LED显示屏逐点校正基本原理(精)

深圳市精英光电有限公司LED显示屏需要逐点校正的7大原因LED显示屏为什么需要逐点校正?理想情况下，如果显示屏上每个像素在任一角度上发出的光的亮度、色度总是一致的，那么就可以认为显示屏是均匀的。

而在实际的生产过程中，显示屏的均匀性会受到诸多因素的影响，所以没有校正的LED显示屏的均匀度无法达到理想水平，画质与其他平板显示技术相比存在明显差距。

导致LED显示屏均匀度不佳的因素非常多，如：LED显示屏需要逐点校正的7大原因LED显示屏需要逐点校正的7大原因LED本身的离散性天生缺陷：(1)灯管厂商提供的LED自身存在亮度、色度上的差异性;(2)LED发光强度的空间分布特性存在差异性，这会导致不同LED在任一视角上的发光强度相对于光轴方向上的衰减值存在不一致性。

显示屏制造过程中引入的其他众多因素：(1)模块拼装的平整度;(2)箱体拼装的平整度;(3)面罩的平整度，以及墨色的离散性;(4)模块内部热量分布的不均匀性;(5)LED焊接时光轴方向偏离显示屏法线方向，尤其是直插LED光轴方向的控制。

因此，所有LED屏出厂时都在一定程度上存在着均匀度不理想问题。

LED显示屏为什么需要逐点校正? 后天使用的产生的一些问题，而当LED显示屏使用一段时间以后，由于LED个体光衰的差异，以及其他外部原因影响，均匀度必将进一步恶化，表现出来就是显示画面上出现大量麻点、亮暗斑甚至马赛克等，俗称“花屏”现象。

目前显示屏的投资动辄数百万上千万，多用于商业广告与演出等场合，对显示屏的图像质量要求很高。

LED显示屏的理论寿命有10万个小时，但实际上，一块显示屏在运行约5000～10000小时以后就会均匀度恶化，开始变花，商业价值降低，在15000～20000小时以后，商业价值几乎丧失殆尽，造成极大的社会资源浪费。

无论是在出厂前还是使用一段时间后，逐点校正技术都可以让用户以非常短的时间、和非常低的成本大幅提升显示屏的均匀度，显着改善图像质量。

LED屏视频信号逐点校正原理与实践近两年来，伴随着专业逐点校正系统的成熟和各通用控制系统的技术改进，逐点校正技术作为一项大幅提升LED屏显示质量，提升产品竞争力的前沿技术，在业界迅速普及，得到了广泛的应用。

当前，校正系数的应用主要还是依赖控制系统实现，控制系统处理能力及存储空间的局限也就成为了逐点校正技术应用的门槛。

例如：旧版本的控制系统不支持逐点校正；单卡校正后带载点数不足；控制系统尚未支持色度校正……这些限制因素不仅让很多需要校正的老屏望洋兴叹，也让很多小点距及需要色度校正的高端新屏面临存储空间或成本困境。

为突破以上藩篱，让逐点校正技术更好地为LED显示产业服务，中科维优公司最新推出了一款专业LED屏视频信号校正器 VU Visual Box。

本文将简述这种前端视频处理实现逐点校正的工作原理，并通过实验对比VU Visual Box 和灵星雨系统、德普达系统的亮度校正结果，检验VU Visual Box的亮度和亮色一体校正能力。

1 LED屏前端视频校正原理显示屏是通过控制系统来实现视频源和LED大屏幕的软硬件连接的。

如果要对LED大屏做逐点校正，需要在基本的控制连接之外还要额外增加一定的存储空间和计算能力。

校正系数的存储位置最常见的是放在控制系统接收卡（分控）上。

校正系数的传输与应用如图一：（图一）而使用LED屏视频信号校正器实现校正，则是在前端对视频信号进行逐点校正后，再交付控制系统和显示屏。

LED屏视频信号校正器包含用于存放LED屏全屏每个像素的校正系数的大容量存储器，并应用独立的处理器将所有通过处理器的数字视频源信号进行实时的校正运算处理，承担起原由控制系统承担的大量数据存储和实时运算工作。

中科维优（VU）的VU Visual Box 的工作原理框图如下：（图二）图中可见，校正过程首先是SV-1专业逐点校正系统与显示屏控制电脑（控制器）通信，完成LED显示屏的灯点数据采集，经过运算生成校正系数后交付LED屏视频信号校正器存储。

