CN113834785A - 一种屏幕色彩均匀性检测方法及装置 - Google Patents

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CN113834785A
CN113834785A CN202111194230.2A CN202111194230A CN113834785A CN 113834785 A CN113834785 A CN 113834785A CN 202111194230 A CN202111194230 A CN 202111194230A CN 113834785 A CN113834785 A CN 113834785A
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polarized light
polarization
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screen
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贺庆
周胜杰
邓祖键
吴献
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明涉及屏幕检测技术领域，具体涉及一种屏幕色彩均匀性检测方法及装置，方法包括：获取多个角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值；基于获取的多个灰度值，计算获取每张图片的偏振角度的相位差；基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光；根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。本申请通过固定拍摄获取图片，克服了屏幕检测中的“偏振光由于多观测角度产生的亮度差异”的问题。

Description

一种屏幕色彩均匀性检测方法及装置
技术领域
本发明涉及屏幕检测技术领域，具体而言，涉及一种屏幕色彩均匀性检测方法及装置。
背景技术
屏幕色彩(或亮度)均匀性是指，屏幕显示同一种颜色时期各个像素的色彩要一致，国标将整个屏幕分为9块，每块之间颜色的亮度差异不超过25％即为合格(参见下图)。实际生产中的质量要求一般要求10％的亮度差异，这样基本能保证人眼观测时亮度色彩的均匀性。
传统方法采用目测，即屏幕整屏显示分别黑色、纯白、红色、绿色、蓝色等多种颜色，然后由人来观察是否存在差异，从而判断屏幕在各种颜色状态下的均匀性。这种方式对视力消耗较大、容易眼疲劳，且对于质量要求较高的屏幕，依赖人眼检测的精细度和稳定度均存在问题。
鉴于人眼检测的问题，当前一些屏幕检测采用机器视觉方法检测，分为两种主要方法。
一种采用大幅面的CCD彩色相机，一次拍摄整个屏幕，然后分析整张图片各个部分的颜色均匀性。这种方式呗广泛应用于手机、小尺寸PAD等效尺寸屏幕领域，取得了良好的效果和效益。但针对大尺寸屏幕这种整屏拍摄的方式效果不好。主要是因为当前屏幕发出的都是偏振光，在不同角度下观测，亮度是有差异的；要保证屏幕光线入射相机角度接近就要采用长焦镜头，这使得相机距离屏幕的距离要足够大。
一种解决思路是在采用长焦镜头的前提下减少拍摄视野，从而大幅缩短距离屏幕拍摄的距离；同时通过移动相机多次拍摄实现对整屏的检测。
但这种方法要求每次移动后的拍摄状态一致，即到屏幕的距离和角度一致，相机的噪声一致，环境光干扰的一致。而现实产线上一般采用暗室排除环境光干扰，采用精确的摆放屏幕的位置、相机垂直于屏幕、相机运动是与屏幕平面平行三者结合实现到屏幕的距离和角度一致，而噪声一致就要采用低噪声的CCD相机以及大尺寸CCD芯片以及优化的电路处理芯片来实现。
因此，要达到上述条件一致性是比较困难的。
发明内容
本发明实施例提供了一种屏幕色彩均匀性检测方法，克服了大尺寸屏幕检测中的“偏振光由于多观测角度产生的亮度差异”的问题，为切实可行的大屏幕亮度均匀性检测提供可靠方法。
根据本发明的一实施例，提供了一种屏幕色彩均匀性检测方法，包括以下步骤：
获取多个偏振角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；
基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值；
基于获取的多个灰度值，计算获取每张图片的偏振角度的相位差；
基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
进一步地，基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为：
当相位差为0度或180度时，图片的偏振光为线偏振光，根据线偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点；
当相位差不为0度或180度时，图片的偏振光为圆偏振光，根据圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
进一步地，当相位差为0度或180度时，图片的偏振光为线偏振光，根据线偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为：
