一种LED显示屏动态热力补偿校正方法、系统和计算机设备与流程

本技术涉及led显示，特别是涉及一种led显示屏动态热力补偿校正方法、系统和计算机设备。

背景技术：

1、led显示屏在工作过程中，灯珠会产生大量热量导致温升。由于led半导体材料的物理特性，其发光亮度随温度升高而发生衰减（即“热效应”），其中红色灯珠对温度最为敏感。为了保持显示屏的一致性和色彩均匀性，必须对这种热效应进行补偿。目前主要有以下方法：

2、1.静态热补偿法：预先在冷屏（常温）和热屏（稳定工作温度）状态下分别提取灯珠亮度，计算出一个固定的热力补偿系数。在生产线批量处理时，仅在冷屏状态下校正，然后叠加上述固定系数来模拟热态效果。参考专利文献cn117854425a，热力校正方法、装置、可读存储介质和显示控制设备。

3、2.多温度点插值补偿法：在多个不同的温度梯度下采集灯珠亮度数据，生成多组对应的热力补偿系数表。实际使用时，根据实时温度传感器数值，在相邻的两个系数表之间进行线性插值，以实现动态补偿。参考专利文献cn114927091a，一种led显示屏的热屏效应处理方法、装置及系统。

4、但是该方案有以下几种问题：

5、1.生产效率低下与能源浪费：“热态校正法”需要漫长的升温等待时间（通常需30分钟以上），且大批量校正时耗电量巨大，严重影响生产交付周期，增加了生产成本。

6、2.动态适应性差：“静态热补偿法”只能补偿从冷态到特定稳定热态之间的固定差值。然而，显示屏从开机到完全热稳定是一个渐进过程，且受环境温度影响，实际工作温度并非固定值。静态补偿无法解决中间过程及环境波动导致的亮度偏差。

7、3.硬件资源开销巨大：“多温度点插值补偿法”虽然能实现动态补偿，但由于逐点校正涉及屏幕每一个灯点的rgb系数，数据量极高。存储多组补偿系数表会占用大量的flash或fpga存储空间，对于高分辨率显示屏或成本敏感型的控制系统而言，这种硬件冗余往往是不可接受的。

8、4.计算复杂度高：多点插值法在实时运行时需要频繁调用多组海量数据进行插值计算，对控制系统的带宽和运算性能提出了较高要求。

技术实现思路

1、本技术提供一种led显示屏动态热力补偿校正方法、系统和计算机设备，旨在解决现有热力补偿技术中需存储多套系数表导致硬件开销大、插值计算复杂、动态适应性差以及生产效率低的问题。

2、第一方面，提供了一种led显示屏动态热力补偿校正方法，包括：

3、步骤s1，获取显示屏在冷屏温度下的第一亮度数据、以及在热屏温度下的第二亮度数据；根据同一灯点在所述第一亮度数据与第二亮度数据中对应的亮度值，计算每个灯点的原始衰减比率；对所述原始衰减比率进行归一化处理，得到该显示屏的热力补偿系数矩阵；

4、步骤s2，获取显示屏的实时温度；根据所述实时温度、所述冷屏温度、所述热屏温度，计算实时补偿比例；

5、步骤s3，基于所述热力补偿系数矩阵和所述实时补偿比例，通过预设的动态补偿模型，实时计算生成与当前温度对应的动态热力补偿系数；

6、步骤s4，将所述动态热力补偿系数与预先存储的原始逐点校正系数相融合，得到最终的实时校正系数，并作用于led显示屏的驱动控制芯片，以实现动态热力补偿。

7、上述方案中，可选地，所述步骤s1具体包括：

8、每个灯点的原始衰减比率的计算公式为：

9、；

10、其中，n表示r、g、b三色通道；表示冷屏温度下的第一亮度值，表示热屏温度下的第二亮度值；

11、计算全屏所有灯点原始衰减比率的平均值；

12、对所述原始衰减比率进行归一化处理，得到最终存储的单一热力补偿系数：

13、；

14、分别计算并保存三色对应的热力系数矩阵，以及温度常数和。

15、上述方案中，可选地，所述步骤s2具体包括：

16、在显示屏实际运行过程中，通过内置的温度传感器实时获取当前屏体温度；

17、分别针对r、g、b三色通道，根据当前温度相对于基准区间的位置，计算各颜色通道独立的实时热力补偿比例，其中，计算公式为：

18、；

19、其中，表示针对不同颜色灯珠热衰减曲线设置的非线性修正因子；clamp()表示将计算结果限定在[0,1]区间内；所述、、分别用于后续与对应颜色的热力补偿系数矩阵、、进行动态补偿系数计算。