LED显示屏灯珠存在离散性、衰减性等原因。

会导致LED显示发光不均匀，颜色不统一等情况。

严重影响显示屏的显示效果。

为了决解亮度和色度不均匀的问题，逐点校正技术孕育而生并快速发展。

可以说逐点校正是解决LED显示屏灯珠显示不均匀最好的办法之一。

现在主流的逐点校正技术主要有两种，一种是箱体逐点校正，一种是现场逐点校正。

现场逐点校正是对整个应该安装完成的大屏进行操作，由于受到环境、天气和异地技术兼容问题的影响，导致校正成本较高。

尤其是国外一些订单的维护。

箱体逐点校正可以大幅度提高显示屏画面一致性的同时，由于是统一在生产车间校正。

成本比较低，校正效果也比较好。

同时箱体校正也是led显示屏出厂前必须通过的一道检测程序。

强力巨彩箱体校正技术工艺走在行业内前列，显示屏对各种环境适应性强。

显示效果一致性较好。

一、LED显示屏箱体校正简介箱体校正是产线校正的一种，要求LED显示屏生产厂商在生产流水线增加该环节。

一般情况下，箱体校正是安排在出厂前的最后一个环节，主要用以消除箱体内部和箱体之间的亮度和色度差异，提高拼接后LED显示屏的均匀性。

在生产环节中除了增加校正环节，厂商一般还需要跟进屏体出厂的校正效果。

常用的做法有以下三种：一是将所有箱体拼接起来，观察显示效果，但拼接的工作量比较大，实现起来不方便;二是随机地抽取部分箱体进行拼接，观察校正效果;三是利用校正系统记录的测量数据对所有箱体的校正效果进行仿真评估。

增加了箱体校正和仿真评估/抽检环节的LED生产流水线。

箱体校正需要在暗室中进行，需要配备面阵成像设备和色度计各一台，用于测量各个箱体的亮度和色度信息。

为了保证所有箱体的校正过程在不受外界环境条件的影响下进行，达到其亮度、色度一致性的目标，要求暗室完全密封，且温度和湿度为恒定值，在校正过程中，必须固定箱体和校正仪器的位置，箱体必须安放在底座之上，避免地面反光的影响。

与现场校正类似，对于每一个箱体来说，箱体校正的过程包括数据采集、数据分析、目标值设定、校正系数计算以及系数上传，同时也需要控制系统的配合。

LED 大屏幕逐点校正技术嘉屹光电显示屏控制系统是国内第一家支持逐点校正功能的控制系统，不仅能够保证您的产品在出场的时候能够有很好的均匀性，还能在您的产品在2－3年的运行后，在现场帮实现逐点校正，使得您的显示屏一直呈现完美的图像。

由于LED 制造过程中的工艺问题，加上在使用的过程中LED 不同程度的亮度衰减和色度漂移，LED 显示屏亮度和色度的不一致性一直困扰着众多显示屏制造厂商。

3.3.1 LED的亮度和色度的不一致性：按照LED 制造商的工业分级标准，同一批次的LED 允许亮度误差为20%~40%，允许色度误差为5nm 。

对于将视频源放大数百倍甚至数千倍的LED 电子显示屏，人眼可以分辨模块之间色度1~2%的差异，色度1~2nm的差异。

并且，在电子显示屏的使用过程中，每一颗LED 灯都会有不同程度的亮度衰减和色度的漂移。

这些因素严重地影响了LED 电子显示屏的显示效果。

图1 LED 的亮度和色度的不一致性影响了电子显示屏的显示效果在显示动态视频时，由于视频图像的快速切换和人眼的视觉惰性，上述显示缺陷还不是太明显，但在显示静态图像时（一般在显示广告客户的Logo 时），上述影响就很容易被人眼觉察。

3.3.2 LED亮度和色度校正原理：由于LED 的亮度随着电流变化会发生比较明显的变化，一般采取PWM 脉宽调制来调节LED 亮度。

通过调节脉宽就可以调节每一颗LED 的显示亮度，也就可以实现显示屏的非均匀性校正。

3.3.3基于光谱仪的逐点校正技术：早期的逐点校正技术是基于光谱仪(Spectroradiometer的点校正技术。

如下图所示：Spectroradiometer Element 图2 基于光谱仪的逐点校正光谱仪的原理是利用分光棱镜将某一点发出的不同波段的可见光按等间隔波段分开后，通过线阵的CCD 完成光电转换，最后得出待测点的光谱分布，从而得出其亮度值和色度值。