当相位差为0度或180度时，偏振光为线偏振光，计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角；
去掉多个偏振方位角中的最大值和最小值，求取剩余的偏振方位角的平均值；
当满足
Figure BDA0003302411710000031
时，则判断该像素为亮度不均匀的点，否则判断该像素为亮度均匀的点；其中，
Figure BDA0003302411710000032
为多个偏振方位角的平均值，θ代表任意一个偏振方位角，σ为设定的阈值。
进一步地，当相位差不为0度或180度时，图片的偏振光为圆偏振光，根据圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为具体为：
当相位差不为0度或180度时，偏振光为圆偏振光，则计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个椭圆的长轴、短轴及旋转角；
基于计算出的每个椭圆的长轴、短轴及旋转角，分别计算长轴、短轴及旋转角的平均值；
基于长轴、短轴及旋转角的平均值构建基准椭圆，并求基准椭圆的面积；
当满足
Figure BDA0003302411710000033
时，则判断该像素为亮度不均匀的点；其中，S为任意一个椭圆的面积与基准椭圆的面积的差值，
Figure BDA0003302411710000034
为基准椭圆的面积。
进一步地，基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值具体为：
使用与屏幕垂直且位置固定的偏振相机，在捡偏器四个角度下获取四张图片；其中，四个角度分别为0度、45度、90度及135度。
进一步地，基于获取的多个灰度值，计算获取图片时的偏振光的相位差具体为：
针对四张图片取对应像素的灰度值，灰度值分别为I0、I45、I90和I135；
基于灰度值I0、I45、I90和I135计算偏振光的参数，参数包括光强和相位差。
进一步地，基于灰度值I0、I45、I90和I135计算偏振光的参数，包括计算参数A和B，以及相位差δ；
计算相位差公式为：
Figure BDA0003302411710000041
其中，A和B分别为任意两个垂直角度下获取图片时偏振光的光强，δ为任意两个角度下获取图片时偏振光的相位差。
进一步地，当相位差为0度或180度时，偏振光为线偏振光，计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角具体为：
首先构造Stocke变量如下：
Figure BDA0003302411710000042
其中，S0、S1、S2是Stocks变量；
然后通过偏振角公式计算偏振方位角；
偏振角公式为：
Figure BDA0003302411710000051
或偏振角公式为：
Figure BDA0003302411710000052
其中，θ代表任意一个偏振方位角，
Figure BDA0003302411710000053
为偏振方位角的平均值。
进一步地，当相位差不为0度或180度时，偏振光为圆偏振光，则计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个椭圆的长轴、短轴及旋转角具体为：
基于计算得到的参数A和参数B，以及相位差δ，通过椭圆公式计算椭圆的长轴、短轴及旋转角；
椭圆公式为：
Figure BDA0003302411710000054
其中，a为椭圆的长轴，b为椭圆的短轴，φ为椭圆的旋转角。
一种屏幕色彩均匀性检测装置，包括：
相机，相机用于拍摄图像；
检偏器，检偏器设置在相机上，检偏器将通过检偏器的光线转为设定角度的偏振光；
角度调节器，角度调节器与检偏器连接，通过角度调节器的运动，带动检偏器进行转动，改变检偏器的偏振角度，以使相机在不同偏振角度下拍摄图像；
控制器，控制器与相机连接，控制进行拍摄图像，并对相机拍摄的图像进行分析检测，控制器还与角度调节器连接，控制角度调节器进行运动。
进一步地，检偏器包括偏振膜及旋转齿轮，偏振膜设置在旋转齿轮内，旋转齿轮与角度调节器上的电机齿轮啮合。
进一步地，角度调节器还包括电机，控制器与电机连接并驱动电机转动，电机齿轮设置在电机上。
进一步地，检测装置还包括编码器，编码器设置在电机，检测电机转动的角度，控制器与编码器连接，以获取编码器检测到的角度。
进一步地，检测装置还包括镜头，镜头位于相机和检偏器之间，用于采集通过检偏器后的偏振光。
进一步地，控制器包括：
扩散膜检测模块，扩散膜检测模块与摄像机连接，用于对穿过扩散膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像背光的均匀度进行对比；
偏振膜检测模块，偏振膜检测模块与扩散膜检测模块连接，用于对穿过扩散膜及偏振膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像偏振光的均匀度进行对比；
液晶层检测模块，液晶层检测模块与偏振膜检测模块连接，用于对穿过扩散膜、偏振膜就液晶层后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像偏振光的均匀度进行对比。
进一步地，控制器还包括：
计算模块，计算模块分别计算通过偏振膜及液晶层偏振光的亮度均匀性是否一致。
