LED全彩顯示屏箱體校正技術(shù)應用

　　LED顯示屏箱體校正可以大幅度改善拼接后顯示屏的顯示質(zhì)量，且相對現場(chǎng)校正效率較高，不受時(shí)間和場(chǎng)地的限制，成本也較低。因此，箱體校正技術(shù)將成為L(cháng)ED顯示屏制造環(huán)節中不可或缺的一部分，具有良好的應用前景。

　　由于LED發(fā)光管的離散性、衰減性和電路元器件的離散性等原因，LED顯示屏存在亮度和色度不一致的現象，嚴重地影響顯示質(zhì)量。為了克服LED顯示屏亮度、色度非均勻性問(wèn)題，逐點(diǎn)校正技術(shù)應運而生，且發(fā)展迅速，它可以顯著(zhù)地提高LED顯示屏的均勻性，改善顯示質(zhì)量。

　　根據應用場(chǎng)合的不同，逐點(diǎn)校正技術(shù)又可以分為兩種：一種是生產(chǎn)線(xiàn)上的逐箱校正(箱體校正);另一種是現場(chǎng)的大屏校正(現場(chǎng)校正)?，F場(chǎng)校正技術(shù)可以選擇合適的觀(guān)看地點(diǎn)進(jìn)行校正，保證LED顯示屏在現場(chǎng)應用環(huán)境中達到滿(mǎn)意的顯示效果，但復雜多變的現場(chǎng)環(huán)境和異地技術(shù)支持是限制現場(chǎng)校正面臨的難題。尤其是一些國外訂單現場(chǎng)校正的成本和難度都比較大。

　　為了確保出廠(chǎng)LED屏體的均勻性，降低技術(shù)支持成本，箱體校正技術(shù)就體現出自己的特有價(jià)值。箱體校正可以大幅度改善拼接后顯示屏的顯示質(zhì)量，且相對現場(chǎng)校正效率較高，不受時(shí)間和場(chǎng)地的限制，成本也較低。因此，箱體校正技術(shù)將成為L(cháng)ED顯示屏制造環(huán)節中不可或缺的一部分，具有良好的應用前景。

　　一、LED顯示屏箱體校正簡(jiǎn)介

　　箱體校正是產(chǎn)線(xiàn)校正的一種，要求LED顯示屏生產(chǎn)廠(chǎng)商在生產(chǎn)流水線(xiàn)增加該環(huán)節。一般情況下，箱體校正是安排在出廠(chǎng)前的最后一個(gè)環(huán)節，主要用以消除箱體內部和箱體之間的亮度和色度差異，提高拼接后LED顯示屏的均勻性。

　　在生產(chǎn)環(huán)節中除了增加校正環(huán)節，廠(chǎng)商一般還需要跟進(jìn)屏體出廠(chǎng)的校正效果。常用的做法有以下三種：一是將所有箱體拼接起來(lái)，觀(guān)察顯示效果，但拼接的工作量比較大，實(shí)現起來(lái)不方便;二是隨機地抽取部分箱體進(jìn)行拼接，觀(guān)察校正效果;三是利用校正系統記錄的測量數據對所有箱體的校正效果進(jìn)行仿真評估。增加了箱體校正和仿真評估/抽檢環(huán)節的LED生產(chǎn)流水線(xiàn)示意圖如圖1所示。

　　箱體校正需要在暗室中進(jìn)行，需要配備面陣成像設備和色度計各一臺，用于測量各個(gè)箱體的亮度和色度信息。為了保證所有箱體的校正過(guò)程在不受外界環(huán)境條件的影響下進(jìn)行，達到其亮度、色度一致性的目標，要求暗室完全密封，且溫度和濕度為恒定值，在校正過(guò)程中，必須固定箱體和校正儀器的位置，箱體必須安放在底座之上，避免地面反光的影響。

　　與現場(chǎng)校正類(lèi)似，對于每一個(gè)箱體來(lái)說(shuō)，箱體校正的過(guò)程包括數據采集、數據分析、目標值設定、校正系數計算以及系數上傳，同時(shí)也需要控制系統的配合。

