一种LED显示屏校正图像裁剪方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及LED显示屏校正技术领域，尤其涉及一种LED显示屏校正图像裁剪方法、装置及系统。

背景技术

随着MiniLED、COB屏体市场的不断扩大，常规单反相机由于精度低、分辨率小的原因无法准确采集屏体的灯点亮色度信息，而随着工业相机技术日益成熟，工业相机以其高精度、高分辨率的优势，提高了采集精度，缩短了校正时间，大大提高了校正效率。

由于目前的工业相机拥有超高分辨率和高精度，导致校正过程中采集的工业相机照片所占内存大大超过了单反相机，也大幅提高了处理分析照片的电脑CPU、内存、磁盘空间的要求，在一些低性能电脑上甚至无法处理工业相机的照片，为LED显示屏校正工作带来了很多不便。另一方面，由于在对LED屏体进行拍照采集数据时，被拍摄的LED屏体区域一般都不会铺满整个取景区域，所以采集的照片周边会存在很多无效数据，这些无效区域数据不仅占用空间、增加分析时间，还会引入环境光干扰，给图像分析造成不良影响，从而影响LED显示屏的校正效果。

因此，本领域人员亟需寻找一种新的技术方案来解决上述的问题。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明提供一种LED显示屏校正图像裁剪方法、装置及系统。

本发明包括一种LED显示屏校正图像裁剪方法，包括步骤：

获取LED显示屏的原始灰度图；

对原始灰度图进行二值化处理，得到二值化图像；

按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀处理图像；

按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，得到膨胀处理图像；

根据膨胀图像中像素值为0的像素点，对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪，得到待校正图像。

进一步的，获取LED显示屏的原始灰度图，包括：

通过附带滤光片的工业相机对LED显示屏的图像进行采集，以获取对应通道的所述原始灰度图，其中，附带滤光片的工业相机正对LED显示屏进行拍摄，且LED显示屏的区域位于工业相机取景范围的中心区域。

进一步的，对原始灰度图进行二值化处理，包括：

通过大律法对原始灰度图进行二值化处理。

进一步的，腐蚀处理策略包括：将卷积核定义为直径为m个像素点的圆形，将中心点设为锚点；m为大于0的整数；

按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，包括：

根据卷积核按照预设遍历顺序对每一像素点进行腐蚀处理；其中，预设遍历顺序包括以设定位置的像素点为起始点，按照先行后列的顺序遍历所有像素点。

进一步的，m的取值为根据原始灰度图中一个灯点所对应的像素点的个数进行设定。

进一步的，膨胀处理策略包括：将卷积核定义为边长为n个像素点的方形，将中心点设为锚点；n为大于0的整数；

按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，包括：

根据卷积核按照预设遍历顺序对每一像素点进行膨胀处理；其中，预设遍历顺序包括以设定位置的像素点为起始点，按照先行后列的顺序遍历所有像素点。

进一步的，n的取值为根据原始灰度图中相邻两个灯点之间的间距所对应的像素点的个数进行设定。

进一步的，方法还包括：

对待校正图像进行压缩处理后再存储。

本发明还包括一种LED显示屏校正图像裁剪装置，裁剪装置包括原始灰度图获取模块、二值化模块、图像腐蚀模块、图像膨胀模块以及图像裁剪模块，其中：

原始灰度图获取模块，与二值化模块、图像裁剪模块相连接，原始灰度图获取模块用于获取LED显示屏的原始灰度图；

二值化模块，与原始灰度图获取模块、图像腐蚀模块相连接，二值化模块用于对原始灰度图进行二值化处理，得到二值化图像；

图像腐蚀模块，与二值化模块、图像膨胀模块相连接，图像腐蚀模块用于按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀处理图像；

图像膨胀模块，与图像腐蚀模块、图像裁剪模块相连接，图像膨胀模块用于按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，得到膨胀处理图像；

图像裁剪模块，与原始灰度图获取模块、图像膨胀模块相连接，图像裁剪模块用于根据膨胀图像中像素值为0的像素点，对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪，得到待校正图像。

本发明还包括一种显示屏校正图像裁剪系统，包括上述裁剪装置，还包括相机和LED显示屏，裁剪装置与相机和LED显示屏分别通讯连接；其中：

LED显示屏用于获取裁剪装置下发的显示文件，并进行显示；

相机用于正对LED显示屏进行拍摄得到原始灰度图，并向裁剪装置发送。

本发明的LED显示屏校正图像裁剪方法、装置及系统，通过对原始灰度图进行二值化处理、腐蚀处理、膨胀处理之后，根据膨胀图像中像素值为0的像素点对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪得到待校正图像，在得到的待校正图像中，只保留了LED显示屏相关的内容，将LED显示屏之外的无效数据进行了裁剪，从而在不降低待校正图像分辨率和精度的前提下，大幅提高图像采集效率，有效降低了待校正图像对存储空间的要求，也降低了后续校正计算时对计算机CPU、内存、磁盘空间等的性能要求，从而实现在低性能电脑上对LED显示屏的校正工作；另外，将无效数据裁剪之后，降低了校正计算所用的时间，避免了因环境光干扰对图像分析过程造成影响，从而提升了LED显示屏的校正效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪方法的步骤流程图(一)；