进一步地，控制器上设置有警示模块。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储一个或多个程序，一个或多个程序可被一个或多个处理器执行，以实现如上述任意一项的屏幕色彩均匀性检测方法中的步骤。
一种终端设备，包括：处理器、存储器及通信总线；存储器上存储有可被处理器执行的计算机可读程序；
通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；
处理器执行计算机可读程序时实现上述任意一项的屏幕色彩均匀性检测方法中的步骤。
本发明实施例中的屏幕色彩均匀性检测方法及装置，方法包括：获取多个角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张所述图片取对应像素的灰度值；基于获取的多个所述灰度值，计算获取每张所述图片的偏振角度的相位差；基于所述相位差，判断每张所述图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光；根据所述线偏振光或是圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。本申请通过固定拍摄获取图片，避免了因需要通过移动多次拍摄对屏幕检测，而需要条件的一致性要求，克服了屏幕检测中的“偏振光由于多观测角度产生的亮度差异”的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明屏幕色彩均匀性检测方法的流程图；
图2为本发明屏幕色彩均匀性检测装置的原理图；
图3为本发明对屏幕背光检测的示意图；
图4为本发明基准椭圆的图；
图5为本发明终端设备原理图。
附图标记：1-相机、2-镜头、3-检偏器、301-偏振膜、302-旋转齿轮、4-电机、5-电机齿轮、6-编码器、7-控制器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
参见图1，根据本发明一实施例，提供了一种屏幕色彩均匀性检测方法，包括以下步骤：
S101：获取多个偏振角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；
S102：基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值；
S103：基于获取的多个灰度值，计算获取每张图片的偏振角度的相位差；
S104：基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
本发明实施例中的屏幕色彩均匀性检测方法及装置，方法包括：获取多个角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值；基于获取的多个灰度值，计算获取每张图片的偏振角度的相位差；基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。本申请通过固定拍摄获取图片，避免了因需要通过移动多次拍摄对屏幕检测，而需要条件的一致性要求，克服了屏幕检测中的“偏振光由于多观测角度产生的亮度差异”的问题。
参考图1和图4，基于相位差，判断每张图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据线偏振光或是圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为：
当相位差为0度或180度时，图片的偏振光为线偏振光，根据线偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点；
当相位差不为0度或180度时，图片的偏振光为圆偏振光，根据圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
以下为当相位差为0度或180度时，偏振光为线偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点的具体步骤：
步骤一：当相位差为0度或180度时，偏振光为线偏振光，计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角；
步骤二：去掉多个偏振方位角中的最大值和最小值，求取剩余的偏振方位角的平均值；
步骤三：当满足
Figure BDA0003302411710000101
时，则判断该像素为亮度不均匀的点；其中，
Figure BDA0003302411710000102
为多个偏振方位角的平均值，θ代表任意一个偏振方位角，σ为设定的阈值。
本申请直接面向屏幕显示偏振原理，基于偏振光的特性替代传统的依靠了亮度的屏幕均匀性检测方法。相机内设置有捡偏器，在偏振相机位置固定且垂直屏幕条件下，拍摄不同检偏器角度下的多张图片；通过相位差公式计算出拍摄图片时的偏振光的相位差，当相位差为0度或180度时，则偏振光为线偏振光，在计算各个图片像素的线偏振方位角后取得截尾均值
Figure BDA0003302411710000103
(即按照比例删除一些最大值和最小值后计算均值)，并设定阈值σ；对于
Figure BDA0003302411710000104
的像素判定为亮度不均匀的点。
以下为当相位差不为0度或180度时，偏振光为圆偏振光，计算出图片的对应像素为亮度是否为均匀的点的具体步骤：
