CN201868072U - Led显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED显示屏整屏现场逐点亮度色度的校准系统。所述系统包括LED显示屏光学参数采集设备、显示屏校正参数处理设备、显示屏信号输入控制及参数传输设备及显示屏校正运算及屏体控制设备；所述LED显示屏光学参数采集设备包括用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝单色时原始LED亮度色度相对差异图像信息的设备及用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝、白单色时实际的亮度和颜色值的设备；所述显示屏校正参数处理设备采用装有校正参数取样及处理转换软件和显示屏控制软件的计算机。所述系统能够实现LED显示屏现场整屏一次调校完成，减少了加工成本、设备成本，且可立即看到效果，并保证LED显示屏在所有颜色下都均匀一致。

Description

LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统

技术领域

本实用新型涉及图像显示校正领域，具体是指一种用于LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校正的系统。 

背景技术

LED显示屏通过调节单个像素内的红、绿、蓝三色LED发光二级管的不同发光比例来达到重现自然界众多色彩的效果。对比液晶、等离子屏、投影等显示器件，具有色彩还原性好、亮度高、寿命长、响应时间短、节能环保、尺寸可任意调节等优点，目前已广泛应用于机场、车站、码头、商场、地标建筑、会议、展览、演出、市政广场、体育场馆等众多公共场合。 

但由于LED显示屏的基本发光元件LED发光二级管生产时固有的亮度及颜色波长的离散性，即使通过筛选也难以达到人眼接受的完全一致，导致目前多数显示屏出厂时即存在亮度不均匀及颜色不均匀的花斑现象。一些高端厂家采用出厂前对组成屏的每个单模块进行亮度及色度严格的均一化校正，可大幅消除花斑现象，但存在校正设备价格昂贵、对调校环境要求苛刻、调校效率低等缺点。 

现有的对LED显示屏的调校方法还存在另一较大不足：出厂后，随着使用时间的推移，显示屏上的众多LED及模组因各自衰减特性不同，花斑及亮暗块现象会逐渐加重。加之显示模组及箱体的机械移位、模组热胀冷缩变形、灰尘等因素影响而产生的横竖亮暗线和区域不均匀等现象叠加，显示屏与初期相比在显示效果方面将会有较大下降。依照上述原方法，只有将显示屏所有模块依此拆下，回厂翻工、重新调整。费时、费力，一般可行性不大。 

申请号为：200810065151.X，名称为一种LED显示屏显示校正系统及校正方法的发明专利所公开的LED显示屏校正系统及方法，基本与以上述方法思路相同。 

目前，还有一种成本较低的、仅对LED显示屏发光点间的亮度差异进行校正的方法。采用此种仅亮度校正的方法的LED显示屏，在显示红、绿、 蓝单饱和色时一致性效果较好。但当屏显示人体肤色、天空、白色墙壁等浅色图像时就会出现较明显的色斑。原因是人眼对颜色差异随着色饱和度降低而越发敏感。申请号为：200810240296.9，名称为一种现场调整LED显示屏的装置、系统及方法的发明专利中公开的校正装置、系统及方法基本与以上方法相同。此发明采用对LED大屏分成若干小区域，分别采集各区域的LED亮度数据并处理的方法。但对各区域采集数据时，由于采集设备的采集角度、位置都将有所不同，这必然引起一个区域边缘到另一个区域边缘校正数据的跳变，最终显示屏会显现以采集区域为单位的明显横竖条纹。另外，当待测LED显示屏像素间距较小、像素点较密时，相邻点间的干扰将使得此方法难以实施。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现LED整屏现场逐点亮度色度一次性校正，且所需设备成本低，操作简单，可实时看到校正效果的LED显示屏校正系统。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案实现：提供一LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统，包括LED显示屏光学参数采集设备，与LED显示屏光学参数采集设备顺次连接的显示屏校正参数处理设备、显示屏信号输入控制及参数传输设备；显示屏信号输入控制及参数传输设备还与显示屏校正运算及屏体控制设备连接且二者同时控制LED显示屏屏体的显示。 

具体的，所述LED显示屏光学参数采集设备包括用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝单色时原始LED亮度色度相对差异图像信息的单反数码相机及用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝、白单色时实际的亮度和颜色值的亮色测量仪。 

