基于機器視覺的LED顯示屏智能化測試系統探析

孫建 郎浙徽 胡學勛

中圖分類號：TN873? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.083

最近幾年，LED顯示屏作為一種常用的多媒體技術并在工作和生活中發揮更大的作用，本文重點分析以機器視覺為基礎的LED顯示屏和智能化系統所發揮的作用。

一 、研究背景

在遇到我國顯示屏模塊生產中的標準化問題，多數LED顯示屏都需要先測試與顯示屏有關的基本性能，更需要判斷其是否符合行業標準。如果真的遇到一些特殊的場合，則需要讓一種檢測設備來直接矯正顯示模塊的亮度和顏色。例如，如果面對一塊已經在體育場和其他多種場合被使用的顯示牌，即便在安裝時整個顯示屏所顯示的效果非常理想，供應商也會提供與之匹配的相關費用，并借助這些被測試之后的RGB二極管來和亮度相似的LED管更好地組合在一起，這樣才能夠將這些測試過后的二極管和電流上亮度相似的LED更好地組合在一起。在此背景下，本文有效地分析以機器視覺LED顯示屏為基礎的智能化測試系統所扮演的角色。

二 、基于機器視覺的LED顯示屏智能化測試系統分析

1.機器視覺

美國制造工程師協會主要采用如下方法來定義機器視覺：機器視覺主要通過借助光學和非接觸傳感器來接收新的真實物體圖像，并在之后更好地控制機器人進行運轉。目前常見的機器人視覺裝置主要是由光源、光學系統、攝像機和其他不同類型的單元構成。有時只需要將被測試的物體先放在鏡頭前面，并配上合適的光照條件就可以將物體圖形在第一時間轉換成模擬信號，所有的信號再被數字化之后又會進入計算機內部。

在機器視覺系統內部，更多的攝像機可以將光敏元件接受到的光信號在第一時間轉換成電壓信號。如果確實需要想要得到被計算機處理的數字信號，就需要第一時間處理有關的視頻信號，并讓圖像采集卡發揮更大的作用。

2.虛擬儀器開發平臺

（1）LabVIEW軟件編程平臺

LabVIEW是由NI公司所提出的與圖形軟件相關的編程平臺，這是LED顯示屏智能化測試系統中非常重要的一個平臺，多數科學家可以借助定義來連接各種代表不同功能的圖標，并更好地建立其只有具有較高編程水平程序員才能夠編寫的程序，所以這樣一個平臺又被稱為面向工程師和科學家的編程平臺。

（2） PCI-1411圖像采集卡

PCI-1411圖像采集卡是PCI進行接口時所采用的IMAQ設備，為的是支持更多的公司來模擬攝像機和其他不同類型的視頻標準。借助PCI-1411所獲得的圖像將會直接被傳入到存儲器內部，并不斷支持每秒25幀和30幀的掃描，8位數的閃存也將直接將模擬的視頻信號轉化成數字信號。

此外，PCI-1411采集卡也會借助IMAQ去冬來保存更多的圖像，并支持系統在多種不同的語言環境中運作，實際也是為了能夠提供針對圖像采集的一種可靠的API，最終才能夠更加高效地完成與計算機和板卡有關的工作。實踐中如果可以高效運用美國NI公司所生產的其他軟件就可以獲得處理圖像的整個過程。

實踐中，這樣一個虛擬一起開發平臺可以讓整個軟件都更好地支持整個系統進行運作。

3.真色彩顯示模塊測試系統硬件設計

整體真色彩模塊測試系統內部的硬件主要分為如下幾個部分：

直接被檢測的LDE顯示屏內部的圖像信息可以借助鏡頭來傳輸到圖像傳感器內部，再在進行光電轉換之后來對合適的信號進行量化。等到輸出合適的數字信號之后再借助PCI總線來傳輸到PC機內部，并直接處理合適的圖像算法。借助單片機接收的顯示信息可以再第一時間被存入SDRAM中，等到接收到相應的控制信號之后又可以直接從SDRAM中讀取相關的數據，并高效地傳輸給顯示屏內部的驅動芯片，最終才能夠控制整個顯示屏，整個硬件結構主要包括如下幾個方面的內容：

（1）CCD攝像頭

一般可以采用CCD攝像頭來直接測試圖像系統，在選擇攝像頭時更應該充分考慮像素分辨率和鏡頭焦距等兩大因素。

（2）圖像采集卡

本系統中重點采用NI公司所主導的IMAQ PCI-1411圖像采集卡，圖像最大分辨率為768*574*33bit。

（3）計算機設備

系統中的計算機可以同時完成獲取系統信息、處理和其他不同環節的工作。但是因為多數圖像內部的信息量較大，處理的時間較長，所以一定要讓系統內部的計算機具有較強的運算能力。實驗中所使用的計算機內存為512MB，硬盤內存有80GB。

（4）LED顯示屏實驗板

為了能夠提升LED顯示屏模塊運行的效率，可以在試驗中選擇合適的三基色LED燈，并拼接成8*8的LED顯示屏模塊，為的是提升實驗的效率。整個結構如圖1所示：

（5）顯示屏驅動芯片

圖2顯示了傳統LED圖文顯示屏的電路框結構。行驅動器的一行會直接連接到電源的一端，驅動器內部的另一端線又會連接到電源的另外一端。但是如果行驅動運行到i行時，驅動器內部的j行就會發揮巨大的作用，對應LED器具內部驅動器的數據就會按照要求進行顯示，為的是最后控制整個電路更好地運行。所以在讓整個電路運行時一定要準備好相關的數據，一旦這一行上通行之后，LED發光器件就可以顯示新的數據。這種運行的方式非常簡單，只要簡單運用這種方法就可以對顯示屏全面進行控制。

三、結語

綜上所述，本文重點從機器視覺、虛擬儀器開發平臺、真色彩顯示模塊和硬件設計等不同的方面來分析機器視覺在LED顯示屏發揮的作用，其中內部的智能化測試系統確實可以發揮更大的作用。由于篇幅所限，相關人員并沒有能夠分析智能化測試系統中別的部分的內容。但是以機器視覺技術為手段來檢測 LED顯示屏確實可以更好地貼近人的真實感受，為的也是更好地改變目前低效的目測方式。

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