逐點(diǎn)校正技術(shù)組成

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市豐利源光電有限公司瀏覽：389

逐點(diǎn)校正技術(shù)組成

本文編輯：豐利源光電 來源：  時(shí)間：2012-06-27

    逐點(diǎn)校正技術(shù)可以分解為四個(gè)部分：①原始數(shù)據(jù)采集；②校正數(shù)據(jù)生成；③驅(qū)動(dòng)控制；④校正后的維護(hù)。以下led顯示屏生產(chǎn)廠家就這四個(gè)方面分別進(jìn)行分析闡述。

一、原始數(shù)據(jù)采集

原始數(shù)據(jù)采集是逐點(diǎn)校正的第一步，是較基礎(chǔ)的一步，也是發(fā)展較緩慢艱難的一步。按照采集參數(shù)看，可分為亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)兩種；按照采集對象分，可分為模塊級采集，箱體級采集與全屏分區(qū)域采集；按照采集環(huán)境分，可分為工廠模式采集與現(xiàn)場模式采集；

從采集的技術(shù)路線與工具的角度看，則大致可以分為以下幾個(gè)方向。

（1）機(jī)械裝置+光度探頭。即用機(jī)械傳動(dòng)裝置控制光度探頭依次逐個(gè)采集每顆燈點(diǎn)的數(shù)據(jù)。早期的實(shí)驗(yàn)裝置曾經(jīng)是屏體垂直于地面放置，用機(jī)架等間距移動(dòng)亮度計(jì)逐點(diǎn)測量。后來逐漸發(fā)展為機(jī)臺(tái)形式，模塊或單元板水平放置，探頭垂直采集數(shù)據(jù)。為提高效率，單個(gè)機(jī)臺(tái)可裝置多個(gè)探頭，以箱體為單位進(jìn)行采集。

這種采集方法的優(yōu)點(diǎn)在于精度高，但也有著致命的缺陷：效率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。此外，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場校正。近年來，隨著技術(shù)進(jìn)步，這種機(jī)臺(tái)式采集方法正漸漸地淡出歷史舞臺(tái)。

（2）數(shù)碼相機(jī)。利用數(shù)碼相機(jī)對燈點(diǎn)的成像灰度數(shù)據(jù)，來實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)校正，可說是當(dāng)前較廉價(jià)的采集解決方案。2008年以來，幾大顯示屏控制系統(tǒng)廠商均陸續(xù)大力投入研發(fā)力量，開發(fā)自己的相機(jī)采集系統(tǒng)，開展逐點(diǎn)校正的實(shí)踐，大大促進(jìn)了逐點(diǎn)校正技術(shù)的推廣和普及。

數(shù)碼相機(jī)方案的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備相對廉價(jià)，缺點(diǎn)在于精度低、穩(wěn)定度差，個(gè)體間一致性差異也很大，難以滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需求。此外，數(shù)碼相機(jī)方案多由控制系統(tǒng)廠商結(jié)合自身系統(tǒng)獨(dú)立開發(fā)，互不兼容。

（3）基于CCD的平面亮度/色度分布測量儀器。此類儀器的研發(fā)伴隨著**平板顯示產(chǎn)業(yè)的高速增長，其利用成像亮度測量原理，可高效獲取成像平面上任意區(qū)域的亮度/色度值。

這類設(shè)備精度高，穩(wěn)定性好，校正效果佳，但價(jià)格相對昂貴。

（4）工業(yè)CCD采集方案。上述幾個(gè)方向之外，還有一些基于工業(yè)相機(jī)的解決方案，多為顯示屏制造商自行開發(fā)，僅供內(nèi)部使用。 

工欲善其事，必先利其器。隨著采集工具的效率提高，功能增強(qiáng)，逐點(diǎn)校正的數(shù)據(jù)采集有了較廣泛的空間和可能性，從工廠延伸到了現(xiàn)場，從新屏延伸到了老屏，從平面屏擴(kuò)展到了弧形屏乃至異形屏。

