一种显示屏幕色偏Mura修复方法及装置与流程

一种显示屏幕色偏mura修复方法及装置
技术领域
[0001]
本发明属于显示屏检测和图像处理领域，特别是面向显示屏画面检测与显示效果优化领域，更具体涉及一种显示屏幕色偏mura修复方法及装置。


背景技术：

[0002]
随着显示屏行业的不断发展，显示技术与显示屏材料的不断更新，oled、mini-led以及uled等屏幕已作为主流的显示屏，并广泛应用于各类电子设备中，这类主动发光型显示屏比lcd显示屏具有更高的对比度，尺寸更轻薄，同时具有可以弯曲折叠等诸多优点。但是，这类主动发光型显示屏亮度的均匀性和残影现象会导致屏幕良率低、成本偏高，解决这两个问题除了不断改善工艺，同时需要用到补偿技术即现在的de-mura技术。传统的de-mura技术可解决一定范围内的亮暗不均匀的问题，但是限于补偿机制的原因，不能有效的解决色度不均匀这一类的mura。
[0003]
色偏mura在亮度上的表现是色偏区域的rgb三基色的光强度配比与白光所需配比不一致，对于等能白光的光谱色而言当rgb三基色的单位能量相等时即为正常白色。现有的de-mura方法通常是以屏幕中心区域亮度为目标值将获取到的屏幕亮度数据向目标值逼近，这种方法只考虑了亮度上的一致性，但并没有考虑rgb三基色亮度配比对色度带来的影响，所以传统的de-mura方法并不能有效改善色偏mura。针对有色偏mura的屏幕，现有的解决方法一种是以彩色相机分别拍摄白画面进行修复，然而此种方法不能避免屏体本身的串扰问题以及相机的camera-rgb与屏幕灰阶显示之间的不一致问题。另一种方法即是对数据原始亮度数据采用较大的平滑来达到色偏的消除，但是此种方法只适用于屏体本身亮度较为均匀时有效，一旦屏体有其他的mura，此方法会将de-mura效果变差。


