消除相机曲面对灯点图像影响的方法及显示屏校正方法与流程

1.本发明涉及显示屏校正领域，尤其涉及一种消除相机曲面对灯点图像影响的方法及显示屏校正方法。


背景技术：

2.现有技术中，使用工业相机进行校正处理时，拍摄出的测光图像(灯点图像)存在屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题，具体原因是由于相机镜头是一个曲面，进行拍摄的过程中，光线透过镜头的光学效应不同以及led灯的视角等问题(每个灯在不同视角下，亮度都会不一致)，因此得到的测光图像(灯点图像)在后续进行校正过程，直接影响到led显示屏的校正效果。因此本领域技术人员亟需寻找一种新的技术方案来解决上述的问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种消除相机曲面对灯点图像影响的方法及装置、显示屏校正方法及校正设备、以及一种计算机设备，以消除相机曲面对灯点图像的灯点亮度值的影响，解决用相机拍摄得到的灯点图像中存在的led显示屏屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题，进而提高后续led显示屏的校正效果。
4.本发明提供的消除相机曲面对灯点图像影响的方法，方法包括：
5.获取灯点图像，灯点图像为利用相机拍摄的led显示屏的led灯点图像；
6.对灯点图像中的led灯点进行识别，获得每个led灯点的位置坐标及初始亮度；
7.根据预设的目标亮度-位置坐标对应关系，以及每个led灯点的位置坐标，得到每个led灯点的第一目标亮度；
8.根据每个led灯点的第一目标亮度，获取第一目标亮度均值；
9.分别计算每个led灯点的第一目标亮度与第一目标亮度均值的比值，得到每个led灯点的校准值；
10.分别计算每个led灯点的初始亮度与校准值的比值，得到每个led灯点的第二目标亮度；
11.将灯点图像中每个led灯点的亮度调整为第二目标亮度，生成校准后灯点图像。
12.进一步的，每个led灯点的位置坐标表示为(x,y)，预设的目标亮度-位置坐标对应关系通过预设的曲面方程确定，曲面方程表达式为：
13.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)，其中l
′
为第一目标亮度，c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8为预设参数。
14.进一步的，方法还包括：
15.对曲面方程表达式
16.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)进行化简，得到
17.l
′
＝a1x3y3 a2x3y2 a3x3y a4x3 a5x2y3 a6x2y2 a7x2y a8x2 a9xy3 a
10
xy2 a
11
xy a
12
x a
13
y3 a
14
y2 a
15
y a
16
；
18.从所述灯点图像中随机选取预设数量的led灯点，将预设数量的led灯点的位置坐标以及初始亮度，代入到简化后的预设的目标亮度-位置坐标对应关系的表达式中，得到参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
的值。
19.进一步的，初始亮度为：在校正图像中led灯点位置处的像素值。
20.本发明还提供一种led显示屏校正方法，方法包括：
21.获取灯点图像；
22.根据上述的消除相机曲面对灯点图像影响的方法，对灯点图像进行校准，以消除相机曲面对灯点图像影响，生成校准灯点图像；
23.根据校准后灯点图像以及预设的灯点亮度目标值，获得每个led灯点的校正系数，将校正系数发送至led显示屏的接收卡中，以对led显示屏进行校正。
24.进一步的，根据校准后灯点图像以及预设的灯点亮度目标值，获得每个led灯点的校正系数包括：
25.对校准后灯点图像进行识别，获取校准后灯点图像中每个led灯点的亮度值作为待校正亮度值；
26.计算灯点亮度目标值与每个led灯点的待校正亮度值的比值，得到每个led灯点的校正系数。
27.本发明还提供一种消除相机曲面对灯点图像影响的装置，装置包括灯点图像获取模块、led灯点识别模块、第一目标亮度获取模块、第二亮度目标获取模块以及图像校准模块，其中：
28.灯点图像获取模块，与led灯点识别模块连接，用于获取灯点图像，灯点图像为利用相机拍摄的led显示屏的led灯点图像；
29.led灯点识别模块，与第一目标亮度获取模块连接，用于对灯点图像中的led灯点进行识别，获得每个led灯点的位置坐标及初始亮度；
30.第一目标亮度获取模块，与第二目标亮度获取模块连接，用于根据预设的目标亮度-位置坐标对应关系，以及每个led灯点的位置坐标，得到每个led灯点的第一目标亮度；
31.第二目标亮度获取模块，与图像校准模块连接，用于根据每个led灯点的第一目标亮度，获取第一目标亮度均值，分别计算每个led灯点的第一目标亮度与第一目标亮度均值的比值，得到每个led灯点的校准值，分别计算每个led灯点的初始亮度与校准值的比值，得到每个led灯点的第二目标亮度；
