基于超宽带、一维包络峰值的LED拼接屏修缝方法与流程

基于超宽带、一维包络峰值的led拼接屏修缝方法
技术领域
1.本发明涉及一种led拼接屏修缝方法，特别涉及一种超大led拼接屏修缝方法。


背景技术：

2.目前led屏幕正往高密度和高分辨率方向发展，其应用越来越广泛，人们对其显示质量的要求也越来越高。一个led显示屏通常由多个led箱体组成，一个箱体通常由多个模组组成，一个模组又由多个模块拼接而成，每个模块显示视频源图像的一个区域。现有的工艺已经可以保证模块内像素间距均匀程度极高，但是在拼接过程中，由于不可抗因素往往会出现模块间、模组间、箱体间拼接缝隙较大，这使得拼接处像素间距大于标准像素间距，从而使得显示图像时画面被黑线割裂，极其影响观感。从观察者光学观感上消除黑线的方法之一是对于黑线两侧像素进行增亮，即按照模块、模组、箱体间的像素间距与标准像素间距之比确定增亮比例增加黑缝两侧像素的亮度，使观察者在观测距离上视觉感受模组间亮度一致，看不到黑缝的存在，该方法也称为光学修缝。由于像素间距通常太近、像素逐点点亮时相邻像素难以分割，所以多数情况下是采用隔行隔列采集的扩大每次实际处理的像素的间距，即实际处理的是光斑间距的做法。所以以下分析都是从光斑、而不是从像素入手。
3.现如今广泛应用的修缝方法为先对整屏光斑进行二维定位，计算非模块边缘的光斑间距平均值作为光斑标准间距，计算模块间、或模组间、或箱体间缝隙两侧光斑间距作为光斑非标准间距，两者之间的关系决定了缝隙的亮度调节比例。这种方法需要确定整屏光斑的二维坐标，效率比较低，且光斑定位对采集环境要求比较高，这在工程应用时具有一定的局限性。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种基于超宽带、一维包络峰值的led拼接屏修缝方法，该方法能够克服图像倾斜、几何失真等问题带来的精度损失，同时提高了工程应用中修缝的效率。
5.为了解决上述技术问题，本发明的基于超宽带、一维包络峰值的led拼接屏修缝方法如下：
6.将led拼接屏四个角点led像素点亮，用相机拍摄led拼接屏定位图片，提取定位图片四个角点光斑质心坐标，然后根据四个角点光斑质心坐标及模块行数和列数确定各竖缝和横缝的坐标；
7.确定定位图片上计算竖缝修缝比例的列坐标有效区域和计算横缝修缝比例的行坐标有效区域；控制led拼接屏对应各列坐标有效区域和行坐标有效区域的led像素点亮，用相机拍摄led拼接屏图片；将列坐标有效区域的上、下两个半有效区域相机像素亮度分别沿纵向积分，对积分数据拟合后进行包络峰值提取；对于半有效区域的任一竖缝，将该竖缝附近两个包络峰的间距作为横向光斑非标准间距；将横向光斑非标准间距除以横向光斑标准间距得到该竖缝修缝比例；将led拼接屏对应该竖缝两侧一列或两列的led像素原校正系
数乘以修缝比例，得到修正后的校正系数；同理得到led拼接屏各横缝两侧一行或两行的led像素修正后的校正系数。
8.针对图片上每一行的第i列竖缝，列坐标有效区域的列起始坐标为y_position(i)-w0/2,列结束坐标为y_position(i) w0/2；w0≥7
×
d0，w0为列坐标有效区域宽度，d0为光斑间距经验值，y_position(i)为该竖缝的列坐标，y_position(i)＝l
00
i
×
(l
01-l
00
)/n；l
00
为图片上左上角点光斑的列坐标，l
01
为图片上右上角点光斑的列坐标，n为led拼接屏模块列数。
9.针对图片上每一行的竖缝，列坐标有效区域的列起止坐标分别为l
00
、l
01
。
10.所述的列坐标有效区域的上、下两个半有效区域行坐标分别介于x_position(j-1)与x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2之间、x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2与x_position(j)之间。
11.所述的列坐标有效区域的上、下两个半有效区域行坐标也可以分别介于x_position(j-1) m_h
×
