一种LED显示单元亮暗线修正方法与流程

一种led显示单元亮暗线修正方法
技术领域
1.本发明属于led显示屏采集校正技术领域，涉及一种适用于自动化校正的led显示单元的拼接缝隙修正方法。


背景技术：

2.传统的大尺寸led显示屏校正方法需要将大量屏幕搭建以后分区域进行采集校正，亮暗线修正处理，过程繁琐，需要投入大量人力，且在运输过程中发生损坏或箱体搭建没有按照指定顺序进行摆放，需要重新校正或逐一检查箱体摆放位置，造成不必要的麻烦。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种适用于自动化校正的led显示单元亮暗线修正方法，该方法能够节省人力，校正方便。
4.为了解决上述技术问题，本发明的led显示单元亮暗线修正方法具体如下：
5.采用相机获取led显示单元图像，对led显示单元图像进行处理得到各模块拼缝交汇点像素坐标；
6.针对任一行相邻两个模块，修正竖缝时，取每个竖缝两侧向外横向扩展z
×
w宽度，纵向取中间(x1～x2)
×
h高度的积分区域a
m1n1
所有像素值用于亮度积分，5％≤x1≤10％，5％≤x2≤10％；针对任一列相邻两个模块，修正横缝时，取每个横缝两侧向外纵向扩展z
×
h高度，横向取中间(y1～y2)
×
w宽度的积分区域b
m2n2
所有像素值用于亮度积分，5％≤y1≤10％，5％≤y2≤10％；85％≤z≤95％；w为每个模块所占的像素宽度，h为每个模块所占的像素高度；
7.将积分区域a
m1n1
以宽度w/s平均分为多条竖向子积分区域，并将所有竖向子积分区域像素均值按从左到右的编号顺序连接成线lw
m1n1
；其中s为模块横向灯点个数；将积分区域b
m2n2
以高度h/t平均分为多条横向子积分区域，并将所有横向子积分区域像素均值按从上到下的编号顺序连接成线lh
m2n2
；其中t为模块纵向灯点个数；采用滤波函数对lw
m1n1
和lh
m2n2
进行高斯滤波得到lw
m1n1
和lh
m2n2
滤波后的波形，其中为lw
m1n1
滤波后波形上对应第i个竖向子积分区域的点的纵坐标，为lh
m2n2
滤波后波形上对应第j个横向子积分区域的点的纵坐标，为第i个竖向子积分区域的像素均值，为第j个横向子积分区域的像素均值；r为滤波半径，其值等于1～10个像素尺寸；σ为标准差，σ＝1～5；
8.定义lw
m1n1
滤波后的波形为横向周期波形；寻找与交汇点最近的标准波形l上的极值点a；设极值点a对应横向周期波形的第a个周期，极值点a的前一个极值点b对应横向周期波形的第b个周期，极值点a的后一个极值点c对应横向周期波形的第c个周期；将第b个周期
各点纵坐标与第c个周期对应点纵坐标取平均值，作为第a个周期对应点修正后的纵坐标，对第a个周期波形进行修复；设极值点a对应横向周期波形上的对应点为ak，则将对应点ak及其两侧共n个对应点修正后的纵坐标除以修正前的纵坐标，得到竖缝两侧n列像素点的修复校正系数；同理，可得到横缝两侧像素点的修复校正系数；2≤n≤5；
9.针对任一行相邻两个模块，将竖缝两侧共n个修复校正系数与竖缝两侧n列灯点的校正系数对应相乘，得到竖缝两侧共n列灯点的最终校正系数；针对任一列相邻两个模块，将横缝两侧共m个修复校正系数与横缝两侧m行灯点的校正系数对应相乘，得到横缝两侧共m行灯点的最终校正系数，采用最终校正系数对竖缝和横缝两侧灯点像素值进行校正完成led显示单元的亮度修缝。
10.所述模块所占像素宽度w和高度h根据led显示单元图像所占相机像素尺寸、每行模块数量和每列模块数量计算得到。
11.所述模块所占的像素宽度w和高度h还可以根据任意相邻的四个交汇点像素坐标计算得到。
12.修正竖缝时，优选取每个竖缝两侧向外横向扩展0.9
×
w宽度，纵向取中间(0.1～0.9)
×
h高度的积分区域a
m1n1
所有像素值用于亮度积分。
13.修正横缝时，优选取每个横缝两侧向外纵向扩展0.9
×
h高度，横向取中间(0.1～0.9)
×
w宽度的积分区域b
m2n2
所有像素值用于亮度积分。
14.滤波半径r优选等于9个像素尺寸。
15.优选σ＝3。