32.图像校准模块，用于将灯点图像中每个led灯点的亮度调整为第二目标亮度，生成校准后灯点图像。
33.进一步的，每个led灯点的位置坐标表示为(x,y)，预设的目标亮度-位置坐标对应关系通过预设的曲面方程确定，曲面方程表达式为：l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)，其中l
′
为第一目标亮度，c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8为预设参数，装置还包括目标亮度-位置坐标对应关系获取模块，其中：
34.目标亮度-位置坐标对应关系获取模块，与第一目标亮度获取模块连接，用于对曲面方程表达式
35.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)进行化简，得到
36.l
′
＝a1x3y3 a2x3y2 a3x3y a4x3 a5x2y3 a6x2y2 a7x2y a8x2 a9xy3 a
10
xy2 a
11
xy a
12
x
存储器、703-通信总线。
具体实施方式
53.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
54.在本发明的一种实施例中，如图1所示，公开了一种消除相机曲面对灯点图像影响的方法，具体的，方法包括以下步骤：
55.步骤s101：获取灯点图像。
56.其中，灯点图像为利用相机拍摄的led显示屏的led灯点图像。
57.具体的，相机为工业相机，可以为ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)相机或cmos(complementary metal-oxide-semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。在利用相机拍摄时，需要先将led显示屏点亮，再拍摄得到灯点图像。
58.步骤s102：对灯点图像中的led灯点进行识别，获得每个led灯点的位置坐标及初始亮度。
59.led显示屏由若干个led灯点组成，若干个led灯点以矩阵的形式排列。对灯点图像中的led灯点进行扫描识别，即能够识别出各个led灯点在校正图像中的位置坐标，同时获取每个led灯点的亮度值记为初始亮度。进一步的，可以将每个led灯点的位置坐标及初始亮度表示为(x，y,l)，其中x表示led灯点在灯点图像中的的横坐标，y表示led灯点的在灯点图像上的纵坐标，l表示初始亮度。由于led灯点是以矩阵形式排列，对于第m行第n列位置处的led灯点，其位置坐标为(m,n)。
60.具体的，在本实施例中，上述得到的led灯点的初始亮度，为该led灯点在灯点图像所在位置处的像素值，因此在对led灯点进行识别时，通过获得每个led灯点的位置坐标，并扫描得到该位置坐标处的像素值即可得到led灯点的初始亮度。
61.步骤s103：根据预设的目标亮度-位置坐标对应关系，以及每个led灯点的位置坐标，得到每个led灯点的第一目标亮度。
62.在本实施例中，预设的目标亮度-位置坐标对应关系是由技术人员预先对相机镜头曲面进行分析得到的。
63.如图2所示，为相机镜头曲面示意图。其中，x轴、y轴表示像素点的位置，z轴表示相机镜头的光电转换效率。由于不同像素点的光电转换效率不同，呈现边缘光电转换效率高，中间光电转换效率低，因而造成拍摄得到的灯点图像边缘亮中间暗、边缘发黄的问题。
64.在本发明实施例中将每个led灯点的位置坐标表示为(x,y)，经过对图2进行分析模拟，得到预设的目标亮度-位置坐标对应关系的曲面方程表达式，该表达式为：
65.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)；
66.其中l
′
为第一目标亮度，c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8为预设参数。
67.进一步的，在步骤s103步骤之前，方法还包括以下步骤：
68.对曲面方程表达式：
69.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)进行化简，得到
70.l
′
＝a1x3y3 a2x3y2 a3x3y a4x3 a5x2y3 a6x2y2 a7x2y a8x2 a9xy3 a
10
xy2 a
11
xy a
12
x a
13
y3 a
14
y2 a
15
y a
16
；
71.其中a1＝c1c5；a2＝c1c6；a3＝c1c7；a4＝c1c8；a5＝c2c5；a6＝c2c6；a7＝c2c7；a8＝c2c8；a9＝c3c5；a
10
＝c3c6；a
11
＝c3c7；a
12
＝c3c8；a
13
＝c4c5；a
14
＝c4c6；a
15
＝c4c7；a
16
＝c4c8。
