用于LED显示屏灯点信息采集的图像生成装置的制作方法

用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置
技术领域
1.本发明属于显示屏校正技术领域，特别涉及一种用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置。


背景技术：

2.目前led显示屏具有广泛的应用场景，但是led发光管芯由于自身亮度、波长不一致会造成显示屏不均匀问题。尤其户内小间距显示屏，由于点间距小、观看距离近，对显示效果一致性要求尤其高。行业内通常采用校正的技术手段对其进行单点差异化控制，使其亮度色度均匀的目的。校正过程包括灯点信息的采集、数据处理、系数上传等环节。其中灯点采集时有两种方式。方式一：电脑绘制固定画面图像通过显卡输出画面给发送设备，发送设备通过显卡接收到视频画面后解析视频画面并通过网线传输到显示屏接收卡中，接收卡控制led显示屏进行画面显示，进而相机采集。方式二：电脑通过串口发送命令给发送器，发送器通过串口接收到命令后在其内部生成该画面并通过网线传输到led显示屏接收卡中，接收卡控制led显示屏进行画面显示。其中方式二需要发送器硬件程序支持接收命令并利用其自身资源实时生成图像，对硬件资源要求比较高。有些使用场景是控制电脑没有显卡输出无法用方式一进行采集(比如轻薄笔记本)，发送器老旧硬件程序版本也不支持方式二串口方式打屏显示，这样就会造成显示屏现场无法校正的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种能实现显示屏现场校正，并且对硬件要求低的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置。
4.为了解决上述技术问题，本发明的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置中，控制单元输出命令，信号发生器根据接收的命令将相应图像通过发送器传输给led显示屏接收卡，控制屏幕显示图像。
5.所述的控制单元采用上位机，上位机输出的命令s＝(x,y,w,h,color,gray,mod)，其中x,y为点亮矩形区域的起始点坐标，w、h分别为点亮矩形区域的宽度和高度；color为显示颜色，gray为显示颜色color的灰度等级，mod为点亮灯点的隔点数量。
6.所述的控制单元采用组合按键，通过组合按键输出命令，命令包括点亮矩形区域的起始点坐标，点亮矩形区域的宽度和高度，显示颜色，显示颜色的灰度等级，点亮灯点的隔点数量。
7.所述的信号发生器包括可编程逻辑控制芯片、编码芯片；可编程逻辑控制芯片根据命令绘制图像；图像经编码芯片编码后经图像数据接口输出给发送器。
8.所述的上位机输出的命令通过命令接口和协议接口芯片传输到可编程逻辑控制芯片。
9.所述的可编程逻辑控制芯片包括指令解析模块、spi接口控制模块、数据生成模块；指令解析模块接收控制单元命令并对其进行解析得到的控制信号；spi接口控制模块接
收控制信号并将包含控制命令的spi指令输出给数据生成模块；数据生成模块根据控制命令生成图像并将其传输给编码芯片。
10.进一步，所述的可编程逻辑控制芯片还包括spi存储控制模块和spi存储器件；spi接口控制模块将spi指令通过spi存储控制模块输出给spi存储器件缓存；spi存储控制模块调用spi存储器件内部spi指令并将其输出给数据生成模块。
11.所述的可编程逻辑控制芯片还包括地址生成模块、外部存储控制模块和外部存储器；spi接口控制模块输出的spi指令中还包括spi地址信号；spi存储控制模块调用的spi地址信号输出给地址生成模块；数据生成模块生成大小不同的图像，将各图像数据按对应的地址通过外部存储控制模块缓存到外部存储器，同时将各图像数据对应的地址输出给地址生成模块；外部存储控制模块调用外部存储器缓存的图像数据并传输给编码芯片。
12.进一步，所述的可编程逻辑控制芯片还包括配置ram，用于存储上电后的初步配置命令。
13.所述的信号发生器包括指令解析模块、sd存储控制模块、sd存储卡；指令解析模块对上位机输出的命令进行解析后将数据信号传输给sd存储控制模块；sd存储控制模块根据数据信号调用sd存储卡内部存储的图像数据并将图像数据传输给编码芯片。
14.有益效果：
15.本发明所述图像生成装置能够不依赖发送器硬件程序支持，在计算机无额外视频输出端口的条件下进行显示屏的采集校正，无需升级更换发送器，无需升级计算机显卡，支持更多的校正场景，大大提高了校正的便捷性。
附图说明
16.图1是本发明的总体结构框图。
17.图2是信号发生器结构框图。
18.图3是fpga内部结构框图。
19.图4是mod＝4，color为绿色，gray＝255时即(0,255,0)生成的视频图像示意图。
具体实施方式
20.如图1所示，本发明的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置包括控制单元、信号发生器、发送器；所述的控制单元输出命令，信号发生器根据接收的命令将相应图像通过发送器传输给led显示屏接收卡，控制屏幕显示图像。
21.实施例1
22.如图2所示，所述的控制单元采用上位机。
23.所述的上位机通过usb方式输出命令，该命令包含以下信息：s＝(0,0,1920,1080,r,255,4)，其中(0,0)为点亮矩形区域起始点坐标，1920,1080分别为点亮矩形区域的宽度和高度，即点亮矩形区域包含1920列像素、1080行像素；r为显示颜色为红色，255为显示颜色r的灰度等级即(255,0,0)，4为点亮灯点的隔点数量，即隔4行4列灯点点亮(如图4所示)。