16.有益效果：本发明根据led显示屏区域亮度积分值呈近似周期性波动的规律，通过将符合条件区域积分值进行高斯滤波，来弥补缝隙区域亮度积分异常值的方法，计算出缝隙两侧修正系数，该方法适用于任意屏幕点间距，且无论是整屏大面积采集或定点流水线作业采集等方式均有良好的修正效果
17.本发明在亮暗线修正过程中能够准确定位，减少亮暗线修正误差，适用于自动化校正系统的led显示屏的物理拼接缝隙导致的缝隙两侧存在亮暗线的视觉差异，提升屏幕显示效果。
附图说明
18.图1是自动化采集校正平台工作示意图。
19.图中：1.led显示单元；2.自动化校正系统平台；3.相机。
20.图2是led显示屏单模组示意图。
21.图3是积分均值区域选取示意图。
22.图4是竖缝积分区域内各子积分均值滤波前后变化趋势图(横坐标为竖向子积分区域编号，纵坐标为竖向子积分区域像素均值)。
23.图5是横缝积分区域内各子积分均值滤波前后变化趋势图(横坐标为横向子积分区域编号，纵坐标为横向子积分区域像素均值)。
24.图6是竖缝修缝前后积分区域内各竖向子积分区域像素均值变化趋势图。
25.图7是横缝修缝前后积分区域内各横向子积分区域像素均值变化趋势图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况具体理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或者仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
30.下面以led显示单元为点间距1.5875mm，每行模块数为2，每列模块数为3，模块横向灯点个数为s＝96，纵向灯点个数为t＝72的模组的为例，对本发明技术方案加以详细说明。
31.本发明的led显示单元亮暗线修正方法具体如下：
32.一、如图1所示，将led显示单元固定在自动化校正系统平台上，采用相机获取led显示单元图像；这里的led显示单元可以指多个led模块拼接而成的模组或箱体，也可以是多个led箱体拼接而成的led显示屏；对led显示单元图像进行处理得到各模块拼缝交汇点像素坐标；计算模块所占的像素宽度w和高度h，以及led显示单元每个灯点所占用的像素尺寸；
33.所述模块所占像素宽度w和高度h可以根据led显示单元图像所占相机像素尺寸、每行模块数量和每列模块数量计算；设led显示单元图像横向所占相机像素尺寸w＝1862，纵向所占相机像素尺寸h＝2094，则模块所占像素宽度w＝w/2＝931，模块所占像素高度h＝h/3＝698，每个灯点所占用的像素尺寸为w/s＝9.6979≈10；
34.所述模块所占像素宽度w和高度h还可以采用下述方法获得：
35.任意选取相邻四个交汇点，如图2所示，其像素坐标分别为p1(1022,1217)、
36.p2(1953,1215)、p3(1024,1914)和p4(1954,1913)；将其中的p1(1022,1217)、p3(1024,1914)作为定位点，p2(1953,1215)和p4(1954,1913)为辅助点；计算每个模块所占的像素宽度w和高度h，其中
37.二.如图3所示，针对任一行相邻两个模块，修正竖缝时，取每个竖缝两侧向外横向扩展931
×
0.9宽度(结果四舍五入取整)，纵向取中间698
×
0.1～698
×
0.9(结果四舍五入取整)高度的积分区域a
m1n1
所有像素值用于亮度积分；针对任一列相邻两个模块，修正横缝时，取每个横缝两侧向外纵向扩展698
×
0.9高度(结果四舍五入取整)，横向取中间931
×
0.1～931
×
0.9(结果四舍五入取整)宽度的积分区域b
m2n2
所有像素值用于亮度积分。
38.三.将积分区域a
m1n1
以宽度931/96≈10平均分为若干条竖向子积分区域，并从左到右分别编号为1,2,
…i…
,对每个竖向子积分区域取像素均值，并将积分区域a
m1n1
内所有竖向子积分区域像素均值按编号连接成线lw
m1n1
，可以观察竖缝两侧每列灯点的像素均值变化趋势；将积分区域b
m2n2
以高度698/72≈10平均分为若干条子积分区域，并从上到下分别编号为1,2,