步骤一：当相位差不为0度或180度时，偏振光为圆偏振光，则计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个椭圆的长轴、短轴及旋转角；
步骤二：基于计算出的每个椭圆的长轴、短轴及旋转角，分别计算长轴、短轴及旋转角的平均值；
步骤三：基于长轴、短轴及旋转角的平均值构建基准椭圆，并求基准椭圆的面积；
当满足
Figure BDA0003302411710000105
时，则判断该像素为亮度不均匀的点；其中，S为任意一个椭圆的面积与基准椭圆的面积的差值，
Figure BDA0003302411710000106
为基准椭圆的面积。
若通过相位差公式计算出的相位差不接近0度或180度时，则此时偏振光为圆偏振光；需要通过椭圆公式计算出全部椭圆的长轴、椭圆短轴及椭圆旋转角三个参数；然后分别对计算出的长轴、短轴及旋转角求平均值。根据长轴、短轴及旋转角求平均值计算构造出基准椭圆，其面积为
Figure BDA0003302411710000107
再计算每个椭圆图形与基准椭圆图形的差集，差集的面积为S；设置阈值，当
Figure BDA0003302411710000111
时，判定此像素为不均匀点。
实施例中，基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张图片取对应像素的灰度值具体为：
使用与屏幕垂直且位置固定的偏振相机，在捡偏器四个角度下获取四张图片；其中，四个角度分别为0度、45度、90度及135度。
实施例中，基于获取的多个灰度值，计算获取图片时的偏振光的相位差具体为：
针对四张图片取对应像素的灰度值，分别为I0、I45、I90和I135；
基于灰度值I0、I45、I90和I135计算偏振光的参数，参数包括光强和相位差。
下面以具体实施例，对本发明屏幕色彩均匀性检测方法，判定像素亮度是否为不均匀的点进行详细说明：
步骤一：在偏振相机位置固定且垂直屏幕条件下，拍摄四张不同检偏器角度下的图片，此四张图片所对应的检偏角度分别为0度，45度，90度，135度。
步骤二：针对对应像素的四个灰度值分别为I0、I45、I90和I135，由该四个数字通过相位差公式计算偏振光的四个参数A、B及两个δ，其中A和B是偏振光在检偏器两个角度下的单位光强，δ是两个角度下的相位差。
相位差公式为：
Figure BDA0003302411710000121
其中，A和B分别为任意两个垂直角度下获取图片时偏振光的光强，δ为任意两个角度下获取图片时偏振光的相位差。
步骤三：此时，计算出的δ可以得到包括有两种情况，第一种是当计算得到δ为0度或180度，或者接近0度或180度；第二种是当相位差不为0度或180度。
第一种：当计算得到δ为0度或180度，或者接近0度或180度时，即相位差为0或180度，偏振光为线偏振光；计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角具体为，则相关处理如下：
首先构造Stocke变量如下：
Figure BDA0003302411710000122
上述S0、S1、S2是Stocks变量
然后通过偏振角公式计算偏振方位角；
偏振角公式为：
Figure BDA0003302411710000123
或者，为了减少误差，也可采用如下偏振角公式计算线偏振方位角，公式如下：
Figure BDA0003302411710000131
其中，θ代表任意一个偏振方位角，
Figure BDA0003302411710000132
为偏振方位角的平均值，即计算各个像素的线偏振方位角后取得截尾均值
Figure BDA0003302411710000133
(即按照比例删除一些最大值和最小值后计算均值)，并设定阈值σ；对于
Figure BDA0003302411710000134
的像素判定为亮度不均匀的点。
第二种：当δ不接近0度或180度时，偏振光为圆偏振光，计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个椭圆的长轴、短轴及旋转角，则相关计算的具体步骤如下：
第一步：基于前述计算得到的参数A和B，以及相位差δ，通过椭圆计算公式计算椭圆的长轴、短轴及旋转角；
椭圆公式如下：
Figure BDA0003302411710000135
其中，a为椭圆的长轴，b为椭圆的短轴，φ为椭圆的旋转角。
第二步：获取每个像素的椭圆长轴、椭圆短轴、椭圆旋转角后，再分别计算得到椭圆长轴、短轴及旋转角的截尾均值，并基于椭圆长轴、短轴及旋转角的截尾均值构造基准椭圆；其中，a为椭圆的长轴，b为椭圆的短轴，φ为椭圆的旋转角，基准椭圆的面积为
Figure BDA0003302411710000136
其基准椭圆的图形如图4所示。
第三步：计算每个像素所对应椭圆长轴、椭圆短轴、椭圆旋转角构成的椭圆图形；计算每个椭圆图形与基准椭圆图形的面积差集，差集的面积为S；设置阈值σ，当
Figure BDA0003302411710000141
时，则可判定此像素为不均匀点。
进一步地，上述椭圆偏振光的相似识别算法还可以有其他类型算法。例如以相位差或椭圆旋转角为相似计算参考；先计算截尾均值，再根据差值与阈值比较。
进一步地，根据前述两个计算公式(上述两个线偏振和圆偏振的相似度计算方法)设置所有像素的得分，利用图像处理技术实现成块不均匀点识别，以及噪点去除等操作。