　　二、關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)

　　箱體校正是提高LED顯示屏圖像質(zhì)量的有效途徑，其關(guān)鍵技術(shù)方面主要體現在以下兩個(gè)方面：一是箱體內部的像素間均勻性，二是箱體之間的亮色度一致性。

　　1.箱體內部的像素間均勻性

　　箱體內部的像素間均勻性校正和現場(chǎng)校正基本類(lèi)似，比較成熟，包括亮色度均勻性校正和亮暗線(xiàn)修正：

　　(1)亮色度均勻性校正通過(guò)測量設備測量LED箱體中各LED燈管的亮度和色度信息，其測量方法涉及光度學(xué)、色度學(xué)以及數字圖像處理相關(guān)知識;在獲得逐點(diǎn)亮色度信息后再依據相應的校正標準，計算出對應的校正系數并發(fā)送給對應箱體的接收卡;箱體點(diǎn)亮后，顯示屏控制系統將按照校正系數調節LED的電流，使得箱體內所有LED的亮度和色度達到一致。

　　亮度校正就是將起伏變化的LED的亮度調整到一致的水平，在調節亮度過(guò)程中需要適當降低大部分LED的最大亮度值。色度校正則是根據RGB顏色匹配原理，通過(guò)改變RGB三色的色坐標來(lái)解決色度偏差的問(wèn)題，圖3所示為校正前后的色域對比圖，大三角形為校正前顯示屏的色域， RGB三色的色坐標離散分布;小三角形為校正后的顯示屏色域，RGB三色色坐標一致性較好。

　　(2)由于機械加工精度、拼裝精度等工藝原因的限制，拼接燈板的間距存在輕微的不一致現象，在經(jīng)過(guò)人眼視覺(jué)系統的低通濾波過(guò)程之后，在顯示時(shí)就會(huì )出現亮線(xiàn)或者暗線(xiàn)。小間距顯示屏由于現有的機械工藝限制，一般要求進(jìn)行亮暗線(xiàn)修正后才能顯著(zhù)提升箱體均勻性。

　　2. 不同箱體之間的亮色度一致性

　　箱體校正和現場(chǎng)校正有一個(gè)顯著(zhù)的差異點(diǎn)，就是箱體在校正時(shí)是未拼接的，在校正時(shí)缺乏周?chē)鷧^域作為參照物，而在校正后需要確保箱體任意拼接且不存在亮色度差異。更重要的是，人眼視覺(jué)系統作為一個(gè)帶通濾波器，對平緩漸變的亮度差異或角分辨率極小的細節差異并不敏感，而對于帶有中低頻成分的邊緣臺階信號卻極為敏感。應用到LED顯示屏領(lǐng)域，體現為人眼只能夠分辨LED像素間4-5%以上的亮度差異，卻能夠輕易識別出1%的箱體亮色度差異。也就是說(shuō)，人眼對箱體內部像素的一致性要求較低，而對箱體之間的一致性要求較高。因此，箱體之間的亮色度一致性是箱體校正特有的關(guān)鍵技術(shù)。

　　箱體之間的亮色度不一致主要體現在兩個(gè)方面：

　　(1)箱體之間的平均亮色度存在差異，當拼接箱體的時(shí)候，就會(huì )出現明顯的邊界線(xiàn)，這可以通過(guò)調整色域和設置合適的目標值來(lái)實(shí)現;必要時(shí)，需要配備精度更高的色度計來(lái)進(jìn)行輔助測量。

　　(2)箱體的亮色度分布呈現為梯度漸變分布，這是由于箱體測量數據存在梯度分布現象導致的。由于視覺(jué)系統對于低頻即平滑漸變的亮度差異并不敏感，這種問(wèn)題很難在單箱體校正時(shí)被發(fā)現。但將箱體拼接在一起的時(shí)候，拼接處的亮度就會(huì )發(fā)生較大的跳變，形成明顯的拼接線(xiàn)。這就要求校正系統能夠檢測并解決測量數據的梯度分布問(wèn)題。