基于OpenCV的LED显示屏逐点校正技术的方法研究.pdfVIP

摘要

摘要

LED显示屏的逐点校正技术是解决因LED灯点亮度、色度差异及环境变化导致

的显示屏亮色度不均或色彩失真等问题的关键技术。然而，传统的逐点校正方法受

限于复杂的硬件要求和繁琐的人工操作，不仅导致校正过程复杂、耗时，而且对显

示屏的实时性能也产生了不良影响。同时，传统方法通常需要专业人员借助专用校

正设备和软件进行精确测量和校正，不仅增加了整体实施难度，还提高了应用成本，

因此在一定程度上限制了逐点校正技术的广泛普及和应用。

鉴于此，本研究在OpenCV框架下，采用CCD工业相机作为图像采集设备，设

计并实现了一种基于OpenCV的LED显示屏逐点校正方法。该方法以OpenCV提供

的图像处理和计算机视觉函数库为基础，通过设计算法对CCD相机采集到的LED

显示屏图像进行分析和处理，提取每个LED灯点的亮色度信息，然后根据设定的校

正目标值，计算每个灯点的亮色度校正系数，进而实现逐点校正。本文主要的研究

内容如下：

首先，提出了改进的亮色度均匀性评估方法，并进行了逐点校正流程的系统方

案设计。针对传统LED显示屏亮色度均匀性评估方法的不足，本文在原有方法基础

上，结合LED灯点光强分布特性和人眼视觉特性，提出了一种改进的亮度均匀性评

估方法。此外，基于传统色差定义，提出了一种以色差变异系数为衡量标准的色度

均匀性评估方法。实验结果表明，这两种方法能够更有效地评估LED显示屏的亮色

度均匀性。

接下来，研究了LED显示屏图像采集过程中的相机选型和优化问题。在相机选

型方面，经过对工业相机与彩色数码相机的多维度对比，最终选定了CCD工业相机

作为逐点校正的采集设备。在相机优化环节，重点考虑了暗电流、镜头畸变、摩尔

纹和渐晕等因素对成像质量的不利影响，并提出了针对性的优化方案。方案包括，

基于平均暗帧减法法的暗电流噪声降噪，基于张氏标定法的镜头畸变校正，基于改

进小波变换法的摩尔纹消减，以及基于标准光源校正法的相机渐晕修正。优化结果

表明，本文设计的优化方法有效降低了成像噪声和失真，提升了图像质量，为后续

的校正工作提供了高质量的数据支持。

最后，详细阐述了基于OpenCV的LED显示屏逐点校正方法的具体实现过程。

在这一过程中，先是对采集到的LED显示屏图像进行预处理，包括基于大津法和形

态学处理的ROI裁剪、灯点图像和背景图像的分割以及基于霍夫直线变换的倾斜图

像校正等一系列操作。然后，针对灯点定位与排序问题，本文提出了一种基于图像

轮廓的LED灯点定位和排序方法，利用该方法实现了对每个灯点的定位与排序。接

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河北科技大学硕士学位论文

下来，基于灯点位置信息提取每个灯点的亮色度数据，并根据设定的校正目标值计

算出校正系数。最后，将校正系数通过控制系统应用于显示屏上的每个LED灯点，

OpenCVLED

从而实现逐点校正。实验结果表明，基于的显示屏逐点校正方法能够

有效提升LED显示屏的亮度和色度均匀性，具有一定的实用价值。

OpenCVLED

关键词；显示屏；逐点校正；图像处理；校正系数

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Abstract

Abstract

Thepixel-by-pixelcorrectiontechnologyofLEDdisplayscreensisacritical

technologytoaddressissuessuchasunevenbrightnessandcolor,aswellascolor

distortioncausedbydifferencesinLEDlightpointbrightness,chroma,andenvironm