20、上述方案中，可选地，所述步骤s3中，所述动态补偿模型为基于倒数空间的加权模型，其计算公式为：

21、；

22、其中，表示动态热力补偿系数；表示实时热力补偿比例；当冷屏时，，维持原始冷屏校正系数，不进行额外补偿；当热态稳定时，，完全应用热态补偿系数；

23、当时，随着当前温度的升高，在到之间平滑动态过渡。

24、上述方案中，可选地，所述步骤s4中，将实时生成的动态补偿系数与原始逐点校正系数进行融合，得到最终的实时校正系数：

25、；

26、将最终的实时校正系数作用于led显示屏的驱动控制芯片的输出控制，从而在全温度范围内实时抵消温升带来的亮度衰减，确保显示屏始终保持高度的亮度一致性。

27、上述方案中，可选地，所述步骤s3包括：

28、在算力受限的平台上，所述步骤s3中，动态热力补偿系数生成采用线性插值模型进行计算，其计算公式为：

29、；

30、其中，表示实时热力补偿比例；表示热力补偿系数；表示动态热力补偿系数。

31、上述方案中，可选地，所述步骤s2中，根据多个预设的温度标定点划分温度区间，在不同温度区间内，共用同一套所述热力补偿系数矩阵，但采用不同的映射斜率或非线性修正因子进行补偿计算。

32、上述方案中，可选地，所述步骤s2还包括：当无法获取实时温度t时，通过统计显示屏的显示负荷建立虚拟温升模型，计算得出虚拟温度，并将所述虚拟温度作为所述实时温度t代入计算。

33、第二方面，提供了一种led显示屏动态热力补偿校正系统，包括：

34、系数获取模块，用于获取显示屏在冷屏温度下的第一亮度数据、以及在热屏温度下的第二亮度数据；根据同一灯点在所述第一亮度数据与第二亮度数据中，计算每个灯点的原始衰减比率；对所述原始衰减比率进行归一化处理，得到该显示屏的热力补偿系数矩阵；

35、温度获取和补偿计算模块，用于获取显示屏的实时温度；根据所述实时温度、所述冷屏温度、所述热屏温度，计算实时补偿比例；

36、动态补偿系数生成模块，用于基于所述热力补偿系数矩阵和所述实时补偿比例，通过预设的动态补偿模型，实时计算生成与当前温度对应的动态热力补偿系数；

37、校正系数融合模块，用于将所述动态热力补偿系数与预先存储的原始逐点校正系数相融合，得到最终的实时校正系数，并作用于led显示屏的驱动控制芯片，以实现动态热力补偿。

38、第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述任一项方法的步骤。

39、相比现有技术，本技术至少具有以下有益效果：

40、本技术基于对现有技术问题的进一步分析和研究，认识到现有技术的核心矛盾在于“补偿精度”与“资源开销”之间的不可兼得。静态热补偿法虽资源开销低，但只能补偿冷热两个极端状态，无法适应开机升温过程和环境波动导致的动态温漂；多温度点插值补偿法虽能实现动态补偿，但需存储多套全屏系数表，导致硬件存储开销巨大（高分辨率屏幕可达数百mb），且实时运行时需频繁调用多组数据进行插值计算，对控制系统的带宽和运算性能提出了极高要求，在成本敏感型或资源受限的系统中难以落地。本技术仅需在冷屏温度和热屏温度两个极端状态下采集亮度数据，计算并归一化生成唯一一套热力补偿系数矩阵，从根本上避免了存储多套系数表带来的硬件冗余；通过引入实时温度变量和非线性修正因子，建立温度到补偿比例的连续映射关系，为动态补偿提供输入；通过构建基于倒数空间的动态补偿模型，利用单一矩阵即可推导出全温度区间内任意温度点所需的动态补偿系数，实现了从冷态到热态的连续平滑过渡，避免了传统插值法可能出现的亮度跳变；通过将动态补偿系数与原始逐点校正系数融合并作用于驱动芯片，完成全温域的实时亮度补偿。

41、本技术至少具有以下技术效果：

42、（1）存储开销极低：仅需存储一套热力补偿系数矩阵，相比多温度点插值法节省了数倍至数十倍的存储空间，解决了高分辨率显示屏或成本敏感型控制系统的硬件资源瓶颈。

43、（2）动态适应性强：通过实时温度驱动的连续补偿模型，能够自适应开机升温、环境温度波动等动态场景，确保全温域内亮度一致性，消除视觉上的“温漂”现象。

44、（3）计算复杂度低：补偿模型仅涉及基础四则运算，无需频繁调用多组系数表进行插值，对fpga或mcu的算力要求低，系统实时性高。

45、（4）生产效率提升：仅在冷热两个极端状态采集数据，避免了传统热态校正法长达30分钟以上的升温等待时间，大幅降低产线能耗和交付周期。