72.从灯点图像中随机选取预设数量的led灯点，将预设数量的led灯点的位置坐标以及初始亮度，代入到简化后的预设的目标亮度-位置坐标对应关系的表达式中，得到参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
的值。
73.在本步骤中，随机选取的led灯点的数量由未知参数的数量确定，能够求解出全部未知参数即可。
74.进一步的，由于未知参数共计有16个(a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
)，求解这些未知参数至少需要从校正图像中随机选取16个led灯点。在计算出参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
的值之后，将参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
的值代入到方程：
75.l
′
＝a1x3y3 a2x3y2 a3x3y a4x3 a5x2y3 a6x2y2 a7x2y a8x2 a9xy3 a
10
xy2 a
11
xy a
12
x a
13
y3 a
14
y2 a
15
y a
16
中，即得到已知参数的曲面方程(目标亮度-位置坐标对应关系)。
76.再利用已知参数的曲面方程(目标亮度-位置坐标对应关系)，将每个led灯点的位置坐标代入到已知参数的曲面方程(目标亮度-位置坐标对应关系)中，计算得到灯点图像上的每个led灯点的第一目标亮度l
′
。
77.进一步的，在一种实现方式中，可以按照每个led灯点的位置坐标，将灯点图像上每个led灯点的第一目标亮度l
′
以矩阵的形式表示。
78.步骤s104：根据每个led灯点的第一目标亮度，获取第一目标亮度均值，分别计算每个led灯点的第一目标亮度与第一目标亮度均值的比值，得到每个led灯点的校准值；分别计算每个led灯点的初始亮度与校准值的比值，得到每个led灯点的第二目标亮度。
79.具体的，应该可以理解的，根据每个led灯点的第一目标亮度，获取第一目标亮度均值，即为将灯点图像中全部led灯点的第一目标亮度相加，之后再除以灯点图像中led灯点的总数量。
80.第一目标亮度用符号l
′
表示，第一目标亮度均值用符号l
′
均
表示，第二目标亮度用符号l"表示，校准值用s
′
表示，则
81.通过步骤s104，即能够将灯点图像中之前在曲面状态下各个led灯点的亮度(初始亮度)转换成平面状态下各个led灯点的亮度(第二目标亮度)，该第二目标亮度就是led显示屏中led灯点的实际亮度。
82.同样的，可以按照每个led灯点的位置坐标，将灯点图像上每个led灯点的第二目标亮度l"以矩阵的形式表示。
83.步骤s105：将灯点图像中每个led灯点的亮度调整为第二目标亮度，生成校准后灯点图像。
84.在本实施例中，将灯点图像中每个led灯点的亮度值调整为第二目标亮度，生成校准后灯点图像，采用本发明中的消除相机曲面对灯点图像影响的方法后，将之前的曲面状态下各个led灯点的亮度转换成平面状态下各个led灯点的亮度，从而消除相机曲面对灯点
图像中灯点亮度值的影响，解决灯点图像中led显示屏屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题，进而能够保证后续的校正效果。
85.在本发明的又一种实施例中，如图3所示，本发明还提供一种led显示屏校正方法，方法包括：
86.步骤s301：获取灯点图像；
87.步骤s302：根据上述的消除相机曲面对灯点图像影响的方法，对灯点图像进行校准，以消除相机曲面对所述灯点图像影响，生成校准后的灯点图像；
88.步骤s303：根据校准后灯点图像以及预设的灯点亮度目标值，获得每个led灯点的校正系数，将校正系数发送至led显示屏的接收卡中，以对led显示屏进行校正。
89.具体的，在本实施例中，灯点亮度目标值由技术人员根据实际需求预先设置，本发明对此不作限制。
90.采用本发明提供的led显示屏校正方法，能够消除相机曲面对拍摄得到的灯点图像中灯点亮度值的影响，解决校正图像中led显示屏屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题，利用消除相机曲面影响的校准后灯点图像进行led显示屏校正处理，能够有效提高led显示屏的校正效果。
91.在上述实施例的一种实现方式中，根据校准后灯点图像以及预设的灯点亮度目标值，获得每个led灯点的校正系数包括：
92.对校准后灯点图像进行识别，获取校准后灯点图像中每个led灯点的亮度值作为待校正亮度值；
93.计算灯点亮度目标值与每个led灯点的待校正亮度值的比值，得到每个led灯点的校正系数。
94.在本发明的又一种实施例中，如图4所示，还提供一种消除相机曲面对灯点图像影响的装置，装置包括灯点图像获取模块401、led灯点识别模块402、第一目标亮度获取模块403、第二亮度目标获取模块404以及图像校准模块405，其中：
95.灯点图像获取模块401，与led灯点识别模块402连接，用于获取灯点图像，灯点图像为利用相机拍摄的led显示屏的led灯点图像；