10％与x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2之间、x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2与x_position(j)-m_h
×
10％之间；m_h＝(c
10-c
00
)/m为每个模块高度对应图片中的长度；m_w＝(l
01-l
00
)/n为每个模块宽度对应图片中的长度。
12.针对图片上每一列的第j行横缝，行坐标有效区域的行起始坐标为x_position(j)-w0/2，行结束坐标为x_position(j) w0/2；w0≥7
×
d0，w0为列坐标有效区域宽度，d0为光斑间距经验值，x_position(j)为该横缝的行坐标，x_position(j)＝c
00
j
×
(c
10-c
00
)/m；c
00
为图片上左上角点光斑的行坐标，c
01
为图片上左下角点光斑的行坐标，m为led拼接屏模块行数。
13.针对图片上每一列的横缝，行坐标有效区域的行起止坐标分别为c
00
、c
11
。
14.所述的左、右两个半有效区域的列坐标分别介于y_position(i-1)与y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2之间、y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2与y_position(i)之间。
15.所述的左、右两个半有效区域的列坐标也可以分别介于y_position(i-1) m_w
×
10％与y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2之间、y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2与y_position(i)-m_w
×
10％之间。
16.针对任一半有效区域，横向光斑标准间距等于半有效区域内除竖缝两侧光斑外其他相邻光斑对应的包络峰之间的距离。
17.将上、下两个半有效区域的修缝比例进行拟合，得到整个竖缝各行的修缝比例；将左、右两个半有效区域的修缝比例进行拟合，得到整个横缝各列的修缝比例。
18.有益效果：本发明提出一种基于超宽带、一维坐标的包络峰值的led拼接大屏的修缝方法，无论是光斑标准缝，还是光斑非标准缝都是由缝隙两侧的两条光斑组成。所以修缝关注的是整条缝隙两侧两条光斑的位置关系、而不是单个光斑的位置关系；其次关注的是与缝隙径向的一维坐标的位置、而不是每个光斑的二维坐标位置。基于上述这两点，本发明提出了超宽带、一维坐标包络峰值法修缝的方法。“超宽带”就是无需把缝隙轴向的一组光斑(实际是一条光斑)都分割成单个光斑，只做“超宽带”一次处理；“一维坐标”就是对于超宽带处理得到的包络峰值点确认的缝隙径向的一维坐标。由包络峰值点确定的光斑标准间
距与光斑非标准间距的关系决定修缝的亮度调节比例。
19.本发明先定位缝隙的位置，再对屏体缝隙两侧的光斑进行积分求得修缝比例，大大提高了修缝比例的精度；且采用包络峰值提取，克服了图像倾斜、几何失真等问题带来的精度损失；同时不用对整屏数据进行定位计算，大大提高工程应用中修缝的效率。
附图说明
20.图1是本发明的流程图。
21.图2是led拼接屏角点光斑定位示意图。
22.图3是实施例1的列坐标有效区域定位示意图。
23.图4是实施例1的列坐标有效区域和行坐标有效区域定位示意图。
24.图5是列坐标有效区域的上、下两个半有效区域相机像素亮度积分示意图。
25.图6是行坐标有效区域的左、右两个半有效区域相机像素亮度积分示意图。
26.图7是实施例2的列坐标有效区域的上、下两个半有效区域示意图。
27.图8是实施例2的行坐标有效区域的左、右两个半有效区域示意图。
28.图9是梯形竖缝对应列坐标有效区域的上、下两个半有效区域示意图。
29.图10是利用梯形竖缝对应列坐标有效区域的上半有效区域和下半有效区域修缝比例拟合得到整个梯形竖缝修缝比例示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
