图像采集设备成像摩尔纹抑制方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像采集及处理技术领域，尤其涉及一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法及其应用。
【背景技术】
[0002]目前LED显示屏校正行业以基于面阵相机的脉宽调制(PWM)方式作为主要校正方式，这种校正方式精度和效率比较高，而作为LED亮色度测量设备的面阵相机也有多种，如带Bayer滤片的数码相机、带XYZ滤片的工业相机等。相比之下，数码相机和工业相机均能达到逐点校正目的，而且亮色度相对校正的均匀一致性效果相差无几，更为重要的是数码相机价格低廉，拥有广阔的发展空间，所以近年来基于数码相机的逐点校正方式得到飞速发展。
[0003]在利用数码相机对LED显示屏进行逐点校正过程中，由于相机感光元器件自身结构会造成LED亮色度信息的欠采样问题，从而导致采集原始图像可能出现摩尔纹(无规律水波纹)现象，使得校正后LED显示屏也出现无规律水波纹干扰，这严重影响到LED显示屏的亮色度均匀性观看效果，因此需要有效的摩尔纹检测抑制方法来指导逐点校正过程。
[0004]数码相机成像摩尔纹研究工作多年来从未间断，并且也提出了一些消除摩尔纹的方法，如基于空间域的经验模态(EMD)方法、基于频率域的陷波滤波方法、基于小波变换的方法等，这些方法在特定情况下能够较好的消除摩尔纹，但是LED显示屏校正要求准确采集LED灯点间的亮色度差异性，而这些方法均改变了原亮色度数据间的相关性，导致逐点校正的亮色度均匀一致性效果难以保证，从而难以应用到LED显示屏校正行业。
【发明内容】
[0005]因此，为克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法以及一种LED显示屏校正用图像采集方法。
[0006]具体地，本发明实施例提出的一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法，包括步骤:
(i)控制图像采集设备采集LED显示屏点亮同颜色LED灯点阵列所显示的单色图像以得到采集图像；(ii)对所述采集图像进行分析处理以获取所述采集图像中的LED灯点成像大小；
(iii)判断所述LED灯点成像大小是否位于预设成像大小区间范围；以及(iv)当判断结果为所述LED灯点成像大小超出所述预设成像大小区间范围，调整所述图像采集设备的参数并重复步骤(i)至步骤(iv)直至采集图像中的LED灯点成像大小位于所述预设成像大小区间范围。
[0007]在本发明的一个实施例中，所述图像采集设备包括数码相机或工业相机。
[0008]在本发明的一个实施例中，步骤(ii)依序包括步骤:读取所述采集图像中各个图像像素点的指定颜色分量数据;对读取的指定颜色分量数据按照大小进行排序;获取读取的指定颜色分量数据中最大的P*Q*N个指定颜色分量数据并求平均值，其中P*Q为所述同颜色LED灯点阵列的灯点分辨率，N为大于I的整数;获取读取的指定颜色分量数据中大于所述平均值的预设比例的指定颜色分量数据所对应的图像像素点总数；以及计算出LED灯点成像大小，其中所述LED灯点成像大小满足关系式Size = pCount/(P*Q)，其中Size表示所述LED灯点成像大小，pCount表示所述图像像素点总数。
[0009]在本发明的一个实施例中，N=3且所述预设成像大小区间范围为50?150。
[0010]在本发明的一个实施例中，步骤(iv)具体包括:当所述LED灯点成像大小小于所述预设成像大小区间范围的下限值，调大所述图像采集设备的焦距和/或将所述图像采集设备的对焦环调节至模糊方向；当所述LED灯点成像大小大于所述预设成像大小区间范围的上限值，调小所述图像采集设备的焦距和/或将所述图像采集设备的对焦环调节至清晰方向。
[0011 ]在本发明的一个实施例中，所述同颜色LED灯点阵列为红色LED灯点阵列、绿色LED灯点阵列或蓝色LED灯点阵列。
[0012]此外，本发明实施例提出的一种LED显示屏校正用图像采集方法，包括:首先，进行前述任意一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法直至所述图像采集设备的采集图像中的LED灯点成像大小位于所述预设成像大小区间范围；然后，利用所述图像采集设备采集所述LED显示屏显示的单色图像作为所述LED显示屏的亮度或亮色度校正用图像。
[0013]简而言之，本发明实施例通过软件自动控制图像采集设备的参数例如焦距或者对焦等，自动采集图像并分析当前采集图像的LED灯点成像大小是否在设定的成像大小区间范围之内，从而达成抑制图像采集设备成像摩尔纹之目的。
[0014]通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
【附图说明】
[0015]下面将结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细的说明。
[0016]图1为本发明实施例的一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法所采用的系统架构示意图。
[0017]图2为本发明实施例的一种图像采集设备成像摩尔纹抑制方法的流程图。
[0018]图3a_3c为相关于本发明实施例的不同LED灯点成像大小的成像效果图片。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0020]基于发明人在LED显示屏校正过程中进行图像采集时发现将采集图像上的LED灯点成像大小做一定的区间限制可以有效地抑制摩尔纹的出现，本发明实施例提出了一种自动控制图像采集设备的焦距和/或对焦对成像进行各种不同程度的散焦等，使得采集图像中的LED灯点成像大小落于抑制摩尔纹所需的成像大小区间范围中，从而抑制摩尔纹的出现。
[0021]因此，本发明下述实施例通过软件控制图像采集设备例如相机的焦距、对焦环等，对LED显示屏进行图像采集并分析处理采集图像中的LED灯点成像大小是否可以达到抑制摩尔纹出现的合适区间范围，如此可以解决以下问题:1)不需要专业的人员人工多次调节焦距或者对焦环;2)调节时间短；以及3)每次自动调节的焦距或者对焦量由软件自动控制，可以准确的控制调节量。
[0022]具体地，下面结合图1和图3a_3c详细描述在LED显示屏校正过程中如何利用相机对LED显示屏进行图像采集、对采集到的图像中的LED灯点成像大小进行分析以及根据分析结果自动控制相机进行参数调节例如焦距调节和/或对焦调节，以使得最终得到采集图像中的LED灯点成像大小能够落于抑制摩尔纹所需的成像大小区间范围中，从而抑制摩尔纹的出现。
[0023]在进行图像采集之前，首先搭建如图1所示的系统，其包括LED显示屏逐点校正系统和LED显示屏系统。其中，LED显示屏逐点校正系统包括相机和与其信号连接且安装有校正软件的校正计算机，此处的相机例如是带Bayer滤片的数码相机或带XYZ滤片的工业相机等带滤片的相机或者是不带滤片的相机;LED显示屏系统包括控制计算机(例如PC机)、LED显示屏和连接在控制计算机和LED显示屏之间的LED显示控制系统;校正计算机和控制计算机通过局域网连接，相机固定在LED显示屏的正前方。
[0024]接下来，进行图像采集以得到采集图像、对采集图像进行分析处理获取采集图像中的LED灯点成像大小以及根据LED灯点成像大小自动控制相机进行参数调节例如焦距调节和/或对焦调节，具体为:
[0025]第一步:校正软件给相机发送采集图像命令，相机采集LED显示屏点亮同颜色LED灯点阵列所显示的单色图像以得到采集图像并将采集图像传回给校正软件;其中，以RGB全彩LED显示屏为例，点亮同颜色LED灯点阵列可以是点亮LED显示屏整个显示区域中的红色、绿色或蓝色LED灯点，又或者是点亮LED显示屏局部区域中的