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基于CCD相机的LED显示屏亮度校正方法设计

作　者: 李玲玲
导　师: 李春明
学　校: 河北科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: LED显示屏 非均匀性校正 相机对焦 点定位 亮度计算
分类号: TN873
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


一个LED显示屏所需要的发光二极管为成千上万个,根据常用LED发光二极管生产商工业分级标准可知,生产同一批次LED二极管所允许的亮度误差为20%-40%,所允许的色度误差为5nm。对于将视频源放大百倍或千倍的LED电子屏,人眼可以识别的亮度差异为1%-2%,色度差异为1-2nm,另外,在LED显示屏使用过程中,LED二极管可能会发生不同程度的亮度衰减和色度漂移,从而出现像素之间显示不均匀的现象,LED屏幕整体亮度下降,影响了LED显示屏的显示效果和使用寿命。针对上述问题,本文将在LED显示屏控制技术、校正原理等理论基础上,论述基于CCD相机的亮度非均匀性逐点校正技术实现的基本流程。该技术是指通过CCD相机在LED显示屏使用现场采集每个LED像素信息,通过灯点定位、亮度计算等算法流程计算出相应像素的校正系数矩阵,之后采用PWM脉宽调制的方法对LED亮度值进行调整,从而达到显示屏一致性的校正。其中的关键技术为相机对焦、成像点定位、LED灯点亮度计算和校正系数计算的实现方法和相关算法的分析探讨。为保证图像的清晰性,文中使用了基于PCA方法的自动聚焦技术,实验结果表明,该方法能够获得良好的聚焦效果,提高了后续图像处理及分析的正确性。从总体上来说,论文中使用的基于CCD相机的亮度非均匀性逐点校正技术能够在LED使用过程中实现亮度的逐点校正,在一定程度上改善LED亮度不均匀的现象,提高LED显示屏的显示效果,延长显示屏的使用寿命。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景和意义  8
  1.2 LED 显示屏发展历程与发展现状  8-9
  1.3 LED 显示屏亮度校正技术发展历程与发展趋势  9-10
  1.4 课题研究的主要内容和组织架构  10-12
第2章 LED 显示屏亮度校正方法设计的理论基础  12-25
  2.1 人眼的视觉与光  12-13
    2.1.1 可见光谱  12
    2.1.2 人眼的视觉过程  12-13
    2.1.3 人眼对闪烁光的反应及塔尔波特定律  13
  2.2 LED 显示屏的基本理论  13-16
    2.2.1 LED 发光原理及特性  13-15
    2.2.2 LED 显示屏工作原理  15
    2.2.3 LED 显示屏在相机上的成像原理  15-16
  2.3 LED 显示屏亮度校正方法  16-17
    2.3.1 电流调节  16
    2.3.2 PWM 脉宽调制调节  16-17
    2.3.3 系数校正原理  17
  2.4 CCD 图像传感器的原理及选用  17-23
    2.4.1 CCD 器件的工作原理  17-20
    2.4.2 CCD 的分类  20-22
    2.4.3 CCD 相机的特性参数  22-23
  2.5 LED 显示屏亮度非均匀性定义  23-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章 亮度校正方法设计的实现过程  25-34
  3.1 CCD 相机的对焦与成像  25-27
    3.1.1 相机对焦方式  26
    3.1.2 相机调节参数  26-27
    3.1.3 相机选用  27
  3.2 灯点定位  27-33
    3.2.1 数字图像处理在LED 显示屏亮度校正中的应用  27-29
    3.2.2 图像直方图和二值化  29-30
    3.2.3 图像去噪  30
    3.2.4 图像边缘检测  30-31
    3.2.5 模板匹配  31-33
  3.3 灯点亮度计算和校正系数生成  33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 LED 显示屏亮度校正方法设计中关键技术实现  34-52
  4.1 镜头对焦算法的研究与分析  34-40
    4.1.1 PCA 自动聚焦算法  35
    4.1.2 常用清晰度评价函数  35-40
  4.2 灯点定位算法的研究和分析  40-44
    4.2.1 常用的定位算法  40-41
    4.2.2 区域定位  41-43
    4.2.3 点定位  43-44
  4.3 LED 显示屏亮度分析与校正系数计算  44-46
    4.3.1 LED 灯亮度的计算  44-46
    4.3.2 LED 灯校正系数的计算  46
  4.4 LED 显示屏校正系数的上传与硬件处理  46-47
  4.5 校正效果以及误差分析  47-50
    4.5.1 校正效果分析  47-50
    4.5.2 校正误差分析  50
  4.6 本章小结  50-52
结论  52-53
参考文献  53-56
攻读硕士学位期间发表的论文  56-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 终端设备 > 显示设备、显示器
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