CN102034407B - Led显示屏颜色亮度调整方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED显示屏颜色亮度调整方法，通过在单色显示中增加白色显示的方法来同时调整各像素点的颜色及亮度，由于仅需了解各像素点的亮度值及色坐标与最低亮度值与最偏远色坐标值之间的差值即可计算出所增加白色显示的时长，因此对拍摄精度要求不高，进而可拍摄LED整屏画面，对拍摄时的环境要求也不高，适应了现场调整，又由于设定了容差范围，使调整后的亮度及色坐标不必与最低亮度值及最偏远色坐标完全相等，从而提高了调整效率；本发明还公开了一种与上述方法对应的系统，将本发明的方法与系统结合使用即可完成对LED显示屏颜色亮度的调整。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示屏技术领域，特别涉及一种LED显示屏颜色亮度调整方法与系统。
背景技术
随着LED（发光二极管）技术的快速发展，使用LED制作的视频显示屏也越来越广泛地应用在各种公共场合。与现有的液晶显示屏、投影显示屏相比，LED显示屏具有更高的亮度和更宽的色域，能较易满足户外显示对亮度及色彩的高要求。然而，不同于液晶显示屏和投影显示屏所采用的集中照明方式，LED显示屏依赖于各个独立的自身发光的LED元件来完成画面的显示，在很大程度上，LED元件的性能一致性决定了显示效果的好坏。
LED显示屏生产时，通常根据订单的显示参数（亮度，色度）要求，初步确定需要使用LED元件的亮度和色度等级，然后进行模组生产，再进行整屏拼装。LED芯片材料性能的离散性以及封装工艺的细微变化都会导致LED元件亮度和颜色波长存在差异，LED显示屏尤其是大面积LED显示屏所使用的LED元件在亮度和颜色指标方面不可能做到完全一致，由此引发多数显示屏出厂时就存在亮度和颜色不均匀的现象。虽然部分高端设备制造商在LED元件投入使用之前会进行挑选分类，在同一块显示屏上尽量使用相同等级的LED元件，但这样分选操作带来的后果是可供使用的LED等级范围变窄，数量减少，成本代价高昂，不适合推广到普通生产商。
为有效解决LED元件性能差异带来的影响，业界提出了LED显示屏颜色亮度现场校正的方法，试图实现不严格分选LED元件也能达到较好的颜色亮度一致性效果。国内发明专利200810065151.X提出了一种LED显示屏显示校正系统及校正方法，如图1所示，通过专业光参数采集设备采集LED显示模组的色度参数和亮度参数，通过通信线传输到计算机进行分析计算，产生以LED显示模组为单位的单点校正数据，再通过电流等控制电路对LED元件进行调整，通过控制LED元件导通的脉冲信号宽度及个数（即所谓PWM调制）来实现亮度和色度校正。这种校正方法为了实现较好的校正效果，需要在暗房或弱光环境下进行，对环境要求高，对光采集设备要求也高；同时需要对每个模组进行单独调校，适合在工厂内操作，不能在用户现场进行，在显示屏面积较大时也难以快速一次性调整完成，校正效率低。更重要的是，随着使用时间的推移，显示屏上各个模组LED元件衰减特性不同，显示屏显示效果与出厂前相比下降明显，颜色和亮度不均匀等现象加剧，此时如果依照上述方法校正，只能将显示屏所有模块依次拆下，回厂重新调整获取单点校正数据，费时、费力，实施困难。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于现场实时调整，不受工作环境限制的LED显示屏颜色亮度调整方法与系统。
本发明LED显示屏颜色亮度调整方法，包括：
向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
拍摄LED显示屏单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
从拍摄的单色画面中获取各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
采用以上步骤分别计算各像素点红、绿、蓝三原色中另外两种颜色的单色补偿量；
实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示，增加相应时长白色显示的具体做法为：在相应时长内同时点亮红绿蓝三个LED元件。
优选地，其特征在于，
在所述步骤以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量之后，所述步骤实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整之前还包括：
再次向LED显示屏输送单色画面；
对再次输送至LED屏的单色画面进行调整，所述调整的调整方法与实际视频显示时的调整方法相同；
拍摄调整后的LED显示屏的单色画面，重新获取此次拍摄的单色画面中各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内，若未在范围内则以所述初始参照值为参照重新计算所述单色补偿量，重复执行所述再次向LED显示屏输送单色画面及其后面的步骤。
优选地，所述容差范围的上下限分别为所述初始参照值的正负3%。
