LED显示图像的非均匀度校正改进方法

LED显示图像的非均匀度校正改进方法

郑巧慧

浙江方泰显示技术有限公司浙江温州325000

摘要：LED显示器作为多媒体设备的显示终端，其最终目标是实现高质量的动态视频图像显示。LED像素作为一种自发光显示器件，具有离散性和高亮度的特点。LED显示屏的亮度和色度均匀性是影响显示屏质量的重要因素。亮度均匀性对人眼视觉的影响远大于色度均匀性。因此，有必要提出一种客观准确的评价LED显示屏亮度均匀性的方法，为LED的开发和生产提供指导。现有的评价方法主要是利用亮度计对整个屏幕的模块及其相关区域进行测试，通过简单的计算得到评价数据。这种评价方法不仅速度慢，而且要求较高的测试环境。

关键词：LED显示图像；非均匀性校正方法

前言:随着平板显示技术的飞速发展，人们对各种平板显示设备的显示效果要求越来越高。显示设备的均匀性是影响显示质量的重要因素之一。显示屏的不均匀会严重影响图像的显示效果。因此，在显示屏的开发和生产中，有必要对产品的均匀性进行全面的测试和评价。LED显示器作为一种平板显示设备，以其动态范围广、寿命长、亮度高、效果好等优点，已成为一种广泛应用的显示介质。目前，客观评价包括LED显示器在内的各种平板显示器显示均匀性的现有方法，大多局限于光度计的使用或色彩分析的光学性能测试。在屏幕上或该区域以及相关的显示像素或区域中有少量采样点。该方法不仅工作量大，而且用少数点代替全屏像素的光学性能也非常片面，测试结果的稳定性较差。

一、概述

LED显示屏直接插入一个管子模块化连接器,即使使用同一类型的LED灯或LED模块,如果使用不同的时钟速度和强度,削弱他们将不同,使用一段时间后,它们的亮度也可能不同。屏幕上的像素在表示相同的灰色值时也不同，这也影响了它的效率，降低了显示器的质量。由于LED灯或LED模块亮度的差异，采用了多种方法来纠正差异用于将光学图像转化为数字信号。在植入的微小光敏物质被称为光素，单个光素中包含的光素越多，分辨率就越高。CCD输出光素通常被认为与空间积分产生的光信号亮度具有线性关系。差异校正是根据CCD收集的亮度信息进行的，通过一系列算法计算用于校正的系数矩阵，然后在LED显示器上同时显示校正系数和灰度信息，从而纠正不均匀性。这种修正技术不仅可以同时测量多个像素，还可以在现场进行修正。此外，由于可以直接将光信号转化为数字信号，在后期修正系数的计算大大提高，因此修正时间减少了。然而,除了最LED灯泡的亮度差异或高密度LED模块,导致异质性和组装过程,在LED显示屏,然而物理方法调整只能保证LED模块所正在经历偏差,也不能保证不偏离LED模块。这种高度不均匀的问题是由于组装过程中显示器的故障，不能用物理修正方法加以解决。

二、LED显示图像的非均匀度校正改进方法

1.定位。为了确定LED屏幕上的相对亮度，需要确定图像中的每个光点的位置。由于用亮度计在光点中获得绝对亮度的过程，效率较低，无法实现亮度修正。定义特定位置灯之前,需要进行数据收集得到的图像灰度分布图像,通常位于矩阵形式以及地方之间的显著差异时,重要领域的一系列台灯和背景方面有时会产生光环境。在早期处理过程中，图像不可避免地会产生噪音，如后跟LED和螺旋桨表面等小镜子，可能会影响灯的位置，原因与环境、包装或摄影角度有关。在这种情况下，图像分析和鉴定的目标是通过测量和提取照片中相应形状的形态学结构元素实现的。这个算法不仅允许在一定程度上简化图像数据并保存它们的基本特征，而且还消除了不相关的结构对象。在确定每个灯具中心的位置后，检查和提取不同灯的相对亮度。本文使用了基于最佳圆的提取方法。将具体步骤如下:1)处理二进制图像计算外围和中心点之间的距离在每个地区距离台灯和选最大作为操作量获取边缘触控元件远离中枢附近。2)LED每个灯的中心,地方射程半径值提取灰色圆形区各个像素的叠加。这种灰色等级的值对应于点上亮度的值。在提取所有亮度后，将其保存为亮度文件。鉴于灯的亮度在不同地点光图像所反映的是各种大小为跨学科灯使用最多的边缘到中心作为允许尽可能有效半径计算值系列在不同地区活跃的照明,同时避免错误灰背景方面的影响计算结果。这种算法的优势在于，与投影检测的主要方法相比，它允许检测位于光点错误位置的LED显示器，并有效地避免背景灰度对测量结果的影响。

