基于視覺(jué)的led模塊亮度均勻性快速檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED燈亮度均勻性分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視覺(jué)的LED模塊亮度 均勻性快速檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，LED顯示屏作為多媒體技術(shù)的重要載體之一，在人們工作、生活和娛樂(lè)當(dāng) 中起著越來(lái)越重要的作用，逐漸引起人們的關(guān)注。由于LED發(fā)光二極管工作電壓低、耐沖 擊、抗震動(dòng)、壽命長(zhǎng)，所以在大型的顯示設(shè)備中，目前尚無(wú)其他的顯示方式能與LED顯示方 式匹敵。
[0003] -個(gè)顯示屏由成千上萬(wàn)個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，要求每個(gè)二極管的亮度完全一致是不 可能的，按照LED制造商的工業(yè)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，同一批次的LED顯示屏允許的最大亮度誤差為 20% -40%。而對(duì)于將視頻源放大數(shù)百倍甚至數(shù)千倍的LED顯示屏，人眼可以分辨模塊之 間1% -2%的亮度差異，故由亮度不一致LED燈點(diǎn)拼接而成的LED顯示屏就會(huì)出現(xiàn)顏色不 均勻或者馬賽克塊等現(xiàn)象；并且，對(duì)于出廠時(shí)亮度均勻性一致的LED顯示屏，當(dāng)其運(yùn)行到一 定時(shí)間，每個(gè)LED發(fā)光管都會(huì)有不同程度的色度漂移和亮度衰減，使得LED燈點(diǎn)各像素之間 顯示不均勻，與最初出廠時(shí)的屏幕相比，整個(gè)屏幕的整體亮度會(huì)下降。
[0004] 評(píng)價(jià)LED顯示屏顯示質(zhì)量的重要指標(biāo)之一就是LED燈點(diǎn)亮度的均勻性?；谝曈X(jué) 的LED模塊快速檢測(cè)就是對(duì)LED顯示屏的各燈亮度均勻性提出客觀準(zhǔn)確的檢測(cè)算法，并快 速檢測(cè)出亮度不夠的燈點(diǎn)，從而為L(zhǎng)ED顯示模塊的研發(fā)和生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，特別創(chuàng)新地提出了一種基于視 覺(jué)的LED模塊亮度均勻性快速檢測(cè)方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種基于視覺(jué)的LED模塊亮度均勻性 快速檢測(cè)方法，其包括如下步驟：
[0007]S1，采集LED模塊的發(fā)光圖像，對(duì)圖像灰度化處理、灰度化處理后對(duì)圖像進(jìn)行濾 波、將濾波后的圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理、然后將形態(tài)學(xué)處理后的圖像進(jìn)行直方圖均衡化處 理；
[0008] S2,通過(guò)分塊定位算法對(duì)每一個(gè)LED燈點(diǎn)進(jìn)行定位，將該LED燈點(diǎn)進(jìn)行灰度處理， 將灰度處理后的該LED燈點(diǎn)進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算，獲取該LED燈點(diǎn)的亮度值和平均值；
[0009]S3,遍歷LED模塊中的每個(gè)LED燈點(diǎn)之后，根據(jù)設(shè)置閾值進(jìn)行LED燈點(diǎn)的亮度檢 測(cè)；以各燈的亮度平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算，將小于整體亮度平均值的LED燈點(diǎn)視為亮度 不夠的點(diǎn)，并把亮度不夠燈點(diǎn)所在的矩形分塊區(qū)域中所有的像素點(diǎn)置零，然后顯示出每個(gè) LED燈點(diǎn)的亮度值大小以及最終的處理結(jié)果。
[0010] 所述的基于視覺(jué)的LED模塊亮度均勻性快速檢測(cè)方法，優(yōu)選的，所述S1包括如下 步驟：
[0011] 圖像灰度化算法：
[0012] 將彩色圖像轉(zhuǎn)化成為灰度圖像的過(guò)程成為圖像的灰度化處理；采集到的 彩色圖像中的每個(gè)像素的顏色有R、G、B三個(gè)分量，圖像的灰度化處理算法為：1 = 0. 3R+0. 59G+0. 11B，式中I為像素灰度值，R、G、B為彩色圖像的紅綠藍(lán)三色分量值；
[0013] 直方圖均衡化處理：直方圖均衡化算法分為三個(gè)步驟，第一步是統(tǒng)計(jì)直方圖每個(gè) 灰度級(jí)出現(xiàn)的次數(shù)，第二步是累計(jì)歸一化的直方圖，第三步是計(jì)算新的像素值，可以采用 MATLAB中的直方圖均衡算子histeq進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：I=hiSteq(I。)，式中，I。為直方圖均衡前 的圖像，I為直方圖均衡后的圖像；
[0014]圖像濾波：為消除采集的圖像中出現(xiàn)的點(diǎn)狀噪點(diǎn)對(duì)后續(xù)算法的影響，本處理采用 中值濾波的方法進(jìn)行濾波；濾波窗口大小為9X9,把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該 點(diǎn)的9X9鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，消除孤立的噪聲點(diǎn)；二維中值濾波輸出為g(x，y)= med{f(x-k,y-1), (k, 1eW)}，其中，f(χ,y)，g(x,y)分別為原始圖像和處理后圖像;W為二 維模板，med為取中值，本濾波中為通常為9X9區(qū)域；