二、校正數(shù)據(jù)的生成

校正數(shù)據(jù)的生成可分解為3個(gè)部分，一是原始數(shù)據(jù)修正處理，二是校正目標(biāo)值的設(shè)定，三是校正數(shù)據(jù)的計(jì)算生成。其中較重要的技術(shù)突破在于“原始數(shù)據(jù)修正處理”，尤其是現(xiàn)場校正環(huán)境下的數(shù)據(jù)修正。

1）原始數(shù)據(jù)修正處理

現(xiàn)場校正較簡單的一種情況是：平面屏，選擇顯示屏的較佳觀眾區(qū)域作為單一的數(shù)據(jù)采集機(jī)位，對led電子顯示屏全屏分區(qū)域依次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這樣采集到的數(shù)據(jù)必然帶有因觀察視角不同引入的系統(tǒng)誤差。采集數(shù)據(jù)呈現(xiàn)：垂直法線方向亮度高，偏離法線方向亮度下降，偏離角度越大，亮度越低的現(xiàn)象。

如果不加以修正，校正后的顯示屏必然將下部暗，上部亮；機(jī)位垂直方向暗，兩邊亮；偏離校正點(diǎn)觀看時(shí)，明暗出現(xiàn)失真。

而當(dāng)屏體是外弧形或現(xiàn)場環(huán)境限制，必須多機(jī)位才能完成采集時(shí)，由于不同機(jī)位采集視角不同，如不加修正，其接縫處必將出現(xiàn)明顯的分界線。

上述問題導(dǎo)致很多屏無法進(jìn)行現(xiàn)場校正。近來，有數(shù)碼相機(jī)方案采用鄰區(qū)對比反饋的方式，也有設(shè)備采用拍攝全屏圖像做參考的方式進(jìn)行修正。

三、驅(qū)動(dòng)控制

有了校正數(shù)據(jù)，還需要控制系統(tǒng)的正確應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)校正。

驅(qū)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)有兩種途徑：一為電流幅度控制，二為脈沖寬度控制（PWM方式）。由于電流幅度與亮度并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系，且電流的增減會(huì)引起LED芯片主波長的偏移，因此，電流控制應(yīng)用得越來越少，當(dāng)前逐點(diǎn)校正驅(qū)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的主要方式為調(diào)節(jié)脈寬。

國內(nèi)主要控制系統(tǒng)供應(yīng)商早已實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)的LED燈點(diǎn)差異性驅(qū)動(dòng)控制，只是由于通用采集設(shè)備的缺失，直到2008年，逐點(diǎn)校正仍是少數(shù)自有控制系統(tǒng)的行業(yè)*企業(yè)的*享技術(shù)優(yōu)勢。隨著采集設(shè)備的突破進(jìn)展，2008年還大部分停留在宣傳賣點(diǎn)上，無法實(shí)用起來的控制系統(tǒng)逐點(diǎn)校正功能，到2010年已逐漸成為控制系統(tǒng)入市的*利器。到今天，市場上的全彩顯示屏控制系統(tǒng)，不具備亮度逐點(diǎn)校正能力的已**。

但是，逐點(diǎn)校正的驅(qū)動(dòng)控制方面，也還存在有待完善的地方，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）校正的低輝及線性表現(xiàn)有待改善。

（2）目前具備色度校正功能的系統(tǒng)尚為數(shù)不多。

（3）校正后帶載點(diǎn)數(shù)有待擴(kuò)展。

此外，除了利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制外，還有一種技術(shù)思路是通過對**視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從信號(hào)源的層面實(shí)現(xiàn)校正?？煞譃橛布?shí)現(xiàn)與軟件實(shí)現(xiàn)兩種。硬件實(shí)現(xiàn)即在視頻信號(hào)源與控制系統(tǒng)之間加一個(gè)信號(hào)處理器，內(nèi)部存儲(chǔ)校正數(shù)據(jù)，對輸入的視頻流信號(hào)應(yīng)用校正數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算后輸出給控制系統(tǒng)。軟件實(shí)現(xiàn)即截取電腦為信號(hào)源的顯示數(shù)據(jù)流，加以校正數(shù)據(jù)運(yùn)算后輸出到DVI端口。

