本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED顯示裝置亮色度校正方法以及一種LED顯示裝置亮色度校正裝置。

背景技術(shù)：

21世紀以來，顯示行業(yè)得到空前發(fā)展，LED顯示屏也已遍布所有城市的中心廣場、商業(yè)大廈。LED顯示屏以其特有的色彩鮮艷、可視性高、功耗低等優(yōu)點備受人們好評，然而由于當前LED顯示屏制造工藝水平較低，使得生產(chǎn)出來的LED燈管自身存在較大的亮色度差異(例如同一生產(chǎn)批次LED，其亮度可能相差近50％，色度可能相差15～20nm)，而多個不同生產(chǎn)批次LED拼接的顯示屏，其亮色度差異就更加嚴重。這些亮色度差異對于人眼視覺來說是不可容忍的，所以新生產(chǎn)的或經(jīng)年使用的LED顯示屏需要進行有效的亮色度調(diào)節(jié)。

目前LED顯示屏行業(yè)內(nèi)針對存在亮色度差異的LED顯示屏處理方式主要利用相機、色度儀等測量設備結(jié)合逐點校正系統(tǒng)對顯示屏進行校正，消除LED燈點之間的亮色度差異，達到顯示屏亮色度的高度均勻一致性。其中，計算校正系數(shù)是其中的重要環(huán)節(jié)之一，假設用XYZ_T代表紅綠藍的目標亮色度值，XYZ_O代表紅綠藍的原始亮色度值，Coef為對應的校正系數(shù)，則XYZ_T＝Coef*XYZ_O，從而Coef＝XYZ_T*(XYZ_O)^-1。

實際中，校正目標值的色域會要求盡量損失小，但LED燈點能夠?qū)崿F(xiàn)的目標值只能位于其自身原始色域三角形內(nèi)部。否則該LED燈點無法達到目標值，其會對校正后效果有一定影響，如均勻性有所下降。

如圖1所示，色域三角形C1為LED原始色坐標R(紅)、G(綠)、B(藍)對應的原始色域三角形，色域三角形C2為設定的LED目標色坐標對應的目標色域三角形，也即目標色域三角形C2的至少一個頂點(例如圖1中的一個頂點，當然也可能是兩個甚至是三個頂點)位于原始色域三角形C1之外；可以看出該LED的綠色色坐標G通過校正并不能達到目標值。

現(xiàn)有技術(shù)中針對LED無法實現(xiàn)色度校正目標值的問題，其在色域上尋找離目標值最近的所能達到的色坐標。如圖2所示，RGB為LED紅綠藍的原始色坐標，E點為其要實現(xiàn)的綠色色坐標目標值；D點為該LED可實現(xiàn)的綠色色坐標，其離綠色色坐標目標值最為接近，也即為綠色色坐標目標值在原始色域三角形上一邊的垂足。

然而，前述現(xiàn)有技術(shù)只是在色坐標上尋找離目標值最近的燈點，其是在兩維上處理，并沒有考慮到亮度分量這個維度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明通過考慮到LED的亮色度值，在三維上尋找所能達到的最鄰近點，從而使得所能實現(xiàn)的顏色盡可能的接近目標亮色度值，進而使得顯示效果更好。

具體地，本發(fā)明實施例提出一種LED顯示裝置亮色度校正方法，其包括步驟：(i)獲取LED顯示裝置的多組原始亮色度值；(ii)利用相關(guān)于亮色度校正系數(shù)、原始亮色度和目標亮色度的目標函數(shù)并將所述亮色度校正系數(shù)的取值范圍作為約束條件，獲取在每一組所述原始亮色度值和設定的目標亮色度值代入所述目標函數(shù)時目標函數(shù)值最小時對應的亮色度校正系數(shù)；以及(iii)將獲取的亮色度校正系數(shù)上傳并存儲至所述LED顯示裝置的控制系統(tǒng)硬件。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述LED顯示裝置亮色度校正方法在步驟(i)之前還包括步驟：利用圖像采集設備采集所述LED顯示裝置基色的亮色度數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述LED顯示裝置亮色度校正方法在步驟(ii)之前還包括步驟：設定所述目標亮色度值、并使所述目標亮色度值中的色度值所對應的目標色域三角形和所述多組原始亮色度值中的一組或部分組原始亮色度值中的色度值所對應的原始色域三角形滿足關(guān)系：所述目標色域三角形的至少一個頂點位于所述原始色域三角形之外。