由于是逐点测量，所以光谱仪测量具备很高的测量精度，也具有很好的测量一致性。

LED显示屏逐点校正基本原理逐点校正需要“控制系统”和“逐点校正系统”两个系统配合才能完成，其中逐点校正系统负责“生成校正系数”，控制系统负责“应用校正系数”，二者缺一不可。

校正系统通过专业相机对LED显示屏成像，获取每一颗LED灯的亮度和颜色，针对每一个像素生成一组唯一的校正系数，然后将校正系数送给控制系统保存和固化。

控制系统在运行时，针对每一像素的图像内容，与校正系数完成高速的乘法运算，从而完成逐点校正。

逐点校正技术先后经历了亮度校正和色度校正两个阶段。

一、逐点亮度校正的基本原理显示屏是由像素阵列组成的，每一个像素都有红绿蓝三基色LED组成的，LED的亮暗是由控制系统的脉宽来控制的，不同亮度的红绿蓝LED组合成了我们所需要的各种亮度和颜色。

如果一块显示屏上所有的LED只有亮度差异（这是理想情况），那么通过逐点亮度校正可以解决。

下图2示例了某块显示屏某行绿色LED灯逐点校正前呈离散性分布。

在设定目标之后，对于亮度高于目标值的LED灯，通过适当压缩其控制脉宽可以降低其亮度，达到目标值。

从而使得显示屏获得了比较好的亮度均匀性。

图2：某LED显示屏某行绿色LED校正前后亮度分布图不幸的是，每一颗LED灯不只存在着亮度的不一致性，也存在着颜色（波长）的不一致性，而通过脉宽调节亮度是无法调整其颜色的，这就只能通过逐点色度校正技术来解决了。

二、逐点色度校正的基本原理逐点色度校正基于色度补偿的基本原理，通过另外两种基色补偿该种基色，通过混色从而实现颜色的调节。

举个例子，如果某个像素的红灯太红（也就是说波长太长）的时候，我们可以让该像素红灯亮的时候，让本不该亮的绿灯和蓝灯都带一点点亮（具体绿和蓝带多少亮，是通过图像采集、图像识别、图像处理和运算得出来的结果）。

这样，通过混色以后，人眼就感觉这颗红灯就没有这么红了。

也就是说，针对每一个像素，依据其亮度和色度，都可以计算出一个3×3的系数矩阵，在显示图像的时候，这个矩阵与需要显示的图像数据进行相乘，就可以完成色度和亮度校正了。