技术实现要素：

[0004]
本发明针对上述问题，提出了一种显示屏幕色偏mura修复方法及装置，在现有的de-mura方法下对原始亮度数据进行修改，修改原理是基于亮度与色度之间的关系，本发明方法能有效的解决色偏mura的同时保持了屏幕的亮度基准和均一性。
[0005]
本发明提出的一种显示屏幕色偏mura修复方法具体步骤包括：
[0006]
s1、利用黑白相机获取目标物体的目标图像；
[0007]
s2、对所述目标图像利用凸包检测算法获取图像边缘轮廓信息，根据图像边缘轮廓信息进行子像素定位；
[0008]
s3、根据所述目标图像像素点获取的电荷进行亮度数据采集，采集所述目标图像的中心区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r0、g0、b0，将所述亮度数据r0、g0、b0变换到三维坐标系统xyz系统，获取中心区域的色坐标为x0，y0，z0，采集所述目标图像的中心区域外的色偏区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r、g、b，将所述亮度数据r、g、b变换到xyz系统获取该色偏区域的色坐标x，y，z，根据所述色偏区域的色坐标x，y，z和所述中心区域的色坐标x0，y0，z0确定色偏区域色坐标损失值chromloss；
和所述色坐标x0，y0，z0作为亮度补偿和色度补偿的目标值。
[0018]
本发明的进一步技术方案是，所述色偏区域色坐标损失值chromloss定义为：chromloss＝(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2，所述色偏判定的约束条件为：|x-x0|>δx，|y-y0|>δy，|z-z0|>δz，其中δx，δy，δz分别为人眼判定r/g/b三种色偏mura存在的阈值。
[0019]
本发明的进一步技术方案是，所述增加损失阈值限制条件来保证亮度数据损失值lumloss最小具体包括：色偏区域亮度数据损失值lumloss定义为：lumloss＝(r-r')2+(g-g')2+(b-b')2，所述损失阈值限制条件为：|r-r'|<δr，|g-g'|<δg,|b-b'|<δb，其中δr，δg，δb分别为r/g/b三种对应颜色允许损失阈值。
[0020]
本发明的进一步技术方案是，将所述色偏mura修复方法设计成最小化优化问题模型，定义loss＝chromloss*p1+lumloss*p2，其中p1为色偏区域色坐标损失值chromloss权重系数，p2为色偏区域亮度数据损失值lumloss权重系数，以loss值最小化为目标，约束条件为所述色偏判定的约束条件和所述损失阈值限制条件。
[0021]
本发明提供的一种显示屏幕色偏mura修复方法及装置的有益效果是：本发明解决了现有技术修复色偏mura带来的亮度变化过大的不良影响，优化了在修复色偏mura时新增的亮暗不均的不良影响，同时，本发明方法结构简单而稳定，提升了修复色偏mura的效率，本发明加入了色坐标与亮度损失值约束了补偿值失真问题，另外，本发明在现有技术基础上不需要硬件修改，不会增加额外成本。
附图说明
[0022]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
[0023]
图1为本发明色偏mura修复方法实施例的流程示意图；
[0024]
图2为本发明实施列中优化亮度数据的流程示意图；
[0025]
图3为本发明实施例中中心区域原图与对应局部亮度数据值展示图；
[0026]
图4为本发明实施例中色偏区域原图与对应局部亮度数据值展示图；
[0027]
图5为本发明实施例中de-mura后中心区域原图与对应局部亮度数据值展示图；
[0028]
图6为本发明实施例中de-mura后原色偏区域原图与对应局部亮度数据值展示图；
[0029]
图7为本发明实施例模块结构示意图。
具体实施方式
[0030]
为进一步对本发明的技术方案作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的步骤。
[0031]
以下为本发明设计的专业术语解释说明：
[0032][0033][0034]
如图1为本发明色偏mura修复方法实施例的流程示意图，具体实现步骤如下：
[0035]
第一步利用黑白相机获取目标图像：利用黑白相机获取需要修复的r、g、b三基色灰阶画面，得到目标图像。
[0036]
第二步对所述目标图像根据边缘轮廓信息进行子像素定位：具体为通过局部极大值获取图像边缘像素坐标，利用凸包检测获取轮廓像素坐标，通过霍夫变换检测直线算法确认四边轮廓点集，进一步通过四边轮廓建立的四个方程求解对应的顶点和边长；对边界内区域依照显示分辨率大小进行网格化，建立网格索引信息表，通过在网格索引点的邻域内搜索四边轮廓点集进行排序；利用排序后的点集索引和坐标建立n阶二次齐次多项式模型，实现所有像素点的坐标计算。
[0037]
第三步根据像素点获取的电荷进行亮度数据采集，采集所述目标图像的中心区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r0、g0、b0，将所述亮度数据r0、g0、b0变换到三维坐标系统xyz系统，获取中心点的色坐标为x0，y0，z0，采集所述目标图像的中心区域外的色偏区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r、g、b，将所述亮度数据r、g、b变换到xyz系统获取该色偏区域的色坐标x，y，z，根据所述色偏区域的色坐标x，y，z和所述中心区域的色坐标x0，y0，z0确定色偏区域色坐标损失值chromloss。
[0038]
由于屏幕的gamma校准都是以中心区域为基准，将屏幕中心区域获取的亮度数据r0、g0、b0和色坐标x0，y0，z0作为亮度补偿和色度补偿的目标值，实施例中以中心区域为色偏mura的校准基准，记中心区域亮度数据为r0、g0、b0，如图3所示，
[0039]
由于在rgb系统中色坐标存在负值不利于计算，同时其色坐标表达方式不便于理解，于是亮度数据r0、g0、b0在xyz标准系统中进行变换：
[0040][0041]
(1)式中，r、g、b对应中心区域亮度数据r0、g0、b0，进一步，xyz系统中的中心区域色坐标x0，y0，z0可由(1)式及以下定义(2)式求得：
[0042][0043][0044]
