单色图像间灯点位置偏差修正方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种单色图像间灯点位置偏差修正方法及其 应用。
【背景技术】
[0002] 近几年来，国内外LED显示屏制造行业发展逐渐趋于小间距化、超大分辨率化、多 批次化，这些发展趋势也直接决定了 LED显示屏校正行业要做出相应调整，而常见的多批 次灯点混拼、灯板模组混拼、箱体混拼等一直以来都是校正所要解决的传统问题，那么小间 距化、超大分辨率化也就成为了校正新的挑战。所谓小间距是指较小的LED灯点间距，例如 Pl. 5 (像素间距I. 5mm)、P2 (像素间距2mm)等。LED间距不断缩小意味着LED显示屏将由户 外走进户内、由远距离观看转变为近距离观看，另外LED间距缩小也使得箱体物理尺寸减 小，那么一块相同尺寸显示屏的分辨率也将大大提高，如目前市面上2K、4K分辨率显示屏。
[0003] LED显示屏校正行业正面临着小间距化、超大分辨率化的挑战冲击，然而由于图像 采集设备如相机的CCD传感器数目的限制，要精确测量显示屏所有LED灯点亮色度值也使 得相机单次采集屏体分辨率受到限制，那么超大分辨率显示屏就需要很多分区进行校正， 最后再消除所有分区间的边界差异。虽然这种做法可行，但是校正过程耗时太久，针对超大 分辨率显示屏的校正甚至需要花费数小时时间，这是让人难以接受的。因此，近年来行业内 出现了一种新采集校正方式，也就是大视角隔点采集方式，如下图1所示。
[0004] 大视角隔点采集方式就是将整个LED显示屏分为很多个尺寸相同的单元格（如图 1矩形虚线框中的3*3个LED像素），然后每次采集单元格内相同位置的单个LED像素，那 么就需要拍摄单元格行数乘以单元格列数副画面（9副，图1中仅示出第一副和第二副画面 作为示意）完成整个显示屏所有LED的亮色度采集工作。这种方式优点在于相机测量工作 视角大、校正过程中不必频繁移动相机镜头角度、节约大量校正时间，也正是由于大视角隔 点采集方式的这些突出优势，所以今后很可能成为主流校正采集方式；大视角隔点采集方 式可参考西安诺瓦电子科技有限公司在2013年8月19日申请的申请号为201310362893. X，发明名称为"LED显示屏的校正用图像采集方法及显示方法"的发明专利申请，其所揭露 的内容引用于此作为参考。
[0005] 然而，这种方式在所有单色图像LED亮色度值、灯点坐标采集完成后需要合并，这 就可能存在一定风险，即在采集过程中由于相机发生抖动使得个别图像灯点空间位置发生 偏差，另外相机或屏体发生遮挡、非静态环境光干扰等也可能使得个别图像灯点亮色度测 量值存在整体差异。
【发明内容】
[0006] 因此，基于现有技术中大视角隔点采集方式的缺陷，本发明提出一种单色图像间 灯点位置偏差修正方法及其应用，以在一定程度上能够解决由于相机抖动导致的单色图像 间灯点空间位置偏差问题，从而使得大视角隔点采集方式更高效、更精确地应用到显示屏 均匀性校正中。
[0007] 具体地，本发明实施例提出的一种单色图像间灯点位置偏差修正方法，包括步骤： (a)依序采集显示屏目标区域的多个显示画面以相对应地得到多张同颜色的单色图像，其 中所述显示屏目标区域包含多个沿行列方向重复排列的单元格，每一个所述单元格包含多 个LED像素点，每一个所述显示画面是由控制点亮所述多个单元格中处于相同位置的一个 LED像素点的一种颜色LED灯点而得到、并且所述多个显示画面分别对应所述多个单元格 中处于不同位置的LED像素点；(b)对所述多张单色图像进行图像处理以得到每一张所述 单色图像中定位出的多个灯点的中心坐标采集值；（c)选取所述多张单色图像中的一张单 色图像作为参考单色图像、并计算所述多张单色图像中除所述参考单色图像之外的所有剩 余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值，其中，计算每一张剩余单色图像 中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值包括子步骤：（cl)利用所述参考单色图像中 定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值、所述参考单色图像所对应的显示画面中的LED 像素点在单元格中的位置、所述剩余单色图像所对应的显示画面中的LED像素点在单元格 中的位置和单元格的大小得到所述剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标目 标值；以及（c2)利用所述剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值和中 心坐标目标值得到所述剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值；以及 (d)合并所述参考单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值和所有剩余单色图 像中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值作为所述显示屏目标区域的整体同颜色灯 点的中心坐标数据。
[0008] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（a)中的所述多张同颜色的单色图像为多张 红色图像、多张绿色图像或多张蓝色图像。
[0009] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b)包括利用灰度重心法或椭圆拟合法得到 每一张所述单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值。
[0010] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（C)中的所述参考单色图像为步骤（a)中采 集得到的第一张单色图像。
[0011] 在本发明的一个实施例中，上述子步骤（C2)包括：利用基于最小二乘法的拟合多 项式方程由所述剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值构造出第一拟 合矩阵；利用所述剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标目标值构造出第二拟 合矩阵作为所述拟合多项式方程的拟合结果；利用所述第一拟合矩阵和所述第二拟合矩阵 计算出拟合系数矩阵；以及将所述拟合系数矩阵代入所述拟合多项式方程以计算出所述剩 余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值。
[0012] 在本发明的另一个实施例中，上述子步骤（c2)包括：计算所述剩余单色图像中定 位出的所述多个灯点的中心坐标采集值和中心坐标目标值的偏差平均值；以及将所述剩余 单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标采集值均减去所述偏差平均值而得到所述 剩余单色图像中定位出的所述多个灯点的中心坐标修正值。
[0013] 在本发明的一个实施例中，上述显示屏目标区域为LED显示屏的整体显示区域或 局部显示区域。
[0014] 此外，本发明实施例提出的一种显示屏亮暗线确定方法，包括步骤：利用前述任意 一种所述的单色图像间灯点位置偏差修正方法获取对应所述显示屏目标区域的整体同颜 色灯点的中心坐标数据；计算所述中心坐标数据中的每一个灯点的发光有效面积，其中每 一个灯点的发光有效面积等于所述灯点的中心坐标值至与其相邻的多个灯点的中心坐标 值的距离连线的垂直平分线所围成的多边形的面积；以及根据所述中心坐标数据中的每一 个灯点的所述发光有效面积的大小分布确定所述显示屏目标区域中的亮暗线位置。
[0015] 再者，本发明实施例提出的一种显示屏均匀性校正方法，包括步骤：利用前述任意 一种所述的单色图像间灯点位置偏差修正方法获取对应所述显示屏目标区域的整体同颜 色灯点的中心坐标数据；计算所述中心坐标数据中的每一个灯点的发光有效面积，其中每 一个灯点的发光有效面积等于所述灯点的中心坐标值至与其相邻的多个灯点的中心坐标 值的距离连线的垂直平分线所围成的多边形的面积；获取每一张所述单色图像中定位出的 所述多个灯点中的每一个灯点的相对亮度值；基于每一个灯点的所述相对亮度值和所述发 光有效面积计算得到每一个灯点的面积补偿后亮度值；以及根据每一个灯点的所述面积补 偿后亮度值和亮度校正目标值之间的差异得到所述灯点所对应的在所述显示屏目标区域 内的物理灯点的亮度校正系数。
[0016] 另外，本发明实施例提出的另一种显示屏均匀性校正方法，包括步骤：利用前述任 意一种所述的单色图像间灯点位置偏差修正方法获取对应所述显