由于不同的LED灯珠的亮度与主波长存在相当大的差别,这导致沧州LED电子屏不同区域存在亮度与色度的差异。这时就需要对LED电子屏进行逐点校正。逐点校正技术可以分解为四个部分:原始数据采集、校正数据生成、驱动控制、采集系统与控制系统的结合。
(一)原始数据采集
原始数据采集是逐点校正的第一步,是最基础的一步,也是发展最缓慢最艰难的一步。按照采集参数看,可分为亮度数据和色度数据两种;按照采集对象分,可分为模块级采集,箱体级采集与全屏分区域采集;按照采集环境分,可分为工厂模式采集与现场模式采集;从采集的技术路线与工具的角度看,则大致可以分为以下几个方向:1. 机械装置+光度探头:即用机械传动装置控制光度探头依次逐个采集每颗灯点的数。2. 数码相机:利用数码相机对灯点的成像灰度数据,来实现逐点校正,可说是当前最廉价的采集解决方案。08年以来,几大LED电子屏控制系统厂商均陆续大力投入研发力量,开发自己的相机采集系统,开展逐点校正的实践,大大促进了逐点校正技术的推广和普及。3. 基于CCD的平面亮度/色度分布测量仪器:此类仪器的研发伴随着全球平板显示产业的高速增长,其利用成像亮度测量原理,可高效获取成像平面上任意区域的亮度/色度值。自06年以来,日本、美国、丹麦、法国、德国以及中国均有相关产品陆续问世,但能满足LED逐点校正实用化特殊要求的却寥寥无几。4. 工业CCD采集方案:上述几个方向之外,还有一些基于工业相机的解决方案,如Barco公司自行开发的工业相机模组校正流水线方案;再如逐点校正的先驱长春希达,他们自主研发并持续完善的工业 CCD校正方案,是国内首创的亮色一体校正解决方案。随着采集工具的效率提高,功能增强,逐点校正的数据采集有了更广泛的空间和可能性,从工厂延伸到了现场,从新屏延伸到了老屏,从平面屏扩展到了弧形屏乃至异形屏。
(二)校正数据的生成
校正数据的生成可分解为3个部分,一是原始数据修正处理,二是校正目标值的设定,三是校正数据的计算生成。其中最重要的技术突破在于“原始数据修正处理”,尤其是现场校正环境下的数据修正。现场校正最简单的一种情况是:平面屏,选择LED电子屏的最佳观众区域作为单一的数据采集机位,对全屏分区域依次进行数据采集。这样采集到的数据必然带有因观察视角不同引入的系统误差。采集数据呈现:垂直法线方向亮度高,偏离法线方向亮度下降,偏离角度越大,亮度越低的现象。如果不加以修正,校正后的LED电子屏必然将下部暗,上部亮;机位垂直方向暗,两边亮;偏离校正点观看时,明暗出现失真。校正目标值的设定也是逐点校正技术值得深入探讨的一部分。众所周知,亮度校正损失亮度,色度校正既损失亮度也会损失色域空间和色彩饱和度。当前,很多数码相机校正方案,因为缺乏中间数据,都将目标值的设定环节放在采集之前,然而不同的LED电子屏有着不同的最佳平衡点,尤其是色度校正,目标值设定的不合理,将直接导致校正失败。
(三)驱动控制
有了校正数据,还需要控制系统的正确应用,才能实现逐点校正。驱动控制的实现有两种途径:一为电流幅度控制,二为脉冲宽度控制。由于LED电子屏电流幅度与亮度并不是严格的线性关系,且电流的增减会引起LED芯片主波长的偏移,因此,电流控制应用得越来越少,当前逐点校正驱动控制实现的主要方式为调节脉宽。除了利用控制系统实现驱动控制外,还有一种技术思路是通过对前端视频流进行实时处理,从信号源的层面实现校正。可分为硬件实现与软件实现两种。硬件实现即在视频信号源与控制系统之间加一个信号处理器,内部存储校正数据,对输入的视频流信号应用校正数据进行实时运算后输出给控制系统。软件实现即截取电脑为信号源的显示数据流,加以校正数据运算后输出到DVI端口。与控制系统实现校正相比较,由于DVI信号只有为8位,这种用前端视频处理器实现校正的方法将严重损失灰度,其低辉与线性表现不佳将是必然结果,且应用色度校正时,也会因精度不足效果不理想。
(四)采集系统与控制系统的结合
LED电子屏逐点校正过程中,需要以下三个步骤:控制系统控制屏体在指定区域显示红绿蓝三色画面、采集系统分别完成采集、生成校正数据后写入控制系统。因为采集设备专业、稳定,仅需一次数据采集即可完成校正,因此显示控制的部分变得十分简单,不需要与控制系统交互通信也可完成。而写入控制系统的步骤,则可以使用数据文档的形式,由控制系统自行完成读取写入相关存储区域的工作。这样通用控制系统无需做任何改造,也无需公开任何控制接口命令,就可以通过读取公开格式的校正数据文档,实现逐点校正,系统对接的工作量压缩到最低,采集系统也最小成本地实现了与层出不穷的控制系统之间的最大兼容。 |