LED显示屏亮度非均匀性逐点校正技术的研究

摘要

LED发光二极管在生产时亮度的差异以及在使用过程中不同程度的亮度衰减，导致LED显示屏整体亮度不均匀，严重的影响了显示屏的显示效果和实际使用寿命。针对上述问题，本文在光度学和光学成像的理论基础上，分析了基于相机的LED显示屏亮度非均匀性逐点校正技术的实现过程；在完成相机选型后，本文对相机的暗电流、图像传感器光电响应非均匀性进行了实验分析与校正，并提出了相机光电响应非线性修正的必要性和实现方法；最后，对显示屏LED成像点的定位、亮度和校正系数计算进行了实验分析、算法论证和实现。 本文对亮度非均匀性约为7.8％的LED显示屏进行了校正，校正后显示屏的亮度非均匀性降低到1.2％左右，显示效果得到了明显提高。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2 LED显示屏发展历程与发展趋势

1.3 LED显示屏校正技术的发展历程与发展趋势

1.4论文的主要研究工作和组织结构

第二章LED显示屏亮度校正的理论基础

2.1人眼视觉与光

2.1.1人眼的视觉过程

2.1.2人眼对闪烁光的反应及塔尔波特定律

2.2 LED显示屏基本理论

2.2.1 LED发光原理及特性

2.2.2 LED显示屏显示模式

2.2.3 LED显示屏相机成像原理

2.3 LED显示屏校正原理

2.3.1 电流调节

2.3.2 PWM调制

2.3.3系数矩阵校正原理

2.4 LED显示屏亮度非均匀性定义

2.5 CCD/CMOS相机介绍

2.5.1 CCD和CMOS芯片的构造

2.5.2 CCD相机分类

2.6本章小结

第三章基于相机的亮度逐点校正技术的基本流程

3.1相机的选型

3.1.1 影响相机成像质量的因素

3.1.2相机的比较与选定

3.2相机的标定

3.2.1像素响应非均匀性校正

3.2.2 图像阴影校正

3.2.3镜头产生的畸变校正

3.3相机成像

3.3.1 LED显示屏分区成像

3.3.2相机拍摄的调节参数

3.4点定位

3.4.1直方图与二值化

3.4.2模板匹配

3.5亮度计算和系数生成

3.6本章小结

第四章LED显示屏亮度逐点校正技术中关键技术的实现

4.1系统所用数码相机的选型

4.1.1光环境测试数码相机的基本条件

4.1.2佳能EOS450D相机性能参数分析

4.1.3佳能EOS450D相机对校正效果的主要影响因素

4.2佳能EOS450D数码相机的标定

4.2.1佳能EOS450D相机的校正分析

4.2.2佳能EOS450D相机的暗电流校正

4.2.3 佳能EOS450D相机的阴影与光电响应非均匀性校正

4.2.4佳能EOS450D相机的光电响应非线性修正

4.3 LED点定位

4.3.1 区域定位

4.3.2 点定位

4.3.3 点定位效果图

4.4 LED亮度分析与校正系数计算

4.4.1 佳能EOS450D相机的Bayer滤镜数据补偿

4.4.2 LED成像点大小与亮度测量误差关系

4.4.3 LED灯亮度的计算

4.4.4 LED灯校正系数的计算

4.4.5 白场色温目标值下的LED校正系数计算

4.5校正系数的上传和硬件处理

4.6校正效果及误差分析

4.6.1校正环境与条件

4.6.2校正效果分析

4.6.3校正误差分析

4.7本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

作者在读期间研究成果