自动调节成像面积大小的方法和LED亮色度校正方法与流程

本发明涉及显示校正技术领域，尤其涉及一种自动调节成像面积大小的方法以及一种LED亮色度校正方法。

背景技术：

21世纪以来，彩色显示行业得到空前发展，LED显示屏也已遍布各个城市的中心广场、商业大厦。LED显示屏以其特有的色彩鲜艳、可视性高、功耗低等优点备受好评，然而由于目前LED显示屏制造工艺水平较低，使得生产出来的LED灯管自身存在较大的亮色度差异(例如同一生产批次LED，其亮度可能相差近50％，色度可能相差15～20nm)，而多个不同生产批次LED拼接的显示屏，其亮色度差异就更加严重。这些亮色度差异对于人眼视觉来说是不可容忍的，所以新生产的或经年使用的LED显示屏需要进行有效的亮色度调节。

在校正中，需要图像采集设备采集合适的图像数据。通常使用成像面积来描述LED灯点在相机芯片上成像所占的像素数，而灯点成像面积过大或过小都会出现问题。如果成像面积过小，则表明成像太过尖锐，容易造成校正后出现摩尔纹等现象；反之，如果成像面积太大，则表明成像太过模糊，不利于点定位。

以Canon数码相机为例，使用Canon数码相机采集LED灯点原始数据时，Canon数码相机本身有自动对焦至最清晰的功能，但对焦至最清晰时，成像面积并不一定合适，有可能成像面积过小。

技术实现要素：

因此，为克服现有技术中的不足和缺陷，本发明提出一种自动调节成像面积大小的方法以及一种LED亮色度校正方法。

具体地，本发明实施例提出的一种自动调节成像面积大小的方法，包括步骤：(i)控制相机对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到第一拍摄图像，其中所述目标拍摄区域包括多个显示单元；(ii)对所述第一拍摄图像进行图像分析处理操作输出所述显示单元的第一成像面积并判断所述第一成像面积是否位于预设阈值范围内；(iii)若所述第一成像面积超出所述预设阈值范围，控制所述相机以当前对焦位置为起点在所述相机的微焦环可调节范围内沿第一方向遍历对焦位置，以用于找出后续拍摄图像对应所述显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置；其中，步骤(iii)包括步骤：(iii-a)在每控制所述相机沿所述第一方向调节一次所述微焦环后，控制所述相机对所述目标拍摄区域进行图像拍摄以得到第二拍摄图像、对所述第二拍摄图像进行图像分析处理操作以输出所述显示单元的第二成像面积并判断所述第二成像面积是否位于所述预设阈值范围内。

在本发明的一个实施例中，步骤(iii-a)包括步骤：控制所述相机以第一倍数指定步长沿所述第一方向调节一次所述微焦环；以及在所述相机以所述第一倍数指定步长沿所述第一方向调节一次所述微焦环后，若所述第二成像面积小于所述预设阈值范围的阈值下限，控制所述相机以第二倍数指定步长沿所述第一方向调节一次所述微焦环；其中所述第二倍数大于所述第一倍数。

在本发明的一个实施例中，步骤(iii-a)还包括步骤：在所述相机以所述第二倍数指定步长沿所述第一方向调节一次所述微焦环后，若所述第二成像面积大于所述预设阈值范围的阈值上限，控制所述相机先将所述微焦环回调至所述相机以所述第二倍数指定步长沿所述第一方向调节所述微焦环之前的状态、再控制所述相机以第三倍数指定步长沿所述第一方向调节一次所述微焦环；其中所述第三倍数小于所述第二倍数。

在本发明的一个实施例中，步骤(iii)还包括步骤：(iii-b)若控制所述相机沿所述第一方向遍历完对焦位置后未找出所述显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置，控制所述相机自动对焦至图像最清晰位置并以所述图像最清晰位置为起点在所述相机的所述微焦环可调节范围内沿第二方向遍历对焦位置；其中所述第二方向与所述第一方向相反。

在本发明的一个可选实施例中，步骤(iii)还包括步骤：(iii-b)若控制所述相机沿所述第一方向遍历完对焦位置后未找出所述显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置，控制所述相机将所述微焦环直接沿第二方向调节至所述微焦环的极端对焦位置并以所述极端对焦位置为起点在所述相机的所述微焦环可调节范围内再次沿所述第一方向遍历对焦位置；其中所述第二方向与所述第一方向相反。