與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)校正相比較，由于DVI信號(hào)只有為8位，這種用**視頻處理器實(shí)現(xiàn)校正的方法將嚴(yán)重?fù)p失灰度，其低輝與線性表現(xiàn)不佳將是必然結(jié)果，且應(yīng)用色度校正時(shí)，也會(huì)因精度不足效果不理想。

期統(tǒng)計(jì)分析處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)修正的解決方案，徹底免除重復(fù)采集的環(huán)節(jié)。

此外還有現(xiàn)場樹木、電線乃至交通信號(hào)設(shè)置等的遮擋問題，不完整的圖像，缺失的燈點(diǎn)數(shù)據(jù)需要如何處理？這些都曾經(jīng)是現(xiàn)場校正難以逾越的障礙，如今已有成熟簡便的實(shí)用解決方案。

2）校正目標(biāo)值的設(shè)定

校正目標(biāo)值的設(shè)定也是逐點(diǎn)校正技術(shù)值得深入探討的一部分。眾所周知，亮度校正損失亮度，色度校正既損失亮度也會(huì)損失色域空間和色彩飽和度。那么如何設(shè)定合理的校正目標(biāo)亮度和色度值，結(jié)合客戶需求，在亮度、色域和均勻度之間找到較佳平衡點(diǎn)呢？

當(dāng)前，很多數(shù)碼相機(jī)校正方案，因?yàn)槿狈χ虚g數(shù)據(jù)，都將目標(biāo)值的設(shè)定環(huán)節(jié)放在采集之前，然而不同的顯示屏有著不同的較佳平衡點(diǎn)，尤其是色度校正，目標(biāo)值設(shè)定的不合理，將直接導(dǎo)致校正失?。『侠淼哪繕?biāo)值設(shè)定依賴采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，因此，將目標(biāo)值的設(shè)定放在采集完成之后，并提供各種輔助參數(shù)和圖線幫助用戶調(diào)整目標(biāo)值應(yīng)是較合理的方案。

四、led電子屏幕校正后的維護(hù)

逐點(diǎn)校正完成后，顯示屏的后續(xù)維護(hù)面臨著新的問題，如更換接收卡，更換模塊后的數(shù)據(jù)較新，以及顯示屏目標(biāo)亮度與色域調(diào)整等。

目前，很多逐點(diǎn)校正解決方案中，缺乏原始數(shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)，也無法復(fù)現(xiàn)校正時(shí)的參數(shù)設(shè)置與校正目標(biāo)值，校正后，保存下來可供后續(xù)維護(hù)的僅有校正數(shù)據(jù)文件。這種模式可以應(yīng)對接收卡更換的情況，對于模塊更換等其他維護(hù)需求則無能為力，只能現(xiàn)場重新采集，甚至是全屏采集。

也有進(jìn)口校正系統(tǒng)通過提供一種遮光筒式的現(xiàn)場模塊測量裝置，近距離覆蓋新更換的模塊，與周邊的模塊數(shù)據(jù)相比較得到新模塊的校正系數(shù)，來解決模塊更換后的數(shù)據(jù)較新。

上述的方法，都需要維護(hù)人員親臨現(xiàn)場，顯示屏的較終用戶無法自行完成維護(hù)工作。2010年，系統(tǒng)中增加了工程管理與模塊數(shù)據(jù)管理的功能，接收卡更換也好，模組更換也好，色域變換也好，都可以通過遠(yuǎn)程傳送一組新的數(shù)據(jù)給客戶來輕松實(shí)現(xiàn)。在該技術(shù)體系中，由于原始圖像、原始亮度數(shù)據(jù)、修正亮度數(shù)據(jù)等中間數(shù)據(jù)以及采集時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)都得以保存，使得后續(xù)的維護(hù)工作有史可查、有據(jù)可依，并提供靈活的數(shù)據(jù)微調(diào)工具，幫助客戶解決新?lián)Q上的備用模組因光衰和原屏不一致而出現(xiàn)亮塊補(bǔ)丁的問題，實(shí)現(xiàn)“修舊如舊”。


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