在本發(fā)明的一個實施例中，在步驟(ii)中，所述目標函數(shù)為亮色度校正系數(shù)和原始亮色度的乘積再和目標亮色度之差構(gòu)成的矩陣與該矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣的乘積。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述目標函數(shù)中的原始亮色度和目標亮色度均由CIE顏色空間的多個分量表示。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述CIE顏色空間的多個分量為CIE XYZ顏色空間的三刺激值或CIE Lab顏色空間的L、a及b分量。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述目標函數(shù)中的亮色度校正系數(shù)的取值范圍為大于或等于0且小于或等于1。

此外，本發(fā)明實施例還提出一種LED顯示裝置亮色度校正裝置，其包括：原始亮色度值獲取模塊、亮色度校正系數(shù)獲取模塊以及亮色度校正系數(shù)上傳模塊。其中，原始亮色度值獲取模塊，用于獲取測量得到的LED顯示裝置的多組原始亮色度值；亮色度校正系數(shù)獲取模塊，用于利用相關(guān)于亮色度校正系數(shù)、原始亮色度和目標亮色度的目標函數(shù)并將所述亮色度校正系數(shù)的取值范圍作為約束條件，獲取在每一組所述原始亮色度值和設定的目標亮色度值代入所述目標函數(shù)時目標函數(shù)值最小時對應的亮色度校正系數(shù)；以及亮色度校正系數(shù)上傳模塊，用于將獲取的亮色度校正系數(shù)上傳并存儲至所述LED顯示裝置的控制系統(tǒng)硬件。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述設定的目標亮色度值中的色度值所對應的目標色域三角形和所述多組原始亮色度值中的一組或部分組原始亮色度值中的色度值所對應的原始色域三角形滿足關(guān)系：所述目標色域三角形的至少一個頂點位于所述原始色域三角形之外。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述目標函數(shù)為亮色度校正系數(shù)和原始亮色度的乘積再和目標亮色度之差構(gòu)成的矩陣與該矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣的乘積，以及所述目標函數(shù)中的亮色度校正系數(shù)的取值范圍為大于或等于0且小于或等于1。

由上可知，本發(fā)明實施例通過利用約束條件計算目標函數(shù)最小時對應的各個顏色分量校正系數(shù)以在三維上尋找出所能達到的最鄰近點，從而使得所能實現(xiàn)的顏色盡可能的接近目標亮色度值，使得顯示效果更好

通過以下參考附圖的詳細說明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應當知道，該附圖僅僅為解釋的目的設計，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定。還應當知道，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖，它們僅僅力圖概念地說明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細的說明。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種原始色域三角形和目標色域三角形的關(guān)系示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種尋找離色坐標目標值最鄰近的可實現(xiàn)色坐標的原理圖。

圖3為本發(fā)明實施例的一種LED顯示裝置亮色度校正方法的步驟流程圖。

圖4為本發(fā)明實施例的一種LED顯示裝置亮色度校正裝置的功能模塊圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

作為舉例，本發(fā)明下述實施例中對于RGB全彩LED顯示裝置例如RGB全彩LED顯示屏的整體校正流程可分為：采集數(shù)據(jù)、設定目標值、生成并上傳校正系數(shù)三個步驟。

一、采集數(shù)據(jù)

使用圖像采集設備采集LED顯示屏屏體基色(紅、綠、藍)的原始數(shù)據(jù)以得到多組原始亮色度值，此處每一組原始亮色度值可以是對應單個LED燈點的一組亮色度測量值，也可以是對應某個亮色度均勻性較好的顯示區(qū)域(例如亮色度均勻性較好的單個LED燈板、單個LED箱體甚至是單個LED顯示分區(qū))的多個LED燈點的一組亮色度測量值。此外，獲取原始數(shù)據(jù)的方法有多種：通過分光型色度計一次次測得亮色度值Lxy，精度最高，但效率相對較低；或者通過帶XYZ濾片的工業(yè)相機獲得亮色度值Lxy，精度較高，效率較高，但是帶XYZ濾片的工業(yè)相機價格較貴；或者通過普通的彩色數(shù)碼相機獲得亮色度值Lxy，也即先通過彩色數(shù)碼相機獲取各LED燈點的RGB數(shù)值，然后轉(zhuǎn)換RGB數(shù)值為XYZ數(shù)值，進而得到亮色度值Lxy。其中，RGB數(shù)值到XYZ數(shù)值的轉(zhuǎn)換方法可為：模型法、查表法(LUT，Look up Table)、神經(jīng)網(wǎng)絡法等。