在本发明的一个实施例中，所述自动调节成像面积大小的方法在步骤(i)之前还包括步骤：控制所述相机自动对焦至图像最清晰位置。

在本发明的一个实施例中，步骤(ii)中的图像分析处理操作包括饱和度分析，相应地所述第一成像面积为进行所述饱和度分析而得到的饱和度值为正常情况下的成像面积。

此外，本发明再一实施例提出的一种自动调节成像面积大小的方法，包括步骤：以相机自动对焦至图像最清晰位置为起点，控制所述相机在所述相机的微焦环可调节范围内沿第一方向遍历对焦位置，以用于找出拍摄图像对应目标拍摄区域中的单个显示单元的成像面积位于预设阈值范围内时的对焦位置；以及若控制所述相机沿所述第一方向遍历完对焦位置后未找出对应所述显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置，控制所述相机再次自动对焦至图像最清晰位置并以所述图像最清晰位置为起点在所述相机的所述微焦环可调节范围内沿第二方向遍历对焦位置；其中所述第二方向与所述第一方向相反。

再者，本发明另一实施例提出的一种自动调节成像面积大小的方法，包括步骤：以相机当前对焦位置为起点，控制所述相机在所述相机的微焦环可调节范围内沿第一方向遍历对焦位置，以用于找出拍摄图像对应目标拍摄区域中的单个显示单元的成像面积位于预设阈值范围内时的对焦位置；以及若控制所述相机沿所述第一方向遍历完对焦位置后未找出对应所述显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置，控制所述相机将所述微焦环直接沿第二方向调节至所述微焦环的极端对焦位置并以所述极端对焦位置为起点在所述相机的所述微焦环可调节范围内再次沿所述第一方向遍历对焦位置；其中所述第二方向与所述第一方向相反。

最后，本发明又一实施例还提出一种LED亮色度校正方法，包括步骤：将相机对准LED显示装置的作为待校正区域的目标拍摄区域；执行前述任意一种自动调节成像面积大小的方法；以及在找出对应单个显示单元的成像面积位于所述预设阈值范围内时的对焦位置后，控制所述相机对所述目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像作为亮色度校正用图像。

由上可知，本发明实施例通过软件来自动控制成像面积，从而方便用户进行校正，进一步实现了校正流程的自动化。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本发明第一实施例的自动控制相机调节微焦环的过程示意图。

图2为本发明第一实施例的自动调节成像面积的方法流程图。

图3为本发明第二实施例的自动控制相机调节微焦环的过程示意图。

图4为本发明第二实施例的自动调节成像面积的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明下述实施例通过控制软件自动控制相机调整微焦环来实现对焦，以得到适合LED亮色度校正的显示单元成像面积，从而方便用户进行校正，进一步实现校正流程的自动化。此处，显示单元成像面积例如是LED显示区域内单个LED灯点在拍摄图像上的成像面积(例如以占用的图像素数量表示)，而LED显示区域在校正过程中可以是LED显示屏的整个显示区域、LED显示屏的局部显示区域、LED箱体显示区域或LED灯板显示区域等；而控制软件可以安装在上位机例如PC机上且上位机可以通过USB数据线等与相机形成电连接。

【第一实施例】

本发明第一实施例以相机自动对焦至图像最清晰位置为基点，控制软件可自动控制相机例如Canon数码相机调节微焦环以调整成像清晰度，相机有Far模式和Near模式等两种模式，每个模式有多个档位(分别对应多个步长)例如三个档位，也即档位III改变焦距最大，档位II次之，档位I最小。其中，Far模式是向右调节微焦环，Near模式是向左调节微焦环。理论上，微焦环调至最左端和最右端，都是成像面积较大的位置，在两者之间，有一处是成像面积最小的。本实施例利用控制软件自动调节成像面积大小，就是通过自动控制调节微焦环来调整成像清晰度进而达成调节成像面积大小之目的。事先设定成像面积大小的阈值上限为MaxArea以及阈值下限为MinArea，则自动控制相机进行微焦环调节的流程将结合图1和图2描述如下：

