當(dāng)LED間存的光電學(xué)特性差異時(shí)，通常會(huì)造成LED顯示屏亮度色度不一致，容易對(duì)LED顯示屏的顯示質(zhì)量造成影響，嚴(yán)重時(shí)，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(bǔ)償?shù)那€，控制的參數(shù)進(jìn)而能改善顯示質(zhì)量。戶外全彩顯示屏運(yùn)用數(shù)字圖像處理的方法針對(duì)單個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行改善。

1 檢測(cè)原理

計(jì)算機(jī)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(jìn)行處理。處理過程主要包括LED 像素點(diǎn)的定位和亮度、色度的快速檢測(cè)兩部分。

1. 1 LED 像素點(diǎn)的定位

要確定LED 像素點(diǎn)的位置， 首先要對(duì)采集的LED 顯示屏圖像進(jìn)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(jí)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(huì)呈現(xiàn)多個(gè)峰值， 每個(gè)峰值對(duì)應(yīng)一種物體或是背景， 要將不同的物體分離開， 可以以谷值點(diǎn)為閾值來劃分相鄰峰值。

由于LED 顯示屏的點(diǎn)陣特性， 實(shí)際檢測(cè)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(duì)于這類情況， 采用式( 1) 的方差閾值法來自動(dòng)選擇分割閾值， 不僅效果好， 而且速度快。

式中T 表示分割閾值， w 0、w 1 分別表示灰度值小于T、大于T 的像素點(diǎn)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(jì)算出的閾值T 對(duì)圖2( a) 的灰度圖像進(jìn)行二值化處理后得到圖2( c) , 再對(duì)圖2( c) 分別進(jìn)行水平和垂直投影， 就可以計(jì)算出LED 像素點(diǎn)在顯示屏上的位置。

1. 2 LED 像素點(diǎn)亮度、色度的快速檢測(cè)

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(gè)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(jì)算出各像素點(diǎn)的相對(duì)亮度值。

根據(jù)色度學(xué)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(gè)像素點(diǎn)， 通過控制每個(gè)像素點(diǎn)中的某基色LED 的發(fā)光強(qiáng)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(huì)) rg 色度圖中， 色度坐標(biāo)反映的是三基色各自在三刺激值總量中的相對(duì)比例， 一組色度坐標(biāo)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(gè)像素點(diǎn)總是能在待測(cè)圖像中找到對(duì)應(yīng)的區(qū)域。因此， 可通過其對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)圖像數(shù)據(jù)中的RGB 值來確定該像素點(diǎn)的色度

設(shè)測(cè)得的LED 像素點(diǎn)的亮度值為Y1, 色度坐標(biāo)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(diǎn)。

為驗(yàn)證檢測(cè)方法的有效性， 筆者用Ava Spec- 2048 微型光譜儀對(duì)同一戶外全彩LED 顯示屏的單元模塊進(jìn)行了亮度和色度的對(duì)比測(cè)試。為減小計(jì)算量和方便調(diào)試， 筆者采用了CIE rg 色度坐標(biāo)系， 這與光譜儀采用的國際通用的CIE xy 色度坐標(biāo)系不同。因此， 測(cè)試時(shí)要對(duì)色度坐標(biāo)進(jìn)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(duì)三合一表貼戶外全彩LED 顯示屏的單元模塊中的LED 像素點(diǎn)進(jìn)行了算法測(cè)試。

以藍(lán)色為例。為更好地驗(yàn)證該檢測(cè)方法的有效性， 筆者對(duì)該LED 顯示單元模塊的某些像素點(diǎn)進(jìn)行了遮蔽處理。

由于LED 是自發(fā)光體， 并且發(fā)光強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與提供給它的驅(qū)動(dòng)電流成正比， 因此在驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試過程中， 通過合理控制驅(qū)動(dòng)電流， 可以盡量減小亮度差，以平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值來計(jì)算， 應(yīng)小于15%至20%?1- 2%.因此， 為方便后續(xù)的亮度校正， 實(shí)驗(yàn)對(duì)偏離整體亮度平均值5%以上的LED 像素點(diǎn)進(jìn)行定位和統(tǒng)計(jì)， 以求將這些偏離較大的像素點(diǎn)的亮度差值控制在10%以內(nèi)。在進(jìn)行色度檢測(cè)時(shí)， 本文參照麥克亞當(dāng)( D. L. MacAdam) 對(duì)顏色寬容度進(jìn)行量化的方法( 如圖3) , 對(duì)各LED 像素點(diǎn)的色度坐標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)， 求出這些色度坐標(biāo)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(diǎn)( 不同顏色d0 取值不同)。

筆者用AvaSpec- 2048 微型光譜儀對(duì)同一單元模塊進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試