…j…
,对每个横向子积分区域取像素均值，并将积分区域b
m2n2
内所有横向子积分区域像素均值按编号连接成线lh
m2n2
，可以观察横缝两侧每行灯点的像素均值变化趋势。
39.四.由于步骤三中w/s，h/t一般结果不是整数，所以导致各竖向子积分区域的宽度和各横向子积分区域的高度并非灯点实际占用相机像素数的情况；如图4、图5所示，lw
m1n1
和lh
m2n2
会呈周期性变化，而由于测量误差和计算误差等原因，lw
m1n1
和lh
m2n2
内每个点会略微偏离标准周期，所以对lw
m1n1
和lh
m2n2
进行高斯滤波得到lw
m1n1
和lh
m2n2
滤波后的波形，滤波函数为：其中为lw
m1n1
滤波后波形上对应第i个竖向子积分区域的点的纵坐标，为lh
m2n2
滤波后波形上对应第j个横向子积分区域的点的纵坐标，为第i个竖向子积分区域的像素均值，为第j个横向子积分区域的像素均值；r为滤波半径，其值等于1～10个像素尺寸，优选等于9像素尺寸；σ为标准差，σ1～5，优选σ＝3。
40.定义lw
m1n1
滤波后的波形为横向周期波形；lh
m2n2
滤波后的波形为纵向周期波形；横向周期波形各周期大致与标准波形周期对应；假设任一行相邻两个模块与下一行两个相邻模块之间的交汇点为p1(1022,1217)(可以为上交汇点或者为下交汇点)，寻找横向周期波形上离p1(1022,1217)最近的极值点a；设极值点a对应横向周期波形的第a个周期，极值点a的前一个极值点b对应横向周期波形的第b个周期，极值点a的后一个极值点c对应横向周期波形的第c个周期；将第b个周期各点纵坐标与第c个周期对应点纵坐标取平均值，作为第a个周期对应点修正后的纵坐标，对第a个周期波形进行修复；例如，如图4所示，点b16的纵坐标与点c79的纵坐标取平均值作为点a49修正后的纵坐标，
…
，点b19的纵坐标与点c82的纵坐标取平均值作为点a52修正后的纵坐标，
……
，点b46的纵坐标与点c109的纵坐标取平均值作为点a76修正后的纵坐标，得到第a个周期修复后的波形；第a个周期修正前后的波形数据对比结果如图6所示；lh
m2n2
滤波后的波形为纵向周期波形；纵向周期波形各周期大致与标准波形周期对应；假设任一列相邻两个模块与前一列两个相邻模块之间的交汇点为p3(1024,1914)，寻找标准波形周期上离p3(1024,1914)最近的极值点f，设极值点f对应纵向
周期波形的第f个周期；同理对第f个周期波形进行修复，第f个周期修正前后的波形数据对比结果如图7所示；其中偏离滤波后波形的尖刺部分为原始波形数据，比较贴合标准波形l的部分为修正后的波形数据；假设极值点a对应第64个竖向子积分区域(即a64)，则将极值点a对应的对应点a64与前面一个对应点a63、后面两个对应点a65、a66修正后的纵坐标除以修正前的纵坐标，得到竖缝两侧共4列灯点的修复校正系数；同理，可得到横缝两侧共4行灯点的修复校正系数；其中竖缝修复校正系数矩阵为横缝修复校正系数矩阵为至此完成横缝和竖缝修复校正系数的计算。
41.五.针对任一行相邻两个模块，将竖缝两侧共4个修复校正系数与竖缝两侧共4列灯点的校正系数对应相乘，得到竖缝两侧共4列灯点的最终校正系数；针对任一列相邻两个模块，将横缝两侧共4个修复校正系数与横缝两侧共4行灯点的校正系数相乘，得到横缝两侧共4行灯点的最终校正系数；将最终校正系数下发至控制系统中，完成led显示单元的亮度修缝。
42.本发明不限于上述实施例，z在85％～95％范围内，x1在5％～10％范围内，x2在5％～10％范围内，y1在5％～10％范围内，y2在5％～10％范围内均可。当z＝0.9，x1＝0.1，x2＝0.9，y1＝0.1，y2＝0.9，r等于9个像素尺寸，σ＝3时，效果最佳；当z小于0.9，x1≥0.1，x2≤0.9时，数据量可能不够，修正效果变差；当z小于0.9，y1≥0.1，y2≤0.9时，数据可能引入误差，甚至有重叠部分，修正效果变差；r小于9个像素尺寸时，效果波形不明显，无法准确定位周期；σ小于3时，大于3时，波形不标准，无法准确定位周期。