LED显示屏的“逐点调整”方案逐点调整是指在使用LED显示屏时，根据实际需求对每个像素点进行单独调整，以达到更好的显示效果。

逐点调整可以对亮度、颜色和灰度进行调整，使LED显示屏显示出更加真实、清晰、明亮的图像。

逐点调整主要包括以下几个方面的内容：1.亮度调整：在亮度调整中，首先需要对整个显示屏进行均匀性检测，以确定哪些区域的亮度过高或过低。

然后，根据实际情况，对每个像素点的亮度进行调整。

亮度的调整主要是通过调整每个像素点的电流来实现的，可以通过调整亮度表或者亮度调整软件进行。

亮度调整的目的是保持显示屏在不同环境下的适应性，能够在不同的亮度和对比度条件下，正常地显示图像。

2.颜色调整：在颜色调整中，主要是根据实际情况，对每个像素点的三原色（红、绿、蓝）进行调整。

颜色调整的目的是使显示屏能够准确地显示出原图中的颜色。

具体的调整方法可以通过色度表或者颜色调整软件进行。

在调整过程中，需要注意保持每个像素点的颜色一致，避免出现颜色不匹配的情况。

3.灰度调整：在灰度调整中，主要是对每个像素点的灰度进行调整，以保证显示屏的灰度级数准确显示。

灰度调整的目的是使LED显示屏能够显示出更加细腻、自然的灰度图像。

灰度调整可以通过灰度表或者灰度调整软件进行。

在调整过程中，需要注意灰度调整的平滑性，避免出现灰度级数不连贯的情况。

逐点调整方案的实施步骤如下：1.检测：首先需要对整个LED显示屏进行检测，以确定需要调整的像素点。

可以利用专业的检测设备对显示屏进行全面的检测，包括亮度检测、颜色检测和灰度检测。

2.调整：根据检测结果，对每个像素点进行调整。

调整的方法可以根据实际情况选择，可以是手动调整，也可以是利用调整软件进行自动调整。

在调整过程中，需要对每个像素点的调整情况进行记录，以便后续的维护和管理。

3.验证：在所有像素点调整完成后，需要对整个显示屏进行验证，确保调整效果达到预期。

可以利用专业的验证设备对显示屏进行全面的验证，包括亮度验证、颜色验证和灰度验证。

——招专业人才 上一览英才
——招专业人才 上一览英才 解析LED 显示屏为什么需要逐点色度校正
LED 显示屏为什么需要逐点色度校正？判定一块LED 显示屏的色彩显示质量是否足够好，并不是看它显示的图像如何绚烂，色彩如何丰富，更重要的因素是看它还原出的色彩是否真实，准确。

逐点色度校正技术可以帮助LED 显示屏达到真实自然的显示效果。

LED 显示屏为什么需要逐点色度校正
人眼对像素级的波长分辨率在3~4nm ，经过正常分色，波长范围在±2.5nm 的灯，混灯后色度均匀性问题人眼已难以分辨。

因此色彩均匀度校正的应用领域主要为不同波长的灯混灯后应用于同一张屏上。

目前需要做色域空间校正的LED 显示屏主要包含以下三种情形：
1、租赁屏。

比如2013年4月做了一批屏100个箱，2014年1月又做个50个箱，如何将这两个批次的箱体混用？这时候就需要做色度校正。

2、处理尾货。

比如2013年10月某个项目剩余了30个模组，2014年4月某项目又剩余了60个模组，能否将这些尾货搭成大屏出货呢？不用急，通过色度校正也是可以解决的。

3、指定色域空间。

高端客户通常会指定LED 显示屏的色彩空间标准，以便统一广告形象。

而大部分的显示屏刚生产出来的时候是不满足这个要求的，老化完成后需要进行亮色校准。

使用一段时间后，光衰严重时也需要再次调校。

LED 显示屏色度校正通常包括以下两方面的内容：
一、色域空间校正：提高屏体色域一致性和色彩保真度（色彩还原度）
二、色彩均匀度校正：提高像素色度一致性（显示均匀度）
前者是针对整屏的概念，而后者则是像素级的概念。

LED显示屏逐点校正技术LED显示屏屏作为新型的技术，以其节能、环保、高亮等逐渐被市场接受。

其中在广告租赁市场、博览展会、娱乐演绎等领域已经得到广泛应用。

LED显示技术不仅在市政交通引导牌上得到应用，且已经发展到汽车车灯光源和照明光源方向屏，通俗点说就是更节能、更环保的“服务型”技术产品。

LED显示屏是由若干个LED组成的，而即使是同一批次的LED，离散性也很大，这就导致了显示不均一问题。

不同批次的LED组合使用，那么显示屏的均一性将会更差，“花屏、脏屏”现象将会更严重，严重影响观赏效果。

目前为止只有“逐点校正”技术能够比较好的调整整屏显示均一性。

而且，成熟的逐点调整技术可以实现不同批次生产的LED混合使用，并且整屏显示均一性良好。

逐点校正是一项用于提升LED显示屏亮色均匀度和色彩保真度的技术，即通过对LED 显示屏上的每个像素（或每一个基色子像素）区域的亮度（和色度）数据进行采集，给出每个基色子像素的校正系数或每个像素的校正系数矩阵，将其反馈给显示屏的控制系统，由控制系统应用校正系数，实现对每个像素（或每一个基色子像素）的差异性驱动，让LED显示屏的画面纯净细腻，色彩得到真实还原。

一、逐点校正技术概念起源当前LED芯片生产制程现状，决定了即便是同批次生产出的LED芯片，其个体间发光强度与主波长依然存在相当大的差异性。

对于LED显示应用来说，这种差异性将严重影响显示质量，必须首先通过分光分色对光度、色度以及电参数等指标进行分类筛选后，才能应用于同一张显示屏上。

然而，用分光分色的方法来解决芯片个体光度色度不一致的问题，由于精度不足，后续工艺流程的影响，以及老化过程的光衰不一致等因素，并不能达到完美画质。

此外，已使用一段时间后的显示屏也会因光衰不一致等因素显示质量下降，出现“花屏”，这也是分光分色鞭长莫及的。

因此，业界尝试从显示屏制造的最后一道流程着手，通过对差异性的LED灯点采用差异性的驱动来解决该问题，这就是逐点校正。