参考图3，本发明利用偏振相机拍摄多个偏振角度下的屏幕亮度，然后基于这些亮度信息计算所采集图像中每个像素的入射光偏振角度，从而评估其亮度均匀性。
本申请方法要求背光源(加入扩散膜之后)亮度均匀一致，背光光源加偏振膜后偏振角度一致。因此为了提高电视产品的质量及更为精准的检测出电视产品的问题所在，使用本发明方法对电视产品进行三级检测。
下面以具体实施例，对采样本发明的屏幕色彩均匀性检测方法对电视产品检测进行详细说明：
第一级检测：加扩散膜进行背光检测，对于加入扩散膜后的背光应当为各向同性、亮度均匀的非偏振光，且没有像素分辨率要求。因此采用CCD相机对整个屏幕垂直拍摄，即可检测出相应背光源是否符合要求；为了增加检测颗粒度，可多次在屏幕平面轻微平移相机位置后拍摄，比较每张照片均匀度，即可实现检测颗粒度的增加；满足要求的作为合格品放流到下一个工序。
第二级检测：加偏振膜进行背光检测，合格(加扩散膜)背光的亮度是一致的，只要偏振膜偏振方向一致，出射光亮度也是一致的；因此可采用本发明的偏振方向检测方法，检测其偏振方向是否一致，若偏振方向一致即可转到下一个工序，进行第三级检测。
第三级检测：主要为屏幕均匀性检测；在前述的两个检测中，筛选除了偏振方向一致其亮度一致的背光源；因此屏幕亮度完全由偏振角度决定，在第三及检测中检测偏振角即可实现对屏幕亮度均匀性的检测。
这种三级检测方案可实现对背光源加工各个环节的精确检测和控制，最终实现对屏幕亮度的检测。同时基于屏幕射出光线偏振方向的计算，可作为基准调节多区域拍摄的多张图片的亮度，从而为基于多次拍摄的屏幕下次检测听多图融合的基础。
实施例中，若屏幕背光不满足任意一级检测，则判断该屏幕为亮度不均匀。本申请通过三次对屏幕的检测，实现从背光源到屏幕均匀度的完整闭环检测，可为生产管理和工艺提升提供数据基础。
参考图2和图3，根据本发明一实施例，提供了一种屏幕色彩均匀性检测装置，包括：
相机1，相机1用于拍摄图像；
检偏器3，检偏器3设置在相机1上，检偏器3将通过检偏器3的光线转为设定角度的偏振光；
角度调节器，角度调节器与检偏器3连接，通过角度调节器的运动，带动检偏器3进行转动，改变检偏器3的偏振角度，以使相机1在不同偏振角度下拍摄图像；
控制器7，控制器7与相机1连接，控制进行拍摄图像，并对相机1拍摄的图像进行分析检测，控制器7还与角度调节器连接，控制角度调节器进行运动。
本申请实施例中的屏幕色彩均匀性检测装置，装置包括：相机1，相机1用于拍摄图像；检偏器3，检偏器3设置在相机1上，检偏器3将通过检偏器3的光线转为设定角度的偏振光；角度调节器，角度调节器与检偏器3连接，通过角度调节器的运动，带动检偏器3进行转动，改变检偏器3的偏振角度，以使相机1在不同偏振角度下拍摄图像；控制器7，控制器7与相机1连接，控制进行拍摄图像，并对相机1拍摄的图像进行分析检测，控制器7还与角度调节器连接，控制角度调节器进行运动。本申请通过控制器7控制相机1在固定位置进行拍摄，通过角度调节器对检偏器3进行角度调节，使得检偏器3处于不同的偏振角度，进而使得相机1能在固定位置不同偏振角度拍摄图像，避免了需要移动相机1来拍摄不同角度的图像，而造成的拍摄图像的环境状态不一致问题。
具体地，控制器7启动电机4，并检测编码器6检测的角度信息，待偏振膜301到达设定角度后，控制器7控制停止电机4的转动，使得偏振膜301处于指定角度；控制器7控制相机1进行图像拍摄，获得指定偏振膜301角度的偏振图像；不断重复驱动电机4带动偏振膜301达到新的设定角度，再用相机1进行拍摄，即可获得多个偏振角度的偏振图像。
实施例中，检偏器3包括偏振膜301及旋转齿轮302，偏振膜301设置在旋转齿轮302内，旋转齿轮302与角度调节器上的电机齿轮5啮合。控制器7控制角度调节器运动，带动与角度调节器啮合的检偏器3转动，检偏器3通过转动使得相机1能够在固定位置拍摄不同偏振角的图像。
实施例中，角度调节器还包括电机4，控制器7与电机4连接并驱动电机4转动，电机齿轮5设置在电机4上。控制器7控制电机4转动，电机4上设置有电机齿轮5，电机齿轮5与旋转齿轮302啮合，使得控制器7能通过控制电机4的转动，带动检偏器3转动。
实施例中，检测装置还包括编码器6，编码器6设置在电机4，检测电机4转动的角度，控制器7与编码器6连接，以获取编码器6检测到的角度。在电机4上设置编码器6，当电机4转动时，编码器6用于检测电机4转动的角度，从而可获得偏振膜301转动的角度，而控制器7通过读取编码器6获取编码器6检测到旋转角度信息，控制器7根据获取的角度信息，驱动电机4转动或停止转动。
实施例中，检测装置还包括镜头2，镜头2位于相机1和检偏器3之间，用于采集通过检偏器3后的偏振光。光线穿过检偏器3后转变为偏振光，镜头2对偏振光进行采集，相机1通过镜头2进行拍摄图像。
实施例中，控制器7包括：
扩散膜检测模块，扩散膜检测模块与相机连接，用于对穿过扩散膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像背光的均匀度进行对比；
偏振膜检测模块，偏振膜检测模块与相机连接，用于对穿过扩散膜及偏振膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像偏振光的均匀度进行对比；