96.led灯点识别模块402，与第一目标亮度获取模块403连接，用于对灯点图像中的led灯点进行识别，获得每个led灯点的位置坐标及初始亮度；
97.第一目标亮度获取模块403，与第二目标亮度获取模块404连接，用于根据预设的目标亮度-位置坐标对应关系，以及每个led灯点的位置坐标，得到每个led灯点的第一目标亮度；
98.第二目标亮度获取模块404，与图像校准模块405连接，用于根据每个led灯点的第一目标亮度，获取第一目标亮度均值，分别计算每个led灯点的第一目标亮度与第一目标亮度均值的比值，得到每个led灯点的校准值，分别计算每个led灯点的初始亮度与校准值的比值，得到每个led灯点的第二目标亮度
99.图像校准模块405，用于将灯点图像中每个led灯点的亮度调整为第二目标亮度，生成校准后灯点图像。
100.利用本发明提供的消除相机曲面对灯点图像影响的装置，能够将灯点图像中之前在曲面状态下各个led灯点的亮度转换成平面状态下各个led灯点的亮度，从而消除相机曲
面对灯点图像的灯点亮度值的影响，有效解决灯点图像中led显示屏屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题。
101.进一步的，在本发明的又一种实施例中，每个led灯点的位置坐标表示为(x,y)，预设的目标亮度-位置坐标对应关系通过预设的曲面方程确定，曲面方程表达式为：l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)，其中l
′
为第一目标亮度，c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8为预设参数，如图5所示，装置还包括目标亮度-位置坐标对应关系获取模块406，其中：
102.目标亮度-位置坐标对应关系获取模块406，与第一目标亮度获取模块403连接，用于对曲面方程表达式
103.l
′
＝(c1x3 c2x2 c3x c4)(c5y3 c6y2 c7y c8)进行化简，得到
104.l
′
＝a1x3y3 a2x3y2 a3x3y a4x3 a5x2y3 a6x2y2 a7x2y a8x2 a9xy3 a
10
xy2 a
11
xy a
12
x a
13
y3 a
14
y2 a
15
y a
16
；
105.从灯点图像中随机选取预设数量的led灯点，将预设数量的led灯点的位置坐标以及初始亮度，代入到简化后的所述预设的目标亮度-位置坐标对应关系的表达式中，得到参数a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a
10
、a
11
、a
12
、a
13
、a
14
、a
15
、a
16
的值，以获取目标亮度-位置坐标对应关系。
106.在本发明的又一种实施例中，还提供一种led显示屏校正设备，如图6所示，设备包括上述的消除相机曲面对灯点图像影响的装置601以及校正系数生成装置602，其中：
107.消除相机曲面对灯点图像影响的装置601，与校正系数生成装置602连接，用于获取灯点图像，对灯点图像进行校准，以消除相机曲面对灯点图像的影响，生成校准后灯点图像；
108.校正系数生成装置602，用于根据校准后灯点图像以及预设的灯点亮度目标值，获得每个led灯点的校正系数，将校正系数发送至led显示屏的接收卡中，以对led显示屏进行校正。
109.如图7所示，本发明还提供一种计算机设备7，包括处理器701和存储器702，处理器701和存储器702通过通信总线703和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯，存储器702存储有处理器701可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器701执行该计算机程序，以执行上述的消除相机曲面对校正图像影响的方法步骤。
110.本发明提供的消除相机曲面对灯点图像影响的方法、装置，能够将校正图像中之前在曲面状态下各个led灯点的亮度转换成平面状态下各个led灯点的亮度，从而消除相机曲面对灯点图像的灯点亮度值的影响，解决灯点图像中led显示屏屏幕边缘亮中间暗，屏幕边缘发黄的问题，利用本发明提供的消除相机曲面对校正图像影响的方法、装置对灯点图像进行处理后，得到校准后灯点图像，后续再利用校准后灯点图像对led显示屏进行校正，能够提高led显示屏的校正效果。
111.本发明说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味构成限定。本文中在本发明的权利要求书、说明书中所使用的“第一”、“第二”只是为了便于区分的目的，没有特殊含义，不是旨在于限制本发明。本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本发明的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。