31.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况具体理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或者仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
34.实施例1
35.单模块缝隙单独计算。
36.如图1所示，本发明的基于超宽带、一维包络峰值的led拼接屏修缝方法先定位出led拼接屏四个角点led像素对应的图片上的光斑质心坐标，然后根据图片上四个角点的光斑质心坐标定位模块缝隙：
37.控制led拼接屏四个角点led像素点亮，其余led像素亮度为0；用相机拍摄led拼接屏定位图片，四个角点led像素对应图片四个角点光斑；如图2所示，设左上角点光斑、右上角点光斑、左下角点光斑、右下角点光斑的质心坐标分别为(c
00
,l
00
)、(c
01
,l
01
)、(c
10
,l
10
)、(c
11
,l
11
)，led拼接屏有m行、n列模块，相应的定位图片中包含m-1行的横缝，n-1列的竖缝；则每个模块宽度对应定位图片中的长度m_w为(l
01-l
00
)/n，一行中第i条竖缝的列坐标y_position(i)＝l
00
i
×
(l
01-l
00
)/n；每个模块高度对应定位图片中的长度m_h为(c
10-c
00
)/m，一列中第j条横缝的行坐标x_position(j)＝c
00
j
×
(c
10-c
00
)/m。
38.得到各竖缝的列坐标和各横缝的行坐标后，计算修缝比例：
39.(1)竖缝修缝比例计算：
40.首先确定定位图片上计算竖缝修缝比例的列坐标有效区域：控制列坐标有效区域对应的led拼接屏上各led像素点亮，其余led像素亮度为0，拍摄led拼接屏图片；针对第j行第i列竖缝，已知该竖缝的列坐标为：y_position(i)＝l
00
i
×
(l
01-l
00
)/n，要求出竖缝修缝比例，必须要先计算横向光斑标准间距与横向光斑非标准间距；由于图片可能有一定的倾斜，因此需根据倾斜状况预留≥10％光斑直径的波动区间；此外竖缝两侧还应有2-3组(条)光斑用作计算横向光斑标准间距；以列坐标有效区域包含竖缝两侧各3条光斑为例，led拼接屏每个竖缝两侧各3列led像素点亮，如图3所示，设光斑间距经验值为d0，则列坐标有效区域宽度w0≥7
×
d0，列坐标有效区域的列起始坐标为y_position(i)-w0/2,列结束坐标为y_position(i) w0/2；至于竖缝行起止坐标，第j行竖缝位于第j-1行横缝与第j行横缝之间，因此行坐标有效区间介于x_position(j-1)与x_position(j)之间；如图9所示，由于缝隙一般会呈现一头窄一头宽的“梯形缝”样式，故对一条竖缝分为上、下两个半有效区域，上半有效区域行坐标介于x_position(j-1)与x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2之间，下半有效区域行坐标介于x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2与x_position(j)之间；在工程应用的时候，为了避开横竖缝交叉区域，通常舍去理论列坐标有效区域的上下各10％，即列坐标有效区域的高度h0＝x_position(j)-x_position(j-1)-m_h
×
20％，上半有效区域行坐标介于x_position(j-1) m_h
×
10％与x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2之间，下半有效区域行介于x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2与x_position(j)-m_h
×
10％之间。