液晶层检测模块，液晶层检测模块与相机连接，用于对穿过扩散膜、偏振膜就液晶层后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的图像偏振光的均匀度进行对比。
具体地，在屏幕的背光加入扩散膜，扩散膜检测模块通过扩散膜后的背光；当检测到图像背光的均匀度合格后则进行偏振膜301的检测；当偏振膜检测模块检测检测通过偏振膜301后的背光为合格后则进行液晶层的检测；偏振膜检测模块检测通过液晶层后的背光。
具体地，本申请利用偏振相机1拍摄多个偏振角度下的屏幕亮度，然后基于这些亮度信息计算所采集图像中每个像素的入射光偏振角度，从而评估其亮度均匀性。
实施例中，控制器7上设置有警示模块。警示模块用于若屏幕背光不满足第二预设条件或不满足第三预设条件，则发出该屏幕为亮度不均匀的警示。
三次的检测，目的在于对屏幕的亮度的均匀性进行检测，若不满足第三预设条件的则为屏幕亮度不均匀，通过上述方法计算则可判断像素为亮度不均匀的点，则控制器7就会发出屏幕亮度不均匀的的警示。
实施例中，控制器7还包括：
计算模块，计算模块分别计算通过偏振膜301及液晶层偏振光的亮度均匀性是否一致。
本申请通过计算来判断偏振光的均匀性是否一致，计算方式如上述方法实施例计算的当相位差为0度或180度时，以及当相位差不为0度或180度时的情况下判断像素是否为不均匀的点；计算具体过程上述已详细阐述，此处不在赘述。
当前一些屏幕检测采用机器视觉方法检测，分为两种主要方法：
第一种是利用色度相机，探测屏幕几个位置的颜色均匀度，这种检测的色度和亮度信息相当准确。但对测量条件要求比较严，要求每次测量拍摄的角度要垂直屏幕，探头到屏幕的距离固定且较短(减少外围亮度干扰)。因此检测速度较慢，且每次检测范围都相当小，一般用于抽检中的生产工艺管控检测。
第二种采用大幅面的CCD彩色相机，一次拍摄整个屏幕，然后分析整张图片各个部分的颜色均匀性。这种方式呗广泛应用于手机、小尺寸PAD等效尺寸屏幕领域，取得了良好的效果和效益。
但针对大尺寸屏幕这种整屏拍摄的方式效果不好。主要是因为两个因素造成的；
第一个因素是一般要求CCD芯片像素数量要多余屏幕像素数量，这样才实现对屏幕的像素级检测；而大屏幕的像素数要较多，例如4K显示屏幕有400万以上的像素数量；
第二个因素是当前屏幕发出的都是偏振光，在不同角度下观测，亮度是有差异的；要保证屏幕光线入射相机角度接近就要采用长焦镜头，这使得相机距离屏幕的距离要足够大。
一种解决思路是在采用长焦镜头的前提下减少拍摄视野，从而大幅缩短距离屏幕拍摄的距离；同时通过移动相机多次拍摄实现对整屏的检测。但这种方法要求每次移动后的拍摄状态一致，即到屏幕的距离和角度一致，相机的噪声一致，环境光干扰的一致。现实产线上一般采用暗室排除环境光干扰，采用精确的摆放屏幕的位置、相机垂直于屏幕、相机运动是与屏幕平面平行三者结合实现到屏幕的距离和角度一致，而噪声一致就要采用低噪声的CCD相机以及大尺寸CCD芯片以及优化的电路处理芯片来实现。但达到上述要求的一致性是比较困难的。
另一种思路是相机每次拍摄的屏幕区域是有重叠的，利用重叠区域亮度在短时间内不变的特性来调整各个图片之间的基准亮度，这需要考虑重叠区域存在亮度不均匀情况下的基准干扰排除机制，要解决多幅图之间统一基准的一致比较算法，这些问题使得相关的基准计算方法相当复杂。
本申请方法要求背光源(加入扩散膜之后)亮度均匀一致，背光光源加偏振膜后偏振角度一致。因此本发明采用三级检测模式。
参考图3，下面以具体实施例，对本发明的屏幕色彩均匀性检测装置进行详细说明：
第一级检测：加扩散膜进行背光检测，对于加入扩散膜后的背光应当为各向同性、亮度均匀的非偏振光，且没有像素分辨率要求。因此采用CCD相机1对整个屏幕垂直拍摄，即可检测出相应背光源是否符合要求；为了增加检测颗粒度，可多次在屏幕平面轻微平移相机1位置后拍摄，比较每张照片均匀度，即可实现检测颗粒度的增加；满足要求的作为合格品放流到下一个工序。
第二级检测：加偏振膜进行背光检测，合格(加扩散膜)背光的亮度是一致的，只要偏振膜偏振方向一致，出射光亮度也是一致的；因此可采用本发明的偏振方向检测方法，检测其偏振方向是否一致，若偏振方向一致即可转到下一个工序，进行第三级检测。
第三级检测：主要为屏幕均匀性检测；在前述的两个检测中，筛选除了偏振方向一致其亮度一致的背光源；因此屏幕亮度完全由偏振角度决定，在第三及检测中检测偏振角即可实现对屏幕亮度均匀性的检测。
这种三级检测方案可实现对背光源加工各个环节的精确检测和控制，最终实现对屏幕亮度的检测。同时基于屏幕射出光线偏振方向的计算，可作为基准调节多区域拍摄的多张图片的亮度，从而为基于多次拍摄的屏幕下次检测听多图融合的基础。
基于上述屏幕色彩均匀性检测方法，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上述实施例的屏幕色彩均匀性检测方法中的步骤。
基于上述屏幕色彩均匀性检测方法，本申请还提供了一种终端设备，如图5所示，其包括至少一个处理器(processor)20；显示屏21；以及存储器(memory)22，还可以包括通信接口(CommunicationsInterface)23和总线24。其中，处理器20、显示屏21、存储器22和通信接口23可以通过总线24完成相互间的通信。显示屏21设置为显示初始设置模式中预设的用户引导界面。通信接口23可以传输信息。处理器20可以调用存储器22中的逻辑指令，以执行上述实施例中的屏幕色彩均匀性检测方法。