其中，模型法是通過建立一些數(shù)學模型，實現(xiàn)之間的線性或非線性變換。例如S-curve模型、Masking模型、GOG(Gain-Offset-Gamma)模型或多項式模型等。查表法是建立一個一維或三維(3D-LUT)的查找表，其采用內(nèi)插或外插的算法，找出之間的對應關(guān)系，落在采樣網(wǎng)格頂點上的點取值為頂點值，不在頂點上的點采用周圍最近的頂點值通過插值算法獲得。神經(jīng)網(wǎng)絡方法就是利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡非線性變換的特性，建立起(正向網(wǎng)絡)的映射關(guān)系。適當?shù)倪x取網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和訓練樣本集的空間分布，可以得到較高的精度。

二、設定目標值

由于各個LED燈點的亮色度值不一致，為了使得校正后屏體均勻一致，所以每個LED燈點都必須校正到一個統(tǒng)一的亮色度值，即目標亮色度值。一般而言，目標亮色度值和校正前的亮色度值(或稱原始亮色度值)相比，亮色度會有一定比例的衰減，這樣才能使各個LED燈點通過補色達到目標亮色度值，具體的目標亮色度值的設定方法可參考西安諾瓦電子科技有限公司在2015年02月10日申請的申請?zhí)枮?01510070021.5、發(fā)明名稱為“LED顯示屏亮色度校正方法及亮色度校正系數(shù)生成裝置”的發(fā)明專利申請說明書中記載的公共亮度目標值和公共色度目標值的設定方法，但本發(fā)明并不以此為限。簡而言之，對于所設定的目標亮色度值，只要所獲取的多組原始亮色度值中的某一組或部分組原始亮色度值中的原始色度值所對應的原始色域三角形和目標亮色度值中的目標色度值對應的目標色域三角形滿足關(guān)系【該目標色域三角形的至少一個頂點位于該原始色域三角形之外】均為本發(fā)明適用的情形。當然，可以理解的是，如果設定的目標亮色度值使得目標色域三角形完全位于所有原始色域三角形的內(nèi)部，則同樣可以使用本發(fā)明實施例提出的亮色度校正方法(尤其是后續(xù)亮色度校正系數(shù)的計算方法)，只是在該種情形下不會出現(xiàn)背景技術(shù)中提及的“LED色坐標通過校正并不能達到目標值”的技術(shù)問題而已。

三、生成并上傳校正系數(shù)

假設用XYZ_T代表紅綠藍的目標亮色度值，XYZ_O代表紅綠藍的原始亮色度值，Coef為對應的校正系數(shù)，則得到方程式：XYZ_T＝Coef*XYZ_O。

將上述方程擴展起來如下：

其中，R_LED_in、G_LED_in及B_LED_in分別代表校正前測量得到的紅色、綠色及藍色LED的亮色度值(原始亮色度值，例如均由XYZ三刺激值表示)，R_LED_out、G_LED_out及B_LED_out分別代表需要達到的紅色、綠色及藍色LED的亮色度值(目標亮色度值，例如均由XYZ三刺激值表示)，a₁₁為屏體顯示紅色時主色紅色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)紅色亮度分量)，a₁₂及a₁₃分別為屏體顯示紅色時補色綠色LED及補色藍色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)紅色色度分量)，a₂₁為屏體顯示綠色時主色綠色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)綠色亮度分量)，a₂₂及a₂₃分別為屏體顯示綠色時補色藍色LED及補色紅色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)綠色色度分量)，a₃₁為屏體顯示藍色時主色藍色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)藍色亮度分量)，a₃₂及a₃₃分別為屏體顯示藍色時補色紅色LED及補色綠色LED的校正系數(shù)(或稱校正系數(shù)藍色色度分量)。

具體的，本實施例采用在三維上尋找離目標值最鄰近點的方法可以在CIE XYZ顏色空間內(nèi)進行，也可以在其他顏色空間內(nèi)進行例如CIE Lab顏色空間等CIE顏色空間。

本實施例中，以在CIE XYZ顏色空間內(nèi)尋找離目標值最鄰近點作為舉例，其可得到數(shù)學模型如下，在約束條件所表示的可行域內(nèi)求解目標函數(shù)的最優(yōu)解：