41.然后根据列坐标有效区域内横向相邻光斑间距计算竖缝修缝比例。如图5所示，将上、下两个半有效区域相机像素亮度分别沿纵向积分，对积分数据拟合后进行包络峰值提取；针对上半有效区域，竖缝两侧各提取出3个包络峰值；将中间两个包络峰值l13、l14之间的距离作为横向光斑非标准间距，将前面两个包络峰值l11、l12之间的距离或者后面两个包络峰值l15、l16之间的距离作为横向光斑标准间距，也可以将前面两个包络峰值l11、l12之间距离与后面两个包络峰值l15、l16之间距离的平均值作为横向光斑标准间距；将横向光斑非标准间距除以横向光斑标准间距得到该竖缝上半有效区域修缝比例；将led拼接屏对应该上半有效区域的竖缝两侧的一列或两列的led像素原校正系数乘以修缝比例，得到修正后的校正系数；同理可得到led拼接屏对应下半有效区域的竖缝两侧的一列或两列led
像素修正后的校正系数。
42.(2)横缝修缝比例计算：
43.首先确定定位图片上计算横修缝比例的行坐标有效区域：控制行坐标有效区域对应的led拼接屏上各led像素点亮，其余led像素亮度为0，拍摄led拼接屏图片；针对第j行第i列横缝，已知横缝的行坐标为：x_position(j)＝c
00
j
×
(c
10-c
00
)/m；要求出横缝修缝比例，必须要先计算纵向光斑标准间距与纵向光斑非标准间距；由于图片可能有一定的倾斜，因此需根据倾斜状况预留≥10％光斑直径的波动区间；此外横缝两侧还应有2-3组(条)光斑用作计算纵向光斑标准间距；如图4所示，以行坐标有效区域包含横缝两侧各3条光斑为例，led拼接屏每个横缝两侧各3行led像素点亮，设光斑间距经验值为d0，则行坐标有效区域宽度w0至少≥7
×
d0，行坐标有效区域的行起始坐标为x_position(j)-w0/2,行结束坐标为x_position(j) w0/2；至于横缝列起止坐标，第i列横缝位于第i-1列竖缝与第i列竖缝之间，因此列坐标有效区间介于y_position(i-1)与y_position(i)之间；如图9所示，由于缝隙一般会呈现一头窄一头宽的“梯形缝”样式，故对一条横缝分左、右两个半有效区域，左半有效区域列坐标介于y_position(i-1)与y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2之间，下半有效区域列坐标介于y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2与y_position(i)之间；在工程应用的时候，为了避开横竖缝交叉区域，通常舍去理论列坐标有效区域的左右各10％，即左半有效区域列坐标介于y_position(i-1) m_w
×
10％与y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2之间，下半有效区域列坐标介于y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2与y_position(i)-m_w
×
10％之间。
44.然后根据行坐标有效区域内纵向相邻光斑间距计算横缝修缝比例。如图6所示，将左、右两个半有效区域相机像素亮度分别沿横向积分，对积分数据拟合后进行包络峰值提取；针对左半有效区域，横缝两侧各提取出3个包络峰值；将中间两个包络峰值l23、l24之间的距离作为纵向光斑非标准间距，将上面两个包络峰值l21、l22之间的距离或者下面两个包络峰值l25、l26之间的距离作为纵向光斑标准间距，也可以将上面两个包络峰值l21、l22之间距离与下面两个包络峰值l25、l26之间距离的平均值作为纵向光斑标准间距；将纵向光斑非标准间距除以纵向光斑标准间距得到该横缝左半区域修缝比例；将led拼接屏对应该左半有效区域的横缝两侧的一行或两行的led像素原校正系数乘以修缝比例，得到修正后的校正系数；同理可得到led拼接屏对应右半有效区域的横缝两侧的一行或两行led像素修正后的校正系数。
45.实施例2
46.多模块横缝、竖缝一起计算。
47.按照与实施例1相同的方法得到各竖缝的列坐标和各横缝的行坐标后，计算修缝比例：
48.(1)竖缝修缝比例计算：
49.如图7所示，首先确定定位图片中计算竖缝修缝比例的列坐标有效区域：针对每一行的竖缝，列坐标有效区域的列起止坐标分别为l
00
、l
01
；控制led拼接屏所有led像素点亮，拍摄图片；针对第j行竖缝，其位于第j-1行横缝与第j行横缝之间，因此列坐标有效区域的行坐标介于x_position(j-1)与x_position(j)之间；如图9所示，由于缝隙一般会呈现一头
