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一种检测户外全彩LED显示屏的新型方法介绍

导读: 本文从户外全彩LED显示屏整体着手,运用数字图像处理的方法对显示屏上的每个LED像素点进行快速检测,目的在于提高检测速度和准确度,从而改善户外全彩LED显示屏的显示效果。

  LED(LightEmittingDiode,发光二极管)是当今世界发展最为快速的产业之一。LED高亮度、低能耗、长寿命的特点使得LED显示屏在户外平板显示领域优势明显。但是,LED间存在的光、电学特性差异通常会引起LED显示屏亮度、色度不一致,进而破坏显示屏的白平衡,降低显示品质,严重时还会造成花屏、马赛克等问题。在解决这一问题时,以往的研究主要集中在单个LED的光电学特性差异上面,目的在于找到RGB(红、绿、蓝)三基色LED合适的补偿曲线以修正其驱动控制参数来改善显示效果。这类检测和校正方案能较好解决花屏、马赛克等严重问题。可是,即便是同一基色、同一批次的LED间也存在特性差异,且LED全彩显示屏包含的LED像素点多,在生产、制造的过程中都难免会出现各种问题,将导致某个LED像素点不亮,或产生亮度、色度差。所以,这类检测方案对单个LED像素点的校正效果较差,显示效果改善有限。作为补偿方案,人工目测也只能检测出个别差异明显的LED像素点,且对检测人员的调试经验要求较高;同时,LED的高亮度也加大了检测人员的工作强度,致使检测效率低。

  因此,本文从户外全彩LED显示屏整体着手,运用数字图像处理的方法对显示屏上的每个LED像素点进行快速检测,目的在于提高检测速度和准确度,从而改善户外全彩LED显示屏的显示效果。

  1、 检测原理

  如图1所示,计算机通过图像采集/控制模块将CCD(ChargeCoupledDevices,电荷耦合器件)传感器采集到的LED显示屏的显示图像进行处理。处理过程主要包括LED像素点的定位和亮度、色度的快速检测两部分。

  1.1 LED像素点的定位

  要确定LED像素点的位置,首先要对采集的LED显示屏图像进行二值化。由基于直方图的图像阈值分割方法可以知道:图像由可以分离的具有不同灰度等级的一种或多种物体和背景组成。根据这一原理,图像的直方图中将会呈现多个峰值,每个峰值对应一种物体或是背景,要将不同的物体分离开,可以以谷值点为阈值来划分相邻峰值。

  由于LED显示屏的点阵特性,实际检测中发现采集的图像(如图2(a)其灰度直方图(如图2(b))双峰分布特征十分明显。对于这类情况,采用式(1)的最大方差阈值法来自动选择分割阈值,不仅效果好,而且速度快。

图1 检测系统组成原理图

  式中T表示分割阈值,w0、w1分别表示灰度值小于T、大于T的像素点在图像中所占的比重, 0、1分别表示图像整体的灰度平均值、灰度值小于T的那部分图像的灰度平均值、灰度值大于T的那部分图像的灰度平均值。

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