图2为本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪方法中原始灰度图的示意图；

图3为图2中原始灰度图的局部放大图；

图4为图3中局部放大图经二值化处理后的效果图；

图5为图4中局部放大图经腐蚀处理后的效果图；

图6为图5中局部放大图经膨胀处理后的效果图；

图7为图2中原始灰度图经裁剪之后所得的待校正图像的示意图；

图8为本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪方法的步骤流程图(二)；

图9为本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪装置的结构组成图；

图10为本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪系统的结构组成图；

图11为本发明实施例的电子设备的结构组成图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例的一种LED显示屏校正图像裁剪方法，如图1所示，包括步骤：

步骤S10：获取LED显示屏的原始灰度图。

本步骤所获取的原始灰度图为通过相机对LED显示屏进行拍摄得到的图像。优选的，本实施例中的原始灰度图是通过附带滤光片的工业相机对LED显示屏的图像进行采集、以获取对应通道的原始灰度图，其中，附带滤光片的工业相机正对LED显示屏进行拍摄，且LED显示屏的区域位于工业相机取景范围的中心区域，使得原始灰度图中屏体区域的周围均存在无效数据。本实施例中的滤光片适用于筛选出某一通道的数据，以提高原始灰度图的精度，滤光片优选用XYZ滤光片，处理效果优于RGB滤光片，因为通过RGB滤光片处理得到的是单一颜色的图片数据，这种方式的精度不如XYZ滤光片处理得到的图片数据，故优选XYZ滤光片，但这两种滤光片均能满足基本需求，故在具体实施时均可选用。此处的XYZ和RGB都是色彩空间坐标系，XYZ是指相机在采集数据时的过滤通道，XYZ滤光片进行处理后得到的就是某一单一通道的数据，每一通道内的数据包括对应的色度和亮度信息。

如图2所示，为本步骤获取的LED显示屏的原始灰度图，图3为图2中框选区域的放大图。实际应用中，通常会采集三个通道内的照片数据进行LED显示屏的校正处理，但是在本方法的处理过程中，任选一个通道就可以。

获得符合上述要求的原始灰度图之后，执行步骤S20。

步骤S20：对原始灰度图进行二值化处理，得到二值化图像。

常用的图像二值化方法即阈值分割方法，可根据阈值的选取方式分为基于局部选取阈值的局部阈值法和基于全局选取阈值的全局阈值法，如平均值法、双峰法、大律法等。由于在LED显示屏校正过程中，拍摄的照片中LED显示屏屏体会占据照片的主体部分，且LED显示屏的亮度比较均匀，整体构成比较单一，故本发明实施例使用全局阈值中的大律法对原始灰度图进行二值化处理，相较于其他算法，大律法具有较好的分割效果和计算性能。如图4所示，为与图3区域对应的图像经过二值化处理后的效果图，该图像中所有像素点的灰度值只有0和255两种。

步骤S30：按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀处理图像。

具体的，本实施例中腐蚀处理策略包括：为了提高腐蚀处理效果，本实施例将卷积核定义为与灯点形状近似的直径为m个像素点的圆形，将中心点设为锚点；m为大于0的整数。而步骤S30中按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，包括：根据卷积核按照预设遍历顺序对每一个像素点进行腐蚀处理；其中，预设遍历顺序包括以设定位置的像素点为起始点，按照先行后列的顺序遍历所有像素点。如图5所示，为与图4区域对应的图像经过腐蚀处理后的效果图，将上一步骤所得的图像中除屏体之外较小的噪点进行消除。

本发明实施例中m的取值为根据原始灰度图中一个灯点所对应的像素点的个数或该灯点的直径所对应的像素点的个数进行设定以及适当调整，从而确保本步骤对图像处理的效果，在一个具体的实施例中，m＝5。而对于遍历像素点的顺序，由本领域技术人员先行设定即可。

步骤S40：按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，得到膨胀处理图像。

具体的，本发明实施例中的膨胀处理策略包括：将卷积核定义为边长为n个像素点的方形，将中心点设为锚点；n为大于0的整数。而步骤S40中按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，包括：根据卷积核按照预设遍历顺序对每一像素点进行膨胀处理；其中，预设遍历顺序包括以设定位置的像素点为起始点，按照先行后列的顺序遍历所有像素点。

本发明实施例中n的取值为根据原始灰度图中相邻两个灯点之间的间距所对应的像素点的个数进行设定以及适当调整，以膨胀处理时能够将图像中灯点之间的空洞填充为最终目的，如图6所示，为与图5区域对应的图像经过膨胀处理后的效果图，灯点间的空洞被完全填充，使得LED显示屏的屏幕边界更加平滑。

步骤S50：根据膨胀图像中像素值为0的像素点，对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪，得到待校正图像。