所述显示屏校正参数处理设备采用装有校正参数取样及处理转换软件和显示屏控制软件的计算机。 

所述显示屏信号输入控制及参数传输设备包括用于对图像进行Gamma变换并对图像数据分割处理的可编程逻辑控制电路及与其连接的用于接收显示图像信号并解码的DVI解码电路、用于信号输出的千兆网输出电路和SRAM存储电路；还包括单片机电路，单片机电路接收显示屏校正参数处理设备发出的校正参数数据并初步处理后输出给可编程逻辑控 制电路。 

所述显示屏校正运算及屏体控制设备包括千兆网输入、及与其连接的用于图像二次分割、逐点校正运算和灰度产生及显示控制、输出缓冲的可编程逻辑控制电路；还包括单片机电路及与其连接的Flash RAM和SRAM存储电路，单片机电路接收千兆网输入电路导入的信号并结合校正参数数据初步处理后传送给可编程逻辑控制电路。 

与现有技术比较，本实用新型的有益效果在于： 

1)所述系统能够实现LED显示屏现场整屏一次调校完成，减少了加工成本、设备成本，可立即看到效果，彻底解决LED显示屏出厂后产生的花斑及亮暗块现象，及因模组及箱体的机械移位、模组热胀冷缩变形、灰尘等因素影响而产生的横竖亮暗线和区域不均匀等现象；

2)所述系统可实现逐点亮度、色度同步校正，做到LED显示屏所有像素均一，保证LED显示屏在所有颜色下都均匀一致； 

3)两个采集设备结合使用，使校正后的显示屏精确符合目标值的亮度颜色要求，保证了校正效果。 

附图说明

附图1是本实用新型原理组成示意框图；附图2是显示屏信号输入控制及参数传输设备组成示意框图；附图3是显示屏校正运算及屏体控制设备组成示意框图。 

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本实用新型组成原理作进一步详细描叙： 

如附图1所示，本实用新型所述系统包括LED显示屏光学参数采集设备、显示屏校正参数处理设备、显示屏信号输入控制及参数传输设备及显示屏校正运算及屏体控制设备。 

其中，所述现场LED显示屏光学参数采集设备分两部分：采集设备一用于获取显示屏显示红、绿、蓝单色时原始LED亮度色度相对差异图像信息的单反数码相机；采集设备二用于获取显示屏显示红、绿、蓝、白单色时实际的亮度和颜色值的亮色测量仪，此设备的测量值的目的是对所述采集设备一获得的图像信息进行修正。原因是：我们很难由所述采集设备一如数码相机的曝光时间、光圈、光衰减系数等参数得到图像精确的亮度 和颜色绝对值。 

采集设备一、二采集数据输入到显示屏校正参数处理设备。所述显示屏校正参数处理设备是装有校正参数取样及处理转换软件和显示屏控制软件的计算机。该计算机可用于从上述采集设备一获取的单色原始图像信息进行自动取样，及从采集设备二获取的测量值为基准进行数据转换，形成LED显示屏可接受的逐点校正数据。 

显示屏校正参数处理设备处理采集到的数据及原有参考数据得到校正数据，并输送给显示屏信号输入控制及参数传输设备。如图3，所述显示屏信号输入控制及参数传输设备由硬件电路和嵌入的软件组成，硬件电路包括DVI解码电路、可编程逻辑控制电路、SRAM电路、单片机电路、千兆网输出电路；软件包括嵌入可编程逻辑器件和单片机内的程序。所述显示屏信号输入控制及参数传输设备是用于数字视频信号输入、图像Gamma变换、图像数据分割、屏体控制参数和校正数据传输的LED屏前级控制设备。该设备还接收显示图像信号，并将显示图像信号和校正参数数据综合后输送给显示屏校正运算及屏体控制设备。 

所述显示屏校正运算及屏体控制设备是用于图像数据二次分割、逐点校正矩阵乘法运算、灰度显示控制、信号输出的LED显示屏控制设备。如图4，此设备由硬件电路和嵌入的软件组成，硬件电路包括千兆网输入、输出电路、可编程逻辑控制电路、Flash RAM/SRAM存储电路、单片机电路；软件包括嵌入可编程逻辑器件和单片机内的程序。 

所述的显示屏校正运算及屏体控制设备自动将已完成Gamma变换的实时数字图像信号与计算所得的校正系数ΔRGB做矩阵乘法运算，生成校正后的图像信号，输出至显示屏显示，实现校正。 

实际应用中，采集设备采集信号时，需在待校正LED显示屏体周围无强烈光照的阴天或夜晚等环境下进行。 

本实用新型所述系统的具体校正过程如下： 

1)控制LED显示屏，点亮所述LED显示屏上红、绿、蓝色LED中的一种颜色LED的均匀间隔分布的阵列，控制采集设备一，从LED显示屏正面适当距离处获取包含所述LED显示屏点亮部分单点的原始红、绿、蓝值即RGB值信息的图像数据，此处单点是指LED显示屏一个像素中同颜色LED的集合； 