[0015] 形態(tài)學(xué)處理：采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的開(kāi)運(yùn)算完成；開(kāi)運(yùn)算的具體算法為先腐蝕后膨 脹的過(guò)程；其具體算法為β)=(夂?β)θ\式中，X為輸入的待進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算的區(qū) 域；Β為開(kāi)運(yùn)算的結(jié)構(gòu)元素，本算法中采用的是3X3的結(jié)構(gòu)元素。
[0016] 所述的基于視覺(jué)的LED模塊亮度均勻性快速檢測(cè)方法，優(yōu)選的，所述S2包括如下 步驟：
[0017] 在預(yù)處理的圖像上，對(duì)燈點(diǎn)進(jìn)行定位。顯示屏的每個(gè)LED管在所成圖像上都呈現(xiàn) 為一個(gè)圓斑形區(qū)域，并且其中包含的像素點(diǎn)數(shù)目很大。同時(shí)，LED燈點(diǎn)間的排列順序是固定 并且已知的。為了對(duì)各個(gè)燈點(diǎn)進(jìn)行有效的定位，本發(fā)明采取分塊定位算法來(lái)對(duì)LED燈點(diǎn)進(jìn) 行定位；在處理過(guò)程中，首先對(duì)灰度圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算，以消除灰度圖像中散落著 的一些獨(dú)立的噪聲區(qū)域，并斷開(kāi)獨(dú)立區(qū)域間存在的狹小連接，然后對(duì)LED顯示屏進(jìn)行分塊 圖像分割，為每個(gè)LED燈點(diǎn)劃分大小相等的區(qū)域，使得每個(gè)區(qū)域內(nèi)的亮度近似于均勻，并且 在該區(qū)域中，包含了該LED管所成圖像的所有像素點(diǎn)。在一般情況下，LED燈點(diǎn)區(qū)域應(yīng)該是 整個(gè)屏幕中最亮的區(qū)域，但是，在實(shí)際成像中，可能會(huì)受到其他發(fā)光物體的干擾。故在上述 的分塊計(jì)算過(guò)程中，可以根據(jù)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)必然為高灰度值這一原則，去除干擾區(qū)域。即計(jì)算 分塊區(qū)域的各個(gè)像素點(diǎn)灰度值，并和閾值比較，記錄下該區(qū)域中大于閾值的所有像素點(diǎn)個(gè) 數(shù)以及灰度值的總和，而對(duì)于小于閾值的像素點(diǎn)，則將其視為背景值。
[0018] 所述的基于視覺(jué)的LED模塊亮度均勻性快速檢測(cè)方法，優(yōu)選的，所述S3包括如下 步驟：
[0019] LED燈亮度計(jì)算并顯示出定位后的各燈亮度值。本發(fā)明采用了最大平均值法計(jì)算 各燈亮度值，既考慮到了LED高亮度區(qū)域?qū)α炼扔?jì)算的重要性，又考慮到LED邊緣區(qū)域亮度 的復(fù)雜性；該算法首先找出整個(gè)顯示屏圖像的平均亮度值，并以此作為閾值。在分塊定位 方法下，計(jì)算矩形區(qū)域的各個(gè)像素點(diǎn)灰度值，并和閾值比較，記錄下該區(qū)域中大于閾值的所 有像素點(diǎn)個(gè)數(shù)以及灰度值的總和，從而計(jì)算出該分塊區(qū)域的平均灰度值，而對(duì)于小于閾值 的像素點(diǎn)，則將其視為背景值。然后以10為步長(zhǎng)增加閾值，直到閾值小于等于最大像素值 255,并循環(huán)上述過(guò)程，得到每個(gè)方塊區(qū)域的灰度最大平均值，以此作為每個(gè)LED燈的亮度 值。
[0020] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 通過(guò)本發(fā)明的檢測(cè)方法能夠快速準(zhǔn)確的檢測(cè)LED模塊的發(fā)光效果，對(duì)于LED燈具 生成過(guò)程中，進(jìn)行良品率檢測(cè)具有至關(guān)重要的意義，并快速檢測(cè)出亮度不夠的燈點(diǎn)，從而為 LED顯示模塊的研發(fā)和生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
[0022] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0024] 圖1是檢測(cè)算法流程圖；
[0025] 圖2是11X8模擬LED顯示屏成像；
[0026] 圖3是加噪聲11X8模擬LED顯示屏成像；
[0027] 圖4是17X11實(shí)際LED顯示屏成像；
[0028] 圖5是圖2中各燈亮度值表；
[0029] 圖6是圖2中各燈亮度值檢測(cè)結(jié)果；
[0030] 圖7是圖3中各燈亮度值檢測(cè)結(jié)果；
[0031] 圖8是圖4中各燈亮度值檢測(cè)結(jié)果；
[0032] 圖9是11X8LED顯示屏實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
[0033] 圖10是加噪聲11X8LED顯示屏實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
[0034] 圖11是17X11LED顯示屏實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、"后"、 "左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所 示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝 置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限 制。
[0037] 在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以