a)首先利用控制软件控制相机自动对焦至图像最清晰位置并对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像，此时成像面积一般最小。若此时成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，则停止调节微焦环；反之如果成像面积小于阈值下限MinArea，则继续后续调节；

b)接下来利用控制软件控制相机向右调节例如一倍指定步长(此处指定步长例如是对应档位II，当然也可以是对应其他档位，不过档位II较为合适一些)并对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像，之后对拍摄图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算等图像分析处理操作；若饱和度值异常，计算出的成像面积值可能与实际值偏差较大，则需要控制调整相机的饱和度参数并重新拍摄图像以及对重新拍摄的图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算等图像分析处理操作；若饱和度值正常，则判断成像面积是否满足需求，如果成像面积还小于阈值下限MinArea，则继续向右调节，并加大调节的步长倍数(例如一次调节多倍指定步长，如调节4倍档位II对应的步长)；如果加大调节步长倍数后成像面积大于阈值上限MaxArea，则自动控制相机将微焦环先调至上一次的对焦位置，然后向这次的对焦位置方向(也即向右)移动一小步(例如只移动一倍或两倍档位II对应的步长，因为上一次调节与这次调节之间的差距一般是多倍档位II对应的步长)并重新拍摄图像以及进行图像饱和度分析和成像面积计算等图像分析处理操作，如果移动一小步后成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，则停止调节微焦环；如果加大调节步长倍数后成像面积还是小于阈值下限MinArea，则继续向右调节；

c)若向右调节的指定步长总数大于或等于预设数量指定步长，则认为已经调至最右端(本实施例中因为控制软件无法得知是否已经调节至相机的微焦环实际最右端，故在软件设计上通过判断向右调节的指定步长总数是否大于或等于预设数量指定步长，比如大于16倍档位II对应的步长，则认为已经调至最右端了，虽然也许该位置并非相机的微焦环的实际最右端而只是接近实际最右端)。此时若成像面积还不能满足需求，则：控制软件先控制相机自动对焦至图像最清晰位置，然后向左端调节例如一倍指定步长，若成像面积小于阈值下限MinArea，则继续向左调节，并加大调节的步长倍数；在加大调节步长倍数后，若成像面积大于阈值上限MaxArea，则控制软件自动控制相机将微焦环先调至上一次的对焦位置，然后向这次的对焦位置方向(也即向左)移动一小步，如果移动一小步后成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，则停止调节微焦环；反之，在加大调节步长倍数后，如果成像面积仍小于阈值下限MinArea，则继续往左调节。

图1为利用控制软件先控制相机自动对焦至图像最清晰位置再向右调节以及当向右调节至最右端成像面积仍无法满足需求时则改为向左调节的过程示意图，其中曲线代表成像面积大小，箭头1和箭头2代表调节次序。值得一提的是，本实施例的自动控制相机进行微焦环调节的流程也可以先向左调节以及当判定到达最左端后成像面积大小仍不满足需求时再向右调节。另外，可以理解的是，如果在最右端到最左端的微焦环调节范围内都无法得到合适的成像面积大小，则自动控制调节失败，产生提示信息通知用户。

简而言之，本发明第一实施例是以相机自动对焦至图像最清晰位置为基点、控制相机在相机的微焦环可调节范围内沿第一方向(例如向右)遍历和/或沿第二方向(例如向左)遍历对焦位置以找出显示单元成像面积大小符合需求(也即成像面积位于阈值下限MinArea和阈值上限MaxArea定义的阈值范围内)的对焦位置；或者说以相机自动对焦至图像最清晰位置为起点、控制相机在相机的微焦环可调节范围内先沿第一方向遍历对焦位置且当遍历完第一方向上的对焦位置后仍未找出显示单元成像面积大小符合需求的对焦位置后重新以相机自动对焦至图像最清晰位置为起点、控制相机沿第二方向遍历对焦位置；并且在控制相机沿第一方向或第二方向遍历对焦位置的过程中每次控制相机调节微焦环的步长倍数并不限于前述举例，其例如也可以是每次都是一倍步长。另外，可以理解的是，相机首次自动对焦至图像最清晰位置可以是由控制软件下发指令至相机来完成，也可以是手动触发相机自动对焦按钮来完成。

【第二实施例】

本发明第二实施例控制软件不控制相机进行自动对焦至最清晰位置，因为有时候相机的自动对焦可能会失败。事先设定成像面积大小的阈值上限为MaxArea以及阈值下限为MinArea，则自动控制相机进行微焦环调节的流程将结合图3和图4描述如下：