目標函數(shù)：

f＝(Coef*XYZ_O-XYZ_T)*(Coef*XYZ_O-XYZ_T)^T，也即目標函數(shù)為亮色度校正系數(shù)和原始亮色度的乘積再和目標亮色度之差構(gòu)成的矩陣與該矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣的乘積；其中，原始亮色度值和目標亮色度值的表示方式相關(guān)于所采用的顏色空間，例如是由CIE XYZ顏色空間的三刺激值XYZ表示，CIE Lab顏色空間的L、a及b三個分量表示等等。

約束條件：對應的校正系數(shù)各個分量大于或等于0且小于或等于1，例如上述為3×3矩陣的校正系數(shù)中的各個亮色度分量a₁₁、a₁₂、a₁₃、a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₃₁、a₃₂及a₃₃的取值范圍均設為大于或等于0且小于或等于1；不過此處值得一提的是，校正系數(shù)并不限于所述的3×3矩陣，也可以是其他合適的矩陣例如1×9矩陣等。

以某綠色LED燈點為例：

f＝(Coef_G*XYZ_O-XYZ_T)*(Coef_G*XYZ_O-XYZ_T)^T

＝(a₂₁*X_OR+a₂₂*X_OG+a₂₃X_OB-X_T)²+(a₂₁*Y_OR+a₂₂*Y_OG+a₂₃Y_OB-Y_T)²

+(a₂₁*Z_OR+a₂₂*Z_OG+a₂₃Z_OB-X_T)²

其中，X_OR、Y_OR及Z_OR分別代表紅色原始亮色度值R_LED_in的三刺激值中的X分量、Y分量及Z分量，X_OG、Y_OG及Z_OG分別代表綠色原始亮色度值G_LED_in的三刺激值中的X分量、Y分量及Z分量，X_OB、Y_OB及Y_OB分別代表藍色原始亮色度值B_LED_in的三刺激值中的X分量、Y分量及Z分量，X_T代表R_LED_out、G_LED_out和B_LED_out的三刺激值中的X分量，Y_T代表R_LED_out、G_LED_out和B_LED_out的三刺激值中的Y分量，以及Z_T代表R_LED_out、G_LED_out和B_LED_out的三刺激值中的Z分量，

通過上述目標函數(shù)和約束條件，計算得出目標函數(shù)值最小時對應的綠色校正系數(shù)a₂₁、a₂₂及a₂₃；以此類推，也可以求解出紅色和藍色校正系數(shù)。由此可見，本實施例是每個顏色分量(紅色、綠色、藍色)的校正系數(shù)的計算是分別進行的。

之后，將得到的校正系數(shù)上傳到LED顯示裝置的控制系統(tǒng)硬件(例如接收卡或稱掃描卡)上進行存儲，即可實現(xiàn)對LED顯示裝置的亮色度校正，整個亮色度校正的步驟可歸納為圖3所示。另外，值得一提的是，本發(fā)明提出的前述LED顯示裝置亮色度校正方法并不限于應用于RGB三基色LED顯示裝置的亮色度校正，也可以應用于雙基色或更多基色LED顯示裝置的亮色度校正；并且此處的LED顯示裝置可以是LED顯示屏、LED箱體甚至是LED燈板。

最后，參見圖4，本發(fā)明實施例還提出一種LED顯示裝置亮色度校正裝置40，其例如由執(zhí)行于計算機系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)并包括：原始亮色度值獲取模塊41、亮色度校正系數(shù)獲取模塊43以及亮色度校正系數(shù)上傳模塊45。其中，原始亮色度值獲取模塊41用于獲取測量得到的LED顯示裝置的多組原始亮色度值；亮色度校正系數(shù)獲取模塊43用于利用相關(guān)于亮色度校正系數(shù)、原始亮色度和目標亮色度的目標函數(shù)并將所述亮色度校正系數(shù)的取值范圍作為約束條件，獲取在每一組所述原始亮色度值和設定的目標亮色度值代入所述目標函數(shù)時目標函數(shù)值最小時對應的亮色度校正系數(shù)；以及亮色度校正系數(shù)上傳模塊45用于將獲取的亮色度校正系數(shù)上傳并存儲至所述LED顯示裝置的控制系統(tǒng)硬件。至于各個功能模塊41、43及45的功能細節(jié)可參見前述方法步驟中的描述，在此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明實施例通過利用約束條件計算目標函數(shù)最小時對應的各個顏色分量校正系數(shù)以在三維上尋找出所能達到的最鄰近點，從而使得所能實現(xiàn)的顏色盡可能的接近目標亮色度值，使得顯示效果更好。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。