當LED間存的光電學特性差異時，通常會造成led顯示屏亮度色度不一致，容易對LED顯示屏的顯示質(zhì)量造成影響，嚴重時，還易產(chǎn)生”花屏” “馬賽克”等 現(xiàn)象。要解決這樣的問題，一定需要的找到合適的補償?shù)那€，控制的參數(shù)進而能改善顯示質(zhì)量。戶外全彩顯示屏運用數(shù)字圖像處理的方法針對單個像素點進行改善。
1 檢測原理
計算機通過圖像采集/ 控制模塊將CCD( Charge Coupled Devices, 電荷耦合器件) 傳感器采集到的LED顯示屏的顯示圖像進行處理。處理過程主要包括LED 像素點的定位和亮度、色度的快速檢測兩部分。
1. 1 LED 像素點的定位
要確定LED 像素點的位置， 首先要對采集的LED 顯示屏圖像進行二值化。由基于直方圖的圖像閾值分割方法可以知道： 圖像由可以分離的具有不同灰度等級的一種或多種物體和背景組成。根據(jù)這一原理， 圖像的直方圖中將會呈現(xiàn)多個峰值， 每個峰值對應一種物體或是背景， 要將不同的物體分離開， 可以以谷值點為閾值來劃分相鄰峰值。
由于LED 顯示屏的點陣特性， 實際檢測中發(fā)現(xiàn)采集的圖像( 如圖2( a) 其灰度直方圖，雙峰分布特征十分明顯。對于這類情況， 采用式( 1) 的最大方差閾值法來自動選擇分割閾值， 不僅效果好， 而且速度快。
w 0、w 1 分別表示灰度值小于T、大于T 的像素點在圖像中所占的比重， “0”、“1” 分別表示圖像整體的灰度平均值、灰度值小于T 的那部分圖像的灰度平均值、灰度值大于T 的那部分圖像的灰度平均值。
利用式( 1) 計算出的閾值T 對圖2( a) 的灰度圖像進行二值化處理后得到圖2( c) , 再對圖2( c) 分別進行水平和垂直投影， 就可以計算出LED 像素點在顯示屏上的位置。
1. 2 LED 像素點亮度、色度的快速檢測
借鑒成功用于PAL( Phase Alternating Line, 逐行倒相制) 制式的電視系統(tǒng)中的YUV 顏色模型( Y 表示亮度， U 和V 是構(gòu)成彩色的兩個分量) , 筆者將圖像中采用的RGB 顏色模型轉(zhuǎn)換成式( 2) 的顏色模型， 可以方便、快捷地計算出各像素點的相對亮度值。
根據(jù)色度學中的加色法原理?1%, 戶外全彩LED 顯示屏由RGB 三基色LED 構(gòu)成顯示屏上的每個像素點， 通過控制每個像素點中的某基色LED 的發(fā)光強度， 就可以配出各種顏色，在顯示屏上顯示出豐富多彩的彩色圖像。在CIE( 國際照明委員會) rg 色度圖中， 色度坐標反映的是三基色各自在三刺激值總量中的相對比例， 一組色度坐標表示了色相相同和飽和度相同而亮度不同的那些顏色的共同特征。
而LED 顯示屏上的每個像素點總是能在待測圖像中找到對應的區(qū)域。因此， 可通過其對應區(qū)域內(nèi)圖像數(shù)據(jù)中的RGB 值來確定該像素點的色度
設測得的LED 像素點的亮度值為Y1, 色度坐標為( r 1,g1) , 分析Y1、( ri , g1) 的離散性， 就能確定LED 顯示屏上亮度和色度不一致的LED 像素點。
為驗證檢測方法的有效性， 筆者用Ava Spec- 2048 微型光譜儀對同一戶外全彩LED 顯示屏的單元模塊進行了亮度和色度的對比測試。為減小計算量和方便調(diào)試， 筆者采用了CIE rg 色度坐標系， 這與光譜儀采用的國際通用的CIE xy 色度坐標系不同。因此， 測試時要對色度坐標進行轉(zhuǎn)換。
2 處理結(jié)果及分析
筆者利用CCD 圖像傳感器采集圖像， 對三合一表貼戶外全彩LED 顯示屏的單元模塊中的LED 像素點進行了算法測試。
以藍色為例。為更好地驗證該檢測方法的有效性， 筆者對該LED 顯示單元模塊的某些像素點進行了遮蔽處理。
由于LED 是自發(fā)光體， 并且發(fā)光強度在一定范圍內(nèi)與提供給它的驅(qū)動電流成正比， 因此在驅(qū)動電路的設計、制造和調(diào)試過程中， 通過合理控制驅(qū)動電流， 可以盡量減小亮度差，以平均值作為標準值來計算， 應小于15%至20%?1- 2%.因此， 為方便后續(xù)的亮度校正， 實驗對偏離整體亮度平均值5%以上的LED 像素點進行定位和統(tǒng)計， 以求將這些偏離較大的像素點的亮度差值控制在10%以內(nèi)。在進行色度檢測時， 本文參照麥克亞當( D. L. MacAdam) 對顏色寬容度進行量化的方法( 如圖3) , 對各LED 像素點的色度坐標進行了統(tǒng)計， 求出這些色度坐標的幾何中心， 并記錄下與該幾何中心的歐式距離大于d0 的LED 像素點( 不同顏色d0 取值不同)。
筆者用AvaSpec- 2048 微型光譜儀對同一單元模塊進行了對比測試， 其測試結(jié)果如表2 所示。對比可知， 本文采用的檢測方法是有效、可行的， 且檢測速度快、精度高。
LED顯示屏是大屏幕的發(fā)展方向，目前已經(jīng)占據(jù)戶外60%的市場。所以LED顯示屏顯示質(zhì)量及生產(chǎn)成本直接決定了未來的發(fā)展。而檢測技術很好的監(jiān)督了LED顯示屏的質(zhì)量標準。使顯示屏質(zhì)量標準更加符合市場的需求。
