改善旋轉LED 屏亮度顯示的算法分析

余敏 余豐 邵文威 余建福

浙江啟明電子有限公司 浙江溫州 325000

出于顯示屏控制的目的，在亮度校正原理的基礎上，提出了一種先進的改善LED 顯示屏的科學方法，可以提高亮度的均勻性，主要是通過專業相機對RGB 圖像完成采集，在此基礎上借助數學形態學的相關理論知識和模板匹配法對發光區域的亮度值以及灰度值進行計算，這樣就可以完成每個燈點參數的校正，實現對燈點亮度的控制。通過科學有效的算法可以提高屏幕亮度的顯示效果，并且延長使用壽命。

1 綜合概述

隨著科技進步，屏幕亮度控制技術得到了全面發展，對LED的控制研究逐漸深入，在這樣的背景下，一種旋轉式的顯示屏被設計出來，并得到了廣泛應用。這種概念的提出與實現，將LED 顯示屏推向了全新的高度，顯示效果更加理想。旋轉顯示屏屬于一款新型且成像效果非常理想的顯示屏，主要是采用POV 設計原理，借助旋轉LED 燈條來完成裸眼的3D 視頻效果，因此一經推出，便得到了大范圍的推廣與應用，但是也存在一定的設計缺陷，那就是屏幕亮度均勻性的問題。因為旋轉LED 屏自身的旋轉特性，所以在使用的過程中就會出現亮度不一致的現象，中心位置往往亮度比較高，而邊緣位置亮度卻相對弱一些，并且由中心向四周，亮度是逐漸減弱的，這種情況會嚴重影響圖像的顯示?；诖耍槍πDLED 屏所存在的亮度均勻性問題進行研究是十分必要的，從過去的經驗看，傳統LED 屏在進行修正各燈點亮度時，通常采用的方法是檢測與校正，利用這兩個步驟就可以實現亮度均勻性的調整。而旋轉LED 屏，其結構和傳統LED 屏相比更加復雜，因此采用傳統的方法去改善亮度均勻性，效果往往并不理想。

2 亮度控制原理

最新的圖像處理技術需要對顯示屏的各個燈點亮度完成檢測與提取，收集相關的燈點參數，在此基礎上再進行參數的調整，對燈點的校正指標進行計算，并運用PWM 方法完成燈點參數的調節，將燈點的亮度調節到最佳的狀態，通過實踐表明，該方法在靜態LED 燈中比較適用。現階段，關于LED 燈的屏幕亮度，可以通過三種主要方式去控制，第一種使用SET 電阻完成調節；第二種PWM 波調節法；還有最后一種線性調節方法[1]。和其他的控制方式相比，PWM 調節技術的優勢相對比較明顯，主要表現在控制系統非常簡單，而且成本很低，性價比高，主要采用定流的形式來完成，在發光強度微調時，不會造成電流的波動，在電流不變的前提下，光強線性度就不會受到影響，光譜偏移的現象也就不容易發生，能夠最大限度提升系統的安全性與穩定性。PWM 波調節所采用的原理就是合理控制LED 燈的時間，將其進行等距劃分，通過此種方法，可以對亮度等級進行有效控制。

3 亮度差異原理

通過前文介紹，我們可以知道，旋轉LED 屏屬于一種新型的技術，和傳統LED 存在較大的區別，旋轉LED 屏的結構和工作原理都要更加復雜。站在工作原理的角度進行分析，傳統的LED 呈現畫面主要是運用笛卡爾坐標系，通過坐標的方法對LED 燈完成標記，將其和圖片呈現位置一一對應。與傳統LED 屏不同，旋轉LED 屏是運用極坐標系的原理，需要參考旋轉角度參數以及半徑距離等參數來對屏幕的各個LED 燈位置進行標記，從這一點上就可以看出兩者之間的區別，圖片顯現方式是存在較大差異的，因此傳統調整屏幕亮度的方法，并不適用于旋轉LED 屏。在顯示圖片時，為了保證效果，需要先對圖片完成格式轉換，按照統一的數據格式進行相應的操作，找到圖片中的像素點位置，運用極坐標系的原理和形式，將其表示出來。在實際應用中值得注意的是，不同半徑距離所對應的顯示面積從某種程度上來說，差別也是比較明顯的，需要進行合理區分?；谶@樣的前提，即使輸入一樣的RGB 值，靠近旋轉中心位置的燈點所掃過的面積會相對較小，而與之相對的靠近邊緣的燈點所掃過的面積會比中心位置掃過的面積大。

4 亮度換算原理

D=0.299F(R)+0.587F(G)+0.114F(B)

5 結語

本文重點介紹了一種可以對旋轉LED 屏亮度進行改善的顯示算法，該算法具有一定的應用價值，應用范圍較廣，通過gamma校正可以妥善解決屏幕亮度不均的問題。從應用中可以知道，旋轉LED 屏存在中心亮度高而邊緣亮度弱的問題，所以需要通過算法來對燈點參數進行校正，從而提升屏幕亮度的整體效果。通過校正處理后，旋轉LED 的真實輸出亮度可以得到較好修正，使得人眼感知更加柔和，可以明顯感到屏幕亮度的統一。