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逐点校正技术组成

信息来源:LED透明屏厂家我司     编辑:LED显示屏厂家_万博体育manbetx官网
逐点校正技术可以分解为四个部分:①原始数据采集;②校正数据生成;③驱动控制;④校正后的维护。以下led显示屏生产厂家就这四个方面分别进行分析阐述。
一、原始数据采集
原始数据采集是逐点校正的第一步,是最基础的一步,也是发展最缓慢艰难的一步。按照采集参数看,可分为亮度数据和色度数据两种;按照采集对象分,可分为模块级采集,箱体级采集与全屏分区域采集;按照采集环境分,可分为工厂模式采集与现场模式采集;
从采集的技术路线与工具的角度看,则大致可以分为以下几个方向。
(1)机械装置+光度探头。即用机械传动装置控制光度探头依次逐个采集每颗灯点的数据。早期的实验装置曾经是屏体垂直于地面放置,用机架等间距移动亮度计逐点测量。后来逐渐发展为机台形式,模块或单元板水平放置,探头垂直采集数据。为提高效率,单个机台可装置多个探头,以箱体为单位进行采集。
这种采集方法的优点在于精度高,但也有着致命的缺陷:效率低,难以实现大规模工业化应用。此外,无法实现现场校正。近年来,随着技术进步,这种机台式采集方法正渐渐地淡出历史舞台。
(2)数码相机。利用数码相机对灯点的成像灰度数据,来实现逐点校正,可说是当前最廉价的采集解决方案。2008年以来,几大显示屏控制系统厂商均陆续大力投入研发力量,开发自己的相机采集系统,开展逐点校正的实践,大大促进了逐点校正技术的推广和普及。
数码相机方案的优点在于设备相对廉价,缺点在于精度低、稳定度差,个体间一致性差异也很大,难以满足大规模工业生产的需求。此外,数码相机方案多由控制系统厂商结合自身系统独立开发,互不兼容。
(3)基于CCD的平面亮度/色度分布测量仪器。此类仪器的研发伴随着全球平板显示产业的高速增长,其利用成像亮度测量原理,可高效获取成像平面上任意区域的亮度/色度值。
这类设备精度高,稳定性好,校正效果佳,但价格相对昂贵。
(4)工业CCD采集方案。上述几个方向之外,还有一些基于工业相机的解决方案,多为显示屏制造商自行开发,仅供内部使用。 
工欲善其事,必先利其器。随着采集工具的效率提高,功能增强,逐点校正的数据采集有了更广泛的空间和可能性,从工厂延伸到了现场,从新屏延伸到了老屏,从平面屏扩展到了弧形屏乃至异形屏。
二、校正数据的生成
校正数据的生成可分解为3个部分,一是原始数据修正处理,二是校正目标值的设定,三是校正数据的计算生成。其中最重要的技术突破在于“原始数据修正处理”,尤其是现场校正环境下的数据修正。
1)原始数据修正处理
现场校正最简单的一种情况是:平面屏,选择显示屏的最佳观众区域作为单一的数据采集机位,对led电子显示屏全屏分区域依次进行数据采集。这样采集到的数据必然带有因观察视角不同引入的系统误差。采集数据呈现:垂直法线方向亮度高,偏离法线方向亮度下降,偏离角度越大,亮度越低的现象。
如果不加以修正,校正后的显示屏必然将下部暗,上部亮;机位垂直方向暗,两边亮;偏离校正点观看时,明暗出现失真。
而当屏体是外弧形或现场环境限制,必须多机位才能完成采集时,由于不同机位采集视角不同,如不加修正,其接缝处必将出现明显的分界线。
上述问题导致很多屏无法进行现场校正。近来,有数码相机方案采用邻区对比反馈的方式,也有设备采用拍摄全屏图像做参考的方式进行修正。
三、驱动控制
有了校正数据,还需要控制系统的正确应用,才能实现逐点校正。驱动控制的实现有两种途径:一为电流幅度控制,二为脉冲宽度控制(PWM方式)。由于电流幅度与亮度并不是严格的线性关系,且电流的增减会引起LED芯片主波长的偏移,因此,电流控制应用得越来越少,当前逐点校正驱动控制实现的主要方式为调节脉宽。国内主要控制系统供应商早已实现逐点的LED灯点差异性驱动控制,只是由于通用采集设备的缺失,直到2008年,逐点校正仍是少数自有控制系统的行业领军企业的独享技术优势。随着采集设备的突破进展,2008年还大部分停留在宣传卖点上,无法实用起来的控制系统逐点校正功能,到2010年已逐渐成为控制系统入市的必备利器。到今天,市场上的全彩显示屏控制系统,不具备亮度逐点校正能力的已寥寥无几。但是,逐点校正的驱动控制方面,也还存在有待完善的地方,表现在以下几个方面。
(1)校正的低辉及线性表现有待改善。
(2)目前具备色度校正功能的系统尚为数不多。
(3)校正后带载点数有待扩展。
此外,除了利用控制系统实现驱动控制外,还有一种技术思路是通过对前端视频流进行实时处理,从信号源的层面实现校正。可分为硬件实现与软件实现两种。硬件实现即在视频信号源与控制系统之间加一个信号处理器,内部存储校正数据,对输入的视频流信号应用校正数据进行实时运算后输出给控制系统。软件实现即截取电脑为信号源的显示数据流,加以校正数据运算后输出到DVI端口。
与控制系统实现校正相比较,由于DVI信号只有为8位,这种用前端视频处理器实现校正的方法将严重损失灰度,其低辉与线性表现不佳将是必然结果,且应用色度校正时,也会因精度不足效果不理想。
期统计分析处理实现数据修正的解决方案,彻底免除重复采集的环节。此外还有现场树木、电线乃至交通信号设置等的遮挡问题,不完整的图像,缺失的灯点数据需要如何处理?这些都曾经是现场校正难以逾越的障碍,如今已有成熟简便的实用解决方案。
2)校正目标值的设定
校正目标值的设定也是逐点校正技术值得深入探讨的一部分。众所周知,亮度校正损失亮度,色度校正既损失亮度也会损失色域空间和色彩饱和度。那么如何设定合理的校正目标亮度和色度值,结合客户需求,在亮度、色域和均匀度之间找到最佳平衡点呢?当前,很多数码相机校正方案,因为缺乏中间数据,都将目标值的设定环节放在采集之前,然而不同的显示屏有着不同的最佳平衡点,尤其是色度校正,目标值设定的不合理,将直接导致校正失败!合理的目标值设定依赖采集数据的统计分析,因此,将目标值的设定放在采集完成之后,并提供各种辅助参数和图线帮助用户调整目标值应是更合理的方案。
四、led电子屏幕校正后的维护
逐点校正完成后,显示屏的后续维护面临着新的问题,如更换接收卡,更换模块后的数据更新,以及显示屏目标亮度与色域调整等。目前,很多逐点校正解决方案中,缺乏原始数据和中间数据,也无法复现校正时的参数设置与校正目标值,校正后,保存下来可供后续维护的仅有校正数据文件。这种模式可以应对接收卡更换的情况,对于模块更换等其他维护需求则无能为力,只能现场重新采集,甚至是全屏采集。也有进口校正系统通过提供一种遮光筒式的现场模块测量装置,近距离覆盖新更换的模块,与周边的模块数据相比较得到新模块的校正系数,来解决模块更换后的数据更新。

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