窄一头宽的“梯形缝”样式，故对一条竖缝分上、下两个半有效区域，上半有效区域行坐标介于x_position(j-1)与x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2之间，下半有效区域行坐标介于x_position(j-1) (x_position(j)-x_position(j-1))/2与x_position(j)之间。
50.然后根据列坐标有效区域内横向相邻光斑间距计算竖缝修缝比例。将上、下两个半有效区域所有相机像素亮度分别沿纵向积分，对积分数据拟合后进行包络峰值提取；上、下两个半有效区域各提取出n个包络峰值；针对上半有效区域任一竖缝，将竖缝两侧两个包络峰值之间的距离作为横向光斑非标准间距；将其余任意相邻两个包络峰值之间的距离作为横向光斑标准间距；将横向光斑非标准间距除以横向光斑标准间距得到该竖缝修缝比例；将led拼接屏对应该竖缝两侧紧邻的一列或两列的led像素原校正系数乘以修缝比例，得到修正后的校正系数；同理可得到led拼接屏对应下半有效区域的竖缝两侧的一列或两列led像素修正后的校正系数。
51.(2)横缝修缝比例计算：
52.如图8所示，首先确定定位图片上计算横修缝比例的行坐标有效区域：针对每一列的横缝，行坐标有效区域的行起止坐标分别为c
00
，c
11
；控制led拼接屏所有led像素点亮，拍摄图片；针对第i列横缝，其位于第i-1列竖缝与第i列竖缝之间，因此行坐标有效区域的列坐标介于y_position(i-1)与y_position(i)之间；如图9所示，由于缝隙一般会呈现一头窄一头宽的“梯形缝”样式，故对一条横分左、右两个半有效区域，左半有效区域的列坐标介于y_position(i-1)与y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2之间，右半有效区域的列坐标介于y_position(i-1) (y_position(i)-y_position(i-1))/2与y_position(i)之间；如图所示。
53.然后根据行坐标有效区域内纵向相邻光斑间距计算横缝修缝比例。将左、右两个半有效区域所有相机像素亮度分别沿横向积分，对积分数据拟合后进行包络峰值提取；左半有效区域和右半有效区域各提取出m个包络峰值；针对左半有效区域任一横缝，将横缝两侧两个包络峰值之间的距离作为纵向光斑非标准间距；将其余任意相邻两个包络峰值之间的距离作为纵向光斑标准间距；将纵向光斑非标准间距除以纵向光斑标准间距得到该横缝修缝比例；将led拼接屏对应该横缝两侧的一行或两行的led像素原校正系数乘以修缝比例，得到修正后的校正系数；同理可得到led拼接屏对应右半有效区域的横缝两侧的一行或两行led像素修正后的校正系数。
54.实施例3
55.按照与实施例1或实施例2相同的方法得到各竖缝上半有效区域的修缝比例、下半有效区域的修缝比例，各横缝左半有效区域的修缝比例、右半有效区域的修缝比例；如图10所示，针对任一竖缝，上半有效区域实际上是整条梯形竖缝的1/4腰处的修缝比例，下半有效区域的修缝比例实际上是整条梯形竖缝3/4腰处的修缝比例；以这两处的修缝比例进行拟合，得到整个竖缝各行的修缝比例；将led拼接屏对应该竖缝两侧的一列或两列的各行led像素原校正系数乘以对应的修缝比例，得到修正后的校正系数；同理，针对任一横缝，左半有效区域实际上是整条梯形横缝的1/4腰处的修缝比例，右半有效区域的修缝比例实际上是整条梯形横缝3/4腰处的修缝比例；以这两处的修缝比例进行拟合，得到整个横缝各列的修缝比例；将led拼接屏对应该横缝两侧的一列或两列的各列led像素原校正系数乘以对
应的修缝比例，得到修正后的校正系数。
56.本发明不限于上述实施例，还可以控制led拼接屏任一模块中隔行隔列的四个led像素点亮，根据图片中四个光斑质心坐标计算横向光斑标准间距、纵向光斑标准间距；还可以控制led拼接屏多个模块中隔行隔列的四个led像素点亮，根据图片中多个模块的四个光斑质心横坐标和纵坐标的平均值计算横向光斑标准间距、纵向光斑标准间距。提取光斑质心坐标前可以先对图片进行二值化处理，再提取光斑质心坐标；也可以通过对图片上相机像素亮度进行行列求和，再提取行、列包络峰值的方法，得到光斑质心坐标。