(1)式和(2)式结合可得到中心区域的色坐标值x0、y0、z0。
[0045]
第四步根据色偏判定的约束条件和所述色偏区域色坐标损失值chromloss得到调整后的色偏区域亮度数据r'、g'、b'，根据色偏区域亮度数据r'、g'、b'确定色偏区域亮度数据损失值lumloss，同时增加损失阈值限制条件来保证色偏区域亮度数据损失值lumloss最小。
[0046]
采集获取的色偏区域亮度数据为r、g、b，如图4所示，色偏区域色坐标值为x，y，z，δx、δy、δz为人眼判定色偏mura的阈值，色偏判定的约束条件|x-x0|>δx,|y-y0|>δy,|z-z0|>δz关系成立，定义色坐标损失值为：
[0047]
chromloss＝(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2ꢀꢀꢀ
(3)
[0048]
调整得出色偏阈值临界值对应的色坐标，通过xyz系统转换至rgb系统，可通过上式(1)和(2)的结合将色坐标转换至亮度数据得到调整后的色偏区域亮度数据r'、g'、b'。考虑到r'、g'、b'是一个范围值，同时调整亮度后会产生区域之间的掉阶现象，为了解决掉阶现象，定义δr，δg，δb为r/g/b三种对应颜色允许损失阈值，则有色偏区域亮度数据损失值lumloss为：
[0049]
lumloss＝(r-r')2+(g-g')2+(b-b')2ꢀꢀꢀ
(4)
[0050]
其限制条件为|r-r'|<δr，|g-g'|<δg，|b-b'|<δb。不断优化色偏区域亮度数据以满足色偏判定的约束条件和保证色偏区域亮度数据损失值lumloss最小的限制条件，其优化的具体实现方法如图2所示：根据改变色偏区域的亮度数据来满足条件色坐标损失值chromloss，当亮度数据改变后为了满足条件亮度数据损失值lumloss会将改变后的亮度数据进行微调，在这个不断微调迭代的过程中将色偏区域的亮度数据调整到同时满足两个条件即可。
[0051]
第五步根据gamma映射和色偏区域调整后的亮度数据计算出mura补偿值后修复色偏mura。将所述色偏mura修复方法设计成最小化优化问题模型，定义：
[0052]
loss＝chromloss*p1+lumloss*p2
ꢀꢀꢀ
(5)
[0053]
其中p1为色偏区域色坐标损失值chromloss权重系数，p2为色偏区域亮度数据损失值lumloss权重系数，以loss值最小化为目标，约束条件为所述色偏判定的约束条件和所述损失阈值限制条件，p1、p2可选范围为[0,1]，当上式满足第四步中约束条件和限制条件且为最小值时，此时的修正后的亮度数据即可解决色偏mura问题，由于当前亮度数据为相对值，不可直接表现为图片展示到屏幕中观察效果，此时需要根据亮度数据与灰阶之间的关系进行转换即gamma映射将亮度数据转换为灰阶值。具体公式如下：
[0054][0055]
其中gray为灰阶值，r'为修改后满足条件的亮度数据，gamma为当前屏幕的标准
值，由上公式得到的灰阶值即为最终的补偿数据mura补偿值，修复后效果图如图5和图6所示，修复好不同区域总体显示效果区域一致，未见明显亮度及颜色偏差。
[0056]
如图7所示，本实施例实施装置具体包含目标图像获取模块1、目标图像处理模块2、目标图像数据采集模块3、目标图像调整模块4、目标图像色偏修复模块5，所述目标图像获取模块1通过黑白相机获取目标图像；所述目标图像处理模块2对所述目标图像根据边缘轮廓信息进行子像素定位；所述目标图像数据采集模块3根据像素点获取的电荷进行亮度数据采集，采集所述目标图像的中心区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r0、g0、b0，将所述亮度数据r0、g0、b0变换到三维坐标系统xyz系统，获取中心点的色坐标为x0，y0，z0，采集所述目标图像的中心区域外的色偏区域r/g/b三种颜色通道的亮度数据r、g、b，将所述亮度数据r、g、b变换到xyz系统获取该色偏区域的色坐标x，y，z，根据所述色偏区域的色坐标x，y，z和所述中心区域的色坐标x0，y0，z0确定色偏区域色坐标损失值chromloss；所述目标图像调整模块4根据色偏判定的约束条件和所述色偏区域色坐标损失值chromloss得到调整后的色偏区域亮度数据r'、g'、b'，根据色偏区域亮度数据r'、g'、b'确定色偏区域亮度数据损失值lumloss，同时增加损失阈值限制条件来保证色偏区域亮度数据损失值lumloss最小；所述目标图像色偏修复模块5根据gamma映射和色偏区域调整后的亮度数据计算出mura补偿值后修复色偏mura。
[0057]
本发明的优选实施方式是：将所述屏幕中心区域获取的所述亮度数据r0、g0、b0和所述色坐标x0，y0，z0作为亮度补偿和色度补偿的目标值。
[0058]
本发明的优选实施方式是：所述色偏区域色坐标损失值chromloss定义为：chromloss＝(x-x0)2+(y-y0)2+(z-z0)2，所述色偏判定的约束条件为：|x-x0|>δx，|y-y0|>δy，|z-z0|>δz，其中δx，δy，δz分别为人眼判定r/g/b三种色偏mura存在的阈值。
[0059]
本发明的优选实施方式是：所述增加损失阈值限制条件来保证亮度数据损失值lumloss最小具体包括：色偏区域亮度数据损失值lumloss定义为：lumloss＝(r-r')2+(g-g')2+(b-b')2，所述损失阈值限制条件为：|r-r'|<δr，|g-g'|<δg,|b-b'|<δb，其中δr，δg，δb分别为r/g/b三种对应颜色允许损失阈值。
[0060]
本发明的优选实施方式是：将所述色偏mura修复方法设计成最小化优化问题模型，定义loss＝chromloss*p1+lumloss*p2，其中p1为色偏区域色坐标损失值chromloss权重系数，p2为色偏区域亮度数据损失值lumloss权重系数，以loss值最小化为目标，约束条件为所述色偏判定的约束条件和所述损失阈值限制条件。
[0061]
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的步骤、方法、装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种步骤、方法、装置所固有的要素。
[0062]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。