此外，上述的存储器22中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器22作为一种计算机可读存储介质，可设置为存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器20通过运行存储在存储器22中的软件程序、指令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的方法。
存储器22可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。
此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。例如，U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
本发明的有益效果在于：
1.本申请通过三次对屏幕的检测，实现从背光源到屏幕均匀度的完整闭环检测，可为生产管理和工艺提升提供数据基础；通过固定拍摄获取图片，避免了因需要通过移动多次拍摄对屏幕检测，而需要条件的一致性要求，克服了屏幕检测中的“偏振光由于多观测角度产生的亮度差异”的问题，为切实可行的大屏幕亮度均匀性提供了支撑。相比传统方法，本方案可实现自动的检测，减轻人工负担，提升产品质量和一致性。
2.本申请通过固定位置获取屏幕图片，屏幕进行自动的检测，避免了人眼检测耗费人的视力，及检测的准确性和稳定性都不足的问题。
3.本申请基于本发明完成三级检测，实现从背光源到屏幕均匀度的完整闭环检测，可为生产管理和工艺提升提供数据基础。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取多个偏振角度下对屏幕拍摄的多张图片，其中，所述多张图片为在固定位置对具有背光的屏幕进行多次拍摄得到；
基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张所述图片取对应像素的灰度值；
基于获取的多个所述灰度值，计算获取每张所述图片的偏振角度的相位差；
基于所述相位差，判断每张所述图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据所述线偏振光或是圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
2.根据权利要求1所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述基于所述相位差，判断每张所述图片的偏振光是线偏振光还是圆偏振光，根据所述线偏振光或是圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为：
当所述相位差为0度或180度时，所述图片的偏振光为线偏振光，根据所述线偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点；
当所述相位差不为0度或180度时，所述图片的偏振光为圆偏振光，根据所述圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点。
3.根据权利要求2所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述当所述相位差为0度或180度时，所述图片的偏振光为线偏振光，根据所述线偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为：
当所述相位差为0度或180度时，所述偏振光为线偏振光，计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角；
去掉多个所述偏振方位角中的最大值和最小值，求取剩余的所述偏振方位角的平均值；
当满足
Figure FDA0003302411700000021
时，则判断该像素为亮度不均匀的点，否则判断该像素为亮度均匀的点；其中，
Figure FDA0003302411700000022
为多个所述偏振方位角的平均值，θ代表任意一个所述偏振方位角，σ为设定的阈值。
4.根据权利要求3所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述当所述相位差不为0度或180度时，所述图片的偏振光为圆偏振光，根据所述圆偏振光，计算出所述图片的对应像素为亮度是否为均匀的点具体为具体为：
当所述相位差不为0度或180度时，所述偏振光为圆偏振光，则计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个所述椭圆的长轴、短轴及旋转角；
基于计算出的每个所述椭圆的长轴、短轴及旋转角，分别计算所述长轴、短轴及旋转角的平均值；
基于所述长轴、短轴及旋转角的平均值构建基准椭圆，并求所述基准椭圆的面积；
当满足
Figure FDA0003302411700000023
时，则判断该像素为亮度不均匀的点；其中，S为任意一个所述椭圆的面积与所述基准椭圆的面积的差值，
Figure FDA0003302411700000024
为所述基准椭圆的面积。
5.根据权利要求4所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述基于多个偏振角度下对应获取的多张图片，针对每一张所述图片取对应像素的灰度值具体为：