通过步骤S20至步骤S40的处理之后，将所得的图像进行裁剪，具体为将像素值为0的像素点全部裁除，剩余的便为有效数据。如图7所示，为对应图2的原始灰度图经过本发明的步骤所得的待校正图像。由于校正LED显示屏时拍摄的是LED显示屏的每个颜色(R/G/B)或通道(X/Y/Z通道)的图片，故裁剪后LED显示屏上显示的(单色/单通道)图片比LED显示屏正常显示时的(白色/全通道)图片的亮度更暗一些。

通过本发明实施例的方法得到的待校正图像中，只保留了LED显示屏相关的内容，将LED显示屏之外的无效数据进行了裁剪，从而在不降低待校正图像分辨率和精度的前提下，大幅提高图像采集效率，有效降低了待校正图像对存储空间的要求，也降低了后续校正计算时对计算机CPU、内存、磁盘空间等的性能要求，从而实现在低性能电脑上对LED显示屏的校正工作；另外，将无效数据裁剪之后，降低了校正计算所用的时间，避免了因环境光干扰对图像分析过程造成影响，从而提升了LED显示屏的校正效果。

具体的，如图8所示，本发明实施例的方法在以上实施例的基础上还包括：

步骤S60：对待校正图像进行压缩处理后再存储。

若步骤S50所得的待校正图像的分辨率超出LED显示屏的校正所需，则可对待校正图像进行压缩，适当的降低待校正图像的分辨率，从而在确保基本校正效果的前提下，进一步减少待校正图像对内存空间的需要，也进一步降低了计算分析的数据量。

本发明还提供一种实施例为LED显示屏校正图像裁剪装置，如图9所示，裁剪装置100包括原始灰度图获取模块101、二值化模块102、图像腐蚀模块103、图像膨胀模块104以及图像裁剪模块105，其中：

原始灰度图获取模块101，与二值化模块102、图像裁剪模块105相连接，原始灰度图获取模块101用于获取LED显示屏的原始灰度图；

二值化模块102，与原始灰度图获取模块101、图像腐蚀模块103相连接，二值化模块102用于对原始灰度图进行二值化处理，得到二值化图像；

图像腐蚀模块103，与二值化模块102、图像膨胀模块104相连接，图像腐蚀模块103用于按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀处理图像；

图像膨胀模块104，与图像腐蚀模块103、图像裁剪模块105相连接，图像膨胀模块104用于按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，得到膨胀处理图像；

图像裁剪模块105，与原始灰度图获取模块101、图像膨胀模块104相连接，图像裁剪模块105用于根据膨胀图像中像素值为0的像素点，对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪，得到待校正图像。

具体的，本发明实施例的裁剪装置100根据下方步骤实现对应功能：

步骤S10：获取LED显示屏的原始灰度图。

步骤S20：对原始灰度图进行二值化处理，得到二值化图像。

步骤S30：按照预设的腐蚀处理策略对二值化图像进行腐蚀处理，得到腐蚀处理图像。

步骤S40：按照预设的膨胀处理策略对腐蚀处理图像中灯点之间的空洞进行填充，得到膨胀处理图像。

步骤S50：根据膨胀图像中像素值为0的像素点，对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪，得到待校正图像。

优选的，还包括步骤S60：对待校正图像进行压缩处理后再存储。

以上步骤的实施可参考前述关于裁剪方法的实施例以及图1至8进行理解，此处不再赘述。

本发明还包括一种实施例为显示屏校正图像裁剪系统，如图10所示，系统包括上述实施例的裁剪装置100，还包括相机200和LED显示屏300，裁剪装置100与相机200和LED显示屏300分别通讯连接；其中：

LED显示屏300用于获取裁剪装置100下发的显示文件，并进行显示；

在LED显示屏显示对应显示文件时，相机200用于正对LED显示屏300进行拍摄得到原始灰度图，并向裁剪装置100发送；裁剪装置100根据前述裁剪方法实现对原始灰度图进行二值化、腐蚀、膨胀处理后，以此为依据对原始灰度图进行裁剪，得到最终的待校正图像。

优选的，本发明实施例还包括一种LED显示屏校正装置，与裁剪装置100相连接，获取待校正图像并进行相关计算，实现对LED显示屏的校正处理。

本发明实施例还包括一种电子设备400，如图11所示，包括：存储器401，用于存储计算机程序；处理器402，用于执行计算机程序时实现上述实施例的显示屏校正图像裁剪方法。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。存储器至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)，例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。

本发明实施例的LED显示屏校正图像裁剪方法、装置及系统，通过对原始灰度图进行二值化处理、腐蚀处理、膨胀处理之后，根据膨胀图像中像素值为0的像素点对原始灰度图中对应的像素点进行裁剪得到待校正图像，在得到的待校正图像中，只保留了LED显示屏相关的内容，将LED显示屏之外的无效数据进行了裁剪，从而在不降低待校正图像分辨率和精度的前提下，大幅提高图像采集效率，有效降低了待校正图像对存储空间的要求，也降低了后续校正计算时对计算机CPU、内存、磁盘空间等的性能要求，从而实现在低性能电脑上对LED显示屏的校正工作；另外，将无效数据裁剪之后，降低了校正计算所用的时间，避免了因环境光干扰对图像分析过程造成影响，从而提升了LED显示屏的校正效果。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。