1)首先利用控制软件控制相机对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像，之后对拍摄图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算等图像分析处理操作；若饱和度值异常，计算出的成像面积值可能与实际值偏差较大，则需要控制调整相机的饱和度参数并重新拍摄图像以及对重新拍摄的图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算等图像分析处理操作；若饱和度值正常，则判断成像面积是否满足需求，若此时成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，其表示成像面积满足需求，则停止调节微焦环；反之如果成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围外，则控制相机调节微焦环；

2)接下来利用控制软件控制相机向右调节例如一倍指定步长并对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像，之后对拍摄图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算等图像分析处理操作并输出饱和度值及成像面积值；若饱和度值正常且成像面积仍然小于阈值下限MinArea，则继续向右调节，并加大调节的步长倍数，之后对拍摄图像进行饱和度分析及显示单元成像面积计算并输出饱和度值及成像面积值；如果上一次成像面积小于阈值下限MinArea但这次成像面积大于阈值上限MaxArea，则自动控制相机将微焦环先调至上一次的对焦位置，然后向这次的对焦位置方向(也即向右)移动一小步并重新拍摄图像以及对重新拍摄的图像进行饱和度分析和成像面积计算等图像分析处理操作，如果此时成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，则停止调节微焦环；如果成像面积仍然大于阈值上限MaxArea，则往成像面积较小的方向进行调节，而如果成像面积一致差不多大，则继续之前的调节方向进行调节

3)后续若向右调节的指定步长总数大于或等于预设数量指定步长，则判定已经调至最右端；此时若成像面积还不能满足需求，应往最左端开始调节，具体则是先直接控制相机将微焦环调至最左端，拍摄图像并分析饱和度和成像面积，如果成像面积在饱和度正常时不满足需求例如大于阈值上限MaxArea，则向右端调节例如一倍指定步长，若成像面积还大于阈值上限MaxArea，则继续向右调节，并加大调节的步长倍数；如上一次成像面积大于阈值上限MaxArea，但加大调节步长倍数后成像面积小于阈值下限MinArea，则将对焦环先调至上一次的对焦位置，然后向这次的对焦位置方向(也即向右)移动一小步，如果移动一小步后成像面积在阈值上限MaxArea和阈值下限MinArea范围内，则停止调节；在加大调节步长倍数后，如果成像面积仍然大于阈值上限MaxArea，则继续向右调节。

图3为利用控制软件先控制相机向右调节以及当向右调节至最右端成像面积仍无法满足需求时则先直接调节至最左端再向右调节的过程示意图，其中曲线代表成像面积大小，箭头1、箭头2和箭头3代表调节次序。值得一提的是，本实施例的自动控制相机进行微焦环调节的流程也可以先向左调节以及当判定到达最左端后成像面积大小仍不满足需求时则先直接调节至最右端再向左调节。

简而言之，本发明第二实施例是以相机当前对焦位置为起点、控制相机在相机的微焦环可调节范围内先沿第一方向遍历对焦位置且当遍历完第一方向上的对焦位置仍未找出显示单元成像面积大小符合需求的对焦位置后控制相机直接将微焦环沿第二方向调节至极端对焦位置(此处的极端对焦位置由控制软件判定，其可以是相机的微焦环实际极端对焦位置例如最左端位置或最右端位置，也可以接近实际极端对焦位置的对焦位置)、再以该极端对焦位置为起点沿第一方向遍历对焦位置；而且在沿第一方向遍历对焦位置的过程中每次控制相机调节微焦环的步长倍数并不限于前述举例，其例如也可以是每次都是一倍步长。

最后，本发明实施例还提出一种LED亮色度校正方法，包括步骤：将相机对准LED显示装置的作为待校正区域的目标拍摄区域；执行前述任意一种自动调节成像面积大小的方法流程；以及在找出对应单个显示单元的成像面积位于预设阈值范围内时的对焦位置后，控制相机对目标拍摄区域进行图像拍摄以得到拍摄图像作为亮色度校正用图像。

综上所述，本发明前述实施例通过软件来自动控制成像面积，从而方便用户进行校正，进一步实现了校正流程的自动化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。