2.数字图像灰度直方图。LED显示屏由数千个LED像素组成。在CCD图像传感器采集的光敏图像中，每个光敏单元的值代表一定的灰度。所述光敏图像包括所述LED像素的空间位置、形状和强度。光敏图像中的每个LED像素由多个CCD光敏单元组成。单个LED显示像素的亮度分布不是一个平面，而是一个曲率半径不同的曲面。此外，由表征目标亮度特性的光敏单元组成的灰度区域并不是一个理想的规则圆。各靶区光敏元素的灰度值从中心到周围逐渐减小。目标中心附近光敏单元的灰度值最大，而目标周围光敏单元(即背景区域)的灰度值很小。正态分布是指一个变量的频率或频率在中间最大，两端对称减小。它是一个钟形概率分布。整体分布越集中，对LED显示屏的亮度信息进行分析。研究发现，LED显示屏的灰度直方图在一定范围内呈正态分布趋势。

3.均匀性的评估。显示不均匀性的不同显示器的缺点通常表现为任何可见空间的不均匀性(亮度、颜色不均匀或两者的结合)在连续输入信号的映射系统中。例如，显示器的不均匀性通常出现在较轻的中间区域，而较暗的区域出现在较暗的侧面;LCD显示的差异出现在靠近光源的较轻区域，而不是远离光源的较暗区域;LED面板上的差异表现在屏幕上的马赛克和泵点等现象中。这些差异对观看图像产生了深远的影响。其中，亮度差异对屏幕的影响要比颜色差异大得多。在均匀亮度的显示器上，像素表示相同的亮度，理论上每个像素的亮度应该是相同的，但在实践中很难实现。屏幕的模式是红色背景亮度的完美均匀性，没有反映出任何亮度的差异。然而，正如图所示，不同的像素亮度之间存在着微小的差异。在实践中，这种差异有很多原因，由于这些差异在人们的眼睛里是看不见的，所以人们可以假设这些微小的差异不会影响图像的质量。从分布的角度来看，亮度对于像素值较低的图像来说是很明显的，整体的地形很小，表面结构接近平面。因此,表明图像将被分成几块,因为一般分布在灰图像更为均匀,每一块也将接近一个平面上,成为各个部分之间的结构非常相似的图像,或亮度会比屏幕亮度均匀,将各个部分之间相似性的图像。而对于亮度均匀性较差的显示屏，其亮度特征图像的像素灰度分布的均匀性也较差，从三维分布上可以看到各种严重的“凸起”、“凹陷”等代表显示缺陷的点或者区域。这种不均匀的表面结构特征与平面的相似程度较差，同时也直接导致了各个图像分块之间或者部分图像分块之间的图像结构差异较大。很明显，这种方法多次产生了对同一屏幕亮度均匀度的估计结果，而不是对结果提出质疑。对于同一显示器，在现场发现、记录和传统随机测试不能保证测试结果的稳定性，多重测量的结果在不同程度上是不同的。

本文现有的基于CCD的校正技术得到了进一步的改进。解决了LED显示屏在拼接过程中因物理调节方法而产生的误差无法消除的问题。显示图像的高不均匀性问题。根据模块位置关系，可以降低LED显示屏图像的不均匀性。

参考文献：

[1]马文耀.数字图像采集与处理[M].北京:电子工业出版社,2017.

[2]郑家抦.遥感原理与应用[M].武汉:武汉大学出版社,2018.

[3]郭伟强,万志,常磊,等.面阵CCD信号采集系统的噪声抑制[J].发光学报,2018,29(1):204-208.