的控制数据进行加密;
所述校正控制单元用于进行LED显示屏色度校正,所述校正控制单元包括LED显示屏参数获取模块、自动校正模块、校正数据存储模块,所述LED显示屏参数获取模块用于获取LED显示屏的亮度和色度参数,所述自动校正模块与所述LED显示屏参数获取模块相连接进行色度校正,所述校正数据存储模块用于存储相关校正参数和校正记录报告,所述LED显示屏参数获取模块包括CCD摄像机和光谱辐射度计。
2.如权利要求1所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,自动校正模块采用基于亮色分离的校正算法,所述校正算法包括:根据色度转换原理,将各个像素点建立的非标准色域空间转换到标准色域空间,得到标准色域空间的三刺激值和9个空间转换矩阵参数;x(c,s)、y(c,s)、z(c,s)为标准色域空间三基色的色坐标值,x(c,i)、y(c,i)、z(c,i)为第i个像素点非标准色域空间三基色的色坐标值,其中,c取值为红绿蓝三基色;根据标准色域空间的三刺激值、9个空间转换矩阵参数和非标准色域空间三基色的色坐标值,计算空间转换矩阵参数的行列式;依据得到的所述行列式和标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ns和每个像素点i非标准色域空间三基色的RGB的分量系数Ni得到校正矩阵;将所述校正矩阵分解为对角矩阵和普通矩阵的乘积,普通矩阵为类色度转换矩阵,对角矩阵为类亮度转换矩阵,依据所述类色度转换矩阵和所述类亮度转换矩阵对像素数据进行类色度处理和类亮度处理。
3.如权利要求2所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述传输数据加密单元采用基于对称加密和非对称加密以及不可逆加密算法相结合的数据加密算法,具体包括:传输数据明文经初级密钥加密生成基础数据密文,同时初级密钥利用公钥加密生成密钥密文;将所述基础数据密文和所述密钥密文接续形成基础传输数据并将所述基础传输数据经过MD5算法计算得出数字签名,再次接续形成传输数据;经过传输接收方收取后拆分出所述数字签名和所述基础传输数据,数据传输完整性验证成功后将所述基础传输数据进一步拆分得到所述基础数据密文和所述密钥密文;最后利用接收端的私钥将密钥密文解密得到初级密钥,用初级密钥解密基础数据密文还原出控制数据明文。
4.如权利要求1所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述LED驱动模块包括用于驱动所述全彩LED显示屏的全彩异步控制卡和视频处理器,所述全彩异步控制卡与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接,所述视频处理器与所述全彩LED显示屏和所述控制器相连接。
5.如权利要求1所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述亮度调节模块包括用于检测光线信息的光线检测模块,所述光线检测模块与所述控制器电连接。
6.如权利要求1所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述无线通信模块采用WIFI模块和GPRS模块,所述无线通信模块可用于所述远程集中调控平台与所述显示屏控制单元之间进行通信。
7.如权利要求1所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述电源管理模块包括太阳能供电模块和交流电压模块,所述太阳能供电模块包括光伏阵列、与所述光伏阵列相连的光伏控制器、与所述光伏控制相连的太阳能蓄电池、PMU电池管理模块和剩余电量计算模块,所述交流电压模块包括整流稳压电路。
8.如权利要求7所述的LED显示屏色度校正系统,其特征在于,所述剩余电量计算模块采用开路电压法和安时计量法相结合的算法计算电池的剩余电量,利用开路电压法对安时计量法估算的电量值进行修正,以消除安时计量法估算过程中的累计误差得到所述太阳能蓄电池的实时剩余电量。
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