本发明LED显示屏颜色亮度调整方法，通过在单色显示中增加白色显示的方法来同时调整各像素点的颜色及亮度，由于仅需了解各像素点的亮度值及色坐标与最低亮度值与最偏远色坐标值之间的差值即可计算出所增加白色显示的时长，因此对拍摄精度要求不高，进而可拍摄LED整屏画面，对拍摄时的环境要求也不高，适应了现场调整，又由于设定了容差范围，使调整后的亮度及色坐标不必与最低亮度值及最偏远色坐标完全相等，从而提高了调整效率。
本发明LED显示屏颜色亮度调整系统，包括：
单色画面输送单元，用于向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
拍摄设备，用于拍摄LED显示屏的单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
亮度值及色坐标获取单元，用于从拍摄的单色画面中获取每个像素点单色显示的亮度值及色坐标；
初始参照值选取单元，用于对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
单色补偿量计算单元，用于以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
画面调整电路，用于在实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示，增加相应时长的白色显示具体为：在相应时长内使红绿蓝三个LED元件同时点亮。
优选地，
所述单色画面输送单元还用于在所述单色补偿量计算单元计算出所述单色补偿量后再次向LED显示屏输送单色画面；
所述画面调整电路还用于调整再次输送的单色画面，此处的调整方法与实际视频显示时的调整方法相同；
所述拍摄设备还用于拍摄调整后的LED显示屏的单色画面；
所述亮度值及色坐标获取模块还用于从拍摄的调整后的单色画面中重新获取各像素点的亮度值及色坐标；
还包括检验单元，用于检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内；
所述单色补偿量计算单元还用于当所述检验单元的检验结果为不在容差范围内时以所述初始参照值为参照重新计算所述单色补偿量。
优选地，所述容差范围的上下限分别为所述初始参照值的正负3%。
本发明LED显示屏颜色亮度调整系统，采用画面调整电路通过在单色显示中增加白色显示的方法来同时调整各像素点的颜色及亮度，由于仅需了解各像素点的亮度值及色坐标与最低亮度值与最偏远色坐标值之间的差值即可计算出所增加白色显示的时长，因此对拍摄精度要求不高，进而可拍摄LED整屏画面，对拍摄时的环境要求也不高，适应了现场调整，又由于采用检验单元设定了容差范围，使调整后的亮度及色坐标不必与最低亮度值及最偏远色坐标完全相等，从而提高了调整效率。
附图说明
图1是现有技术LED模组颜色亮度调整系统的示意图；
图2是本发明LED显示屏颜色亮度调整方法实施例一的流程示意图；
图3是本发明LED显示屏颜色亮度调整方法实施例二的流程示意图；
图4是本发明LED显示屏颜色亮度调整系统实施例一的流程示意图；
图5是本发明LED显示屏颜色亮度调整系统实施例二的流程示意图。
具体实施方式
本发明LED显示屏颜色亮度调整方法，先模拟视频显示向LED显示屏输送单色画面计算出红绿蓝三种颜色的单色补偿量，然后在实际的视频显示中，根据单色补偿量对每帧画面进行调整，调整的方式为在各像素点单色显示时段内划分相应时长来显示白色，该方法不仅可以调整单色显示的色品，还可以同步调整显示亮度，这样，可以不必对LED元件作严格分选，大大降低生产难度和生产成本。另外，本发明的方法由于是根据各像素点之间亮度值及色坐标的差值来调整画面，因此对拍摄精度要求不高，抗外界干扰效果好，在应用时不必要求环境是全黑环境，即使是有光亮的环境，调整后全屏的亮度和色度一致性效果仍然较好。本发明的方法针对全屏操作而非单个箱体或模组，可以在客户现场使用，调整过程一次完成，调整效率高，本发明的方法所需设备简单，安装调试方便，便于工厂和客户现场使用，尤其适合售后维护。下面结合附图与实施例详细解释本发明的方法。
实施例一
本发明LED显示屏颜色亮度调整方法，如图2所示，包括：
步骤101、向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
步骤102、拍摄LED显示屏单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
步骤103、从拍摄的单色画面中获取各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
步骤104、对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
步骤105、以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
步骤106、采用以上步骤分别计算各像素点红、绿、蓝三原色中另外两种颜色的单色补偿量；
步骤107、实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示。