使用与屏幕垂直且位置固定的偏振相机，在捡偏器四个角度下获取四张图片；其中，四个角度分别为0度、45度、90度及135度。
6.根据权利要求5所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述基于获取的多个所述灰度值，计算获取所述图片时的偏振光的相位差具体为：
针对四张所述图片取对应像素的灰度值，所述灰度值分别为I0、I45、I90和I135；
基于所述灰度值I0、I45、I90和I135计算偏振光的参数，所述参数包括光强和相位差。
7.根据权利要求6所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述基于所述灰度值I0、I45、I90和I135计算偏振光的参数，包括计算参数A和B，以及相位差δ；
所述计算相位差公式为：
Figure FDA0003302411700000031
其中，A和B分别为任意两个垂直角度下获取图片时偏振光的光强，δ为任意两个角度下获取图片时偏振光的相位差。
8.根据权利要求7所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述当所述相位差为0度或180度时，所述偏振光为线偏振光，计算每一个像素的线偏振光的偏振方位角具体为：
首先构造Stocke变量如下：
Figure FDA0003302411700000032
其中，所述S0、S1、S2是Stocks变量；
然后通过偏振角公式计算所述偏振方位角；
所述偏振角公式为：
Figure FDA0003302411700000041
或所述偏振角公式为：
Figure FDA0003302411700000042
其中，所述θ代表任意一个所述偏振方位角，
Figure FDA0003302411700000043
为所述偏振方位角的平均值。
9.根据权利要求7所述的屏幕色彩均匀性检测方法，其特征在于，所述当所述相位差不为0度或180度时，所述偏振光为圆偏振光，则计算每一个像素所对应的椭圆面积及构成每一个所述椭圆的长轴、短轴及旋转角具体为：
基于计算得到的所述参数A和参数B，以及相位差δ，通过椭圆公式计算所述椭圆的长轴、短轴及旋转角；
所述椭圆公式为：
Figure FDA0003302411700000044
其中，a为椭圆的长轴，b为椭圆的短轴，φ为椭圆的旋转角。
10.一种屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，包括：
相机，所述相机用于拍摄图像；
检偏器，所述检偏器设置在所述相机上，所述检偏器将通过所述检偏器的光线转为设定角度的偏振光；
角度调节器，所述角度调节器与所述检偏器连接，通过所述角度调节器的运动，带动所述检偏器进行转动，改变所述检偏器的偏振角度，以使所述相机在不同偏振角度下拍摄图像；
控制器，所述控制器与所述相机连接，控制所述进行拍摄图像，并对所述相机拍摄的图像进行分析检测，所述控制器还与所述角度调节器连接，控制所述角度调节器进行运动。
11.根据权利要求10所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述检偏器包括偏振膜及旋转齿轮，所述偏振膜设置在所述旋转齿轮内，所述旋转齿轮与所述角度调节器上的电机齿轮啮合。
12.根据权利要求10所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述角度调节器还包括电机，所述控制器与所述电机连接并驱动所述电机转动，所述电机齿轮设置在所述电机上。
13.根据权利要求12所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括编码器，所述编码器设置在所述电机，检测所述电机转动的角度，所述控制器与所述编码器连接，以获取所述编码器检测到的角度。
14.根据权利要求10所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括镜头，所述镜头位于所述相机和所述检偏器之间，用于采集通过所述检偏器后的偏振光。
15.根据权利要求10所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述控制器包括：
扩散膜检测模块，所述扩散膜检测模块与所述相机连接，用于对穿过扩散膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的所述图像背光的均匀度进行对比；
偏振膜检测模块，所述偏振膜检测模块与所述相机连接，用于对穿过所述扩散膜及偏振膜后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的所述图像偏振光的均匀度进行对比；
液晶层检测模块，所述液晶层检测模块与所述相机连接，用于对穿过所述扩散膜、偏振膜就液晶层后的背光进行检测，将不同角度下拍摄的所述图像偏振光的均匀度进行对比。
16.根据权利要求15所述的屏幕色彩均匀性检测装置，其特征在于，所述控制器还包括：
计算模块，所述计算模块分别计算通过所述偏振膜及液晶层偏振光的亮度均匀性是否一致。
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