2)重复以上步骤，直到点亮所述LED显示屏所有同一种颜色LED，并 由所述控制采集设备一逐次获取对应的图像数据； 

3)控制LED显示屏，依次点亮LED显示屏其他两种颜色LED的均匀间隔分布的阵列，反复重复以上步骤1、步骤2，直到点亮所述LED显示屏所有LED，并由所述控制采集设备一逐次获取对应的图像数据； 

4)控制LED显示屏，依次分别点亮LED显示屏红、绿、蓝LED及红、绿、蓝同时点亮合成的白色，操作采集设备二，从LED显示屏正面适当距离处获取所述LED显示屏显示红、绿、蓝、白单色时实际的亮度和颜色值即Yxy(测量)值； 

5)采用显示屏校正参数处理设备如计算机，输入以上步骤1、步骤2、步骤3、步骤4产生的原始数据组，并实现对数据组自动读入排队并依次处理，以设定的间距为参考自动对每幅数据进行找点取样，在每个取样范围内将所有有效数据累加，最终将所有数据合成为一组以红、绿、蓝单点为单位的包含全屏所有像素的数据表，每个单点对应一组RGB值； 

6)将每个单点RGB值，通过色彩空间转换方式，转为亮度、色坐标数据，即Yxy(单点)值，并计算出各单色的平均值，即Yxy(平均)值，将Yxy(平均)值与步骤4得到的Yxy(测量)值相减，得到系统偏差ΔYxy(系统)值； 

7)根据视频显示领域标准的单色及白场坐标，并参考待测显示屏LED衰减程度，设定整屏校正后的单色及白场目标值，即Yxy(目标)值； 

8)将步骤6得到的每个Yxy(单点)值与步骤7的Yxy(目标)值做色彩差值运算，其间还需消除系统偏差ΔYxy(系统)值，最终得到每个单点的校正系数ΔRGB； 

9)通过操作所述的显示屏校正参数处理设备显示屏信号输入控制及参数传输设备，将步骤8得到的校正系数ΔRGB发送并存储至所述的显示屏校正运算及屏体控制设备； 

10)所述的显示屏校正运算及屏体控制设备自动将已完成Gamma变换的实时数字图像信号与上述的校正系数ΔRGB做矩阵乘法运算，生成校正后的图像信号，输出至显示屏； 

11)所述LED显示屏依据所述校正后的图像信号进行显示。 

上述仅为本实用新型较优选的实施方式及工作方法，需要说明的是，在不脱离本实用新型构思前提下，对本实用新型所述系统所做的任何显而易见的变化及等同替换均属于本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统，包括LED显示屏光学参数采集设备，其特征在于：还包括与LED显示屏光学参数采集设备顺次连接的显示屏校正参数处理设备、显示屏信号输入控制及参数传输设备；显示屏信号输入控制及参数传输设备还与显示屏校正运算及屏体控制设备连接且二者同时控制LED显示屏屏体的显示。

2.根据权利要求1所述的LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统，其特征在于：所述LED显示屏光学参数采集设备包括用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝单色时原始LED亮度色度相对差异图像信息的单反数码相机及用于获取LED显示屏显示红、绿、蓝、白单色时实际的亮度和颜色值的亮色测量仪。

3.根据权利要求2所述的LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统，其特征在于：所述显示屏信号输入控制及参数传输设备包括用于对图像进行Gamma变换并对图像数据分割处理的可编程逻辑控制电路及与其连接的用于接收显示图像信号并解码的DVI解码电路、用于信号输出的千兆网输出电路和SRAM存储电路；还包括单片机电路，单片机电路接收显示屏校正参数处理设备发出的校正参数数据并初步处理后输出给可编程逻辑控制电路。

4.根据权利要求3所述的LED显示屏整屏现场逐点亮度色度校准系统，其特征在于：所述显示屏校正运算及屏体控制设备包括千兆网输入、及与其连接的用于图像二次分割、逐点校正运算和灰度产生及显示控制、输出缓冲的可编程逻辑控制电路；还包括单片机电路及与其连接的FlashRAM和SRAM存储电路，单片机电路接收千兆网输入电路导入的信号并结合校正参数数据初步处理后传送给可编程逻辑控制电路。 

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