在步骤102拍摄前，先设定拍摄设备的拍摄距离以及分辨精度，使设备能够拍摄到整个显示屏画面且能分辨每个像素点。对于大面积显示屏，可能无法同时满足这两个要求，但可以采用适度重叠的分区校正，同样能达到整屏校正的效果。
设置完拍摄设备，向LED显示屏输送一个全红（或全绿或全蓝）画面，开启拍摄设备拍摄这个画面，经过计算分析后获取每个像素点红色LED元件点亮时的亮度值和色坐标，计算机对所有红色像素点的亮度、色坐标做离散分析，分类统计亮度值及色度坐标所集中的范围。由于亮度值由低到高、色坐标值由偏远到中心的调整难以实现，因此步骤104选取了最低亮度值及最偏远色坐标值作为初始参照值，调整各像素点的亮度及色坐标使其与初始参照值靠近，从而可以实现LED显示屏的整屏一致性。为实现整屏一致，步骤105先根据各像素点的亮度值及色坐标值与初始参照值之间的差值计算出各像素点须补偿的单色补偿量，以便在帧画面单色显示时段内划分相对应的时长显示白色，例如，A像素点测量值与初始参照值偏差10%，则对应的在A像素每秒1000帧的红色显示时，划分出10帧时长让红、绿、蓝、三个LED元件同时点亮，达到同时改变A像素点红色显示时亮度及色坐标的目的。
以同样的方法确定各个像素点在绿色、蓝色显示时的单色补偿量并保存。在实际显示视频时，根据各像素点的单色补偿量对实际的显示画面进行调整，可以使得呈现给观众的显示画面颜色与亮度达到整屏一致。
实施例二
在单色显示时段内划分与单色补偿量相对应的白色显示时长时，由于划分的过程实际是测量的过程，因此划分后的结果可能并不准确，本实施例针对此情况增加了检验的步骤并设定了容差范围，如图3所示，本实施例的完整步骤如下。
步骤201、向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
步骤202、拍摄LED显示屏单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
步骤203、从拍摄的单色画面中获取各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
步骤204、对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
步骤205、以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
步骤206、再次向LED显示屏输送单色画面；
步骤207、依据所述单色补偿量对再次输送至LED屏的单色画面进行调整，调整的方法与实施例一实际视频显示时调整的方法相同；
步骤208、拍摄调整后的单色画面并重新获取各像素点的亮度值及色坐标；
步骤209、检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内，若在范围外则返回步骤205重新计算单色补偿量，若在范围内则进入步骤210；
步骤210、采用以上步骤分别计算各像素点红、绿、蓝三原色中另外两种颜色的单色补偿量；
步骤211、实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示。
步骤201-205、210、211分别对应步骤101-105、106、107，本实施例主要增加了步骤206、207、208、209，步骤207对再次输送至LED屏的单色画面进行调整，步骤209对调整后的画面进行检验，若在容差范围内则说明调整后的画面达到了要求，若尚有像素点的亮度值及色坐标与初始参照值的差值在容差范围外，则重新计算单色补偿量，再次调整画面直至所有像素点的亮度值及色坐标值均在初始参照值的容差范围内。通常，容差范围的上下限取初始参照值的正负3%，即对于调整后各像素点的亮度值及色坐标与初始参照值的差值，其可接受的上限是初始参照值的3％，下限是初始参照值负的3%，也可以根据需求放宽容差范围或收紧容差范围，更紧的容差范围使整屏一致性更高，但同时使调校时间明显增加而影响整屏调整的效率。按照同样的方法重新确定绿色显示和蓝色显示的单色补偿量。
本实施例的其他技术特征与实施例一相同，在此不予赘述。
本发明LED显示屏颜色亮度调整系统，是与本发明LED颜色亮度调整方法相对应的系统，下面结合附图与实施例详细解释本系统。
实施例一
本发明LED颜色亮度调整系统包括：
单色画面输送单元，用于向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
拍摄设备，用于拍摄LED显示屏的单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
亮度值及色坐标获取单元，用于从拍摄的单色画面中获取每个像素点单色显示的亮度值及色坐标；
初始参照值选取单元，用于对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
单色补偿量计算单元，用于以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
画面调整电路，用于在实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示。
由图3及以上描述可知，单色画面输送单元与其他各单元、设备、电路相独立，拍摄设备、亮度值及色坐标获取单元、初始参照值选取单元、单色补偿量计算单元和画面调整电路依次相连，亮度值及色坐标获取单元还与单色补偿量计算单元相连。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于，如图4所示，本实施例增加了检验单元。另外，所述单色画面输送单元还用于在所述单色补偿量计算单元计算出所述单色补偿量后再次向LED显示屏输送单色画面，所述画面调整电路还用于调整再次输送的单色画面，此处的调整方法与实际视频显示时的调整方法相同，所述拍摄设备还用于拍摄调整后的LED显示屏的单色画面，所述亮度值及色坐标获取模块还用于从拍摄的调整后的单色画面中重新获取各像素点的亮度值及色坐标，所述检验单元检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内，所述单色补偿量计算单元还用于当所述检验单元的检验结果为不在容差范围内时以所述初始参照值为参照重新计算所述单色补偿量，所述容差范围的上下限通常为所述初始参照值的正负3%。
由以上描述可知，在本实施例中，画面调整单元与单色画面输送单元相连，新增的检验单元分别与亮度值及色坐标获取单元、初始参照值选取单元和单色补偿量计算单元相连。
将本发明LED颜色亮度调整方法与LED颜色亮度调整系统结合使用，即可完成对颜色亮度的调整。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种LED显示屏颜色亮度调整方法，其特征在于，包括：
向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
拍摄LED显示屏单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
从拍摄的单色画面中获取各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
采用以上步骤分别计算各像素点红、绿、蓝三原色中另外两种颜色的单色补偿量；
实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示，增加相应时长白色显示的具体做法为：在相应时长内同时点亮红绿蓝三个LED元件。
2.根据权利要求1所述的LED显示屏颜色亮度调整方法，其特征在于，
在所述步骤以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量之后，所述步骤实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整之前还包括：
再次向LED显示屏输送单色画面；
对再次输送至LED屏的单色画面进行调整，所述调整的调整方法与实际视频显示时的调整方法相同；
拍摄调整后的LED显示屏的单色画面，重新获取此次拍摄的单色画面中各像素点单色显示的亮度值及色坐标；
检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内，若未在范围内则以所述初始参照值为参照重新计算所述单色补偿量，重复执行所述再次向LED显示屏输送单色画面及其后面的步骤。
3.根据权利要求2所述的LED显示屏颜色亮度调整方法，其特征在于，所述容差范围的上下限分别为所述初始参照值的正负3%。
4.一种LED显示屏颜色亮度调整系统，其特征在于，包括：
单色画面输送单元，用于向LED显示屏输送单色画面，所述单色为红、绿、蓝三原色中的一种；
拍摄设备，用于拍摄LED显示屏的单色画面，所述拍摄的拍摄精度为能分辨LED显示屏上的各个像素点；
亮度值及色坐标获取单元，用于从拍摄的单色画面中获取每个像素点单色显示的亮度值及色坐标；
初始参照值选取单元，用于对所述亮度值及色坐标进行离散分析，选取最低亮度值和最偏远色坐标值作为初始参照值；
单色补偿量计算单元，用于以所述初始参照值为参照计算各像素点的单色补偿量；
画面调整电路，用于在实际视频显示时，对送到LED显示屏的画面进行调整，所述调整方法为：依据所述单色补偿量在对应像素点每帧画面的单色显示时段内增加相应时长的白色显示，增加相应时长的白色显示具体为：在相应时长内使红绿蓝三个LED元件同时点亮。
5.根据权利要求4所述的LED显示屏颜色亮度调整系统，其特征在于，
所述单色画面输送单元还用于在所述单色补偿量计算单元计算出所述单色补偿量后再次向LED显示屏输送单色画面；
所述画面调整电路还用于调整再次输送的单色画面，此处的调整方法与实际视频显示时的调整方法相同；
所述拍摄设备还用于拍摄调整后的LED显示屏的单色画面；
所述亮度值及色坐标获取模块还用于从拍摄的调整后的单色画面中重新获取各像素点的亮度值及色坐标；
还包括检验单元，用于检验重新获取的亮度值及色坐标与所述初始参照值的差值是否在容差范围内；
所述单色补偿量计算单元还用于当所述检验单元的检验结果为不在容差范围内时以所述初始参照值为参照重新计算所述单色补偿量。
6.根据权利要求5所述的LED显示屏颜色亮度调整系统，其特征在于，所述容差范围的上下限分别为所述初始参照值的正负3%。
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