24.所述的信号发生器包括命令接口s1、协议接口芯片s2、可编程逻辑控制芯片s3、编码芯片s4、图像数据接口s5；上位机输出的命令通过命令接口s1和协议接口芯片s2传输到可编程逻辑控制芯片s3，由可编程逻辑控制芯片s3根据命令绘制图像；图像数据经编码芯
片s4编码后经图像数据接口s5输出给发送器；发送器把编码后的图像数据通过网线等方式传输给led显示屏接收卡，接收卡控制其在屏幕上显示。此时即可利用校正设备对图像进行采集获得灯点亮色度信息，从而完成led显示屏校正。
25.所述的命令接口s1为信号发生器的信号、数据输入接口，可以采用usb、串口或网口等常用硬件接口。
26.所述的协议接口芯片s2为usb、串口或网口等接口对应的协议芯片，通过不同的接口和对应的芯片进行信号、数据的传输。
27.所述的可编程逻辑控制芯片s3采用fpga，用来根据解析后的控制信号生成图像以及对数据进行处理。
28.所述的编码芯片s4，对可编程逻辑控制芯片s3生成的图像按照hdmi、dp或者dvi等图像接口协议进行编码。
29.所述的图像数据接口s5为信号发生器的图像输出接口，可以是hdmi、dp、dvi或sdi等常用硬件显示接口。
30.所述的信号发生器还包括外部存储器s7、外部时钟s8、spi存储器件s9、供电器件s11。
31.所述的外部存储器s7，用于图像数据及存储器控制指令的存储，可以采用sdr sdram、ddr sdram等常用数据存储芯片。
32.所述的外部时钟s8，用于提供可编程逻辑控制芯片s3所需的基准时钟信号。
33.所述的spi存储器件s9，用来存储spi指令。
34.所述的供电器件s11，用于提供各硬件芯片所需的不同电压和电流。
35.所述的可编程逻辑控制芯片s3包括指令解析模块、spi接口控制模块、spi存储控制模块、配置ram、数据生成模块、地址生成模块、外部存储控制模块和外部存储器。
36.信号发生器工作流程如下：
37.m1：所述的指令解析模块通过协议接口芯片s2接收上位机命令并对其进行解析得到控制信号。
38.m2：指令解析模块将控制信号传输给spi接口控制模块。
39.m3：spi接口控制模块输出调用spi指令给spi存储控制模块，spi指令包括控制命令和spi地址信号。
40.m4：spi存储控制模块返回spi接口控制模块握手信号。
41.m5：spi存储控制模块将spi指令输出给spi存储器件缓存。
42.m6：spi存储控制模块调用spi存储器件内部spi指令并将其输出给配置ram。
43.m7：配置ram用于存储信号发生装置上电后初步配置命令。
44.m8：配置ram将初步配置命令及spi指令中的控制命令传输给数据生成模块。
45.m15：spi存储控制模块调用的spi地址信号输出给地址生成模块。
46.m17：数据生成模块根据spi指令中的控制命令生成大小不同的图像，将各图像对应的地址信号输出给地址生成模块。
47.m16：地址生成模块返回给数据生成模块握手信号。
48.m9：数据生成模块根据控制命令生成大小不同的图像，将其传输给外部存储控制模块。
49.m10：外部存储控制模块将数据生成模块生成的大小不同的图像数据按各自对应的地址缓存到外部存储器，同时将存储器控制指令存储到外部存储器。
50.m11：外部存储控制模块调用外部存储器缓存的图像数据，接收外部存储器返回的握手信号。
51.m12：外部存储控制模块将调用的外部存储器的图像数据传输给编码芯片s4。
52.m18：地址生成模块将各图像对应的地址信号传输给外部存储控制模块。
53.m19：外部存储控制模块返回地址生成模块握手信号。
54.m13：编码芯片对图像数据进行编码后，传输给图像数据接口芯片s5。
55.实施例2
56.本实施例与实施例1不同之处在于：所述的控制单元为组合按键，组合按键采用现有的拨码开关，可以以手动方式通过组合按键设置点亮矩形区域的位置、大小、颜色、灰度等级、隔点数量等，并且通过组合按键可以切换颜色；在无上位机信号输入情况下，组合按键通过不同的按键形成命令，用于生成不同的图像。
57.实施例3
58.本实施例与实施例1不同之处在于：所述的信号发生器包括指令解析模块、sd存储控制模块、sd存储卡。
59.m20：指令解析模块对上位机输出的图像数据信号进行解析后传输给sd存储控制模块。
60.m21：sd存储控制模块将解析后的图像数据存储到sd存储卡。
61.信号发生器工作流程如下：
62.指令解析模块对上位机输出的命令进行解析后传输给sd存储控制模块。
63.m22：sd存储控制模块根据解析后的命令调用sd存储卡内部存储的图像数据。
64.m23：sd存储控制模块将调用的sd存储卡内部存储的图像数据传输给外部存储控制模块。
65.m10：外部存储控制模块将图像数据及存储器控制指令缓存到外部存储器。
66.m11：外部存储控制模块调用外部存储器缓存的图像数据，接收外部存储器返回的握手信号。
67.m12：外部存储控制模块将图像数据传输给编码芯片s4。
68.m13：编码芯片s4对图像数据进行编码后，传输给图像数据接口芯片s5。

技术特征：
1.一种用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于该装置中，控制单元输出命令，信号发生器根据接收的命令将相应图像通过发送器传输给led显示屏接收卡，控制屏幕显示图像。2.根据权利要求1所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的控制单元采用上位机，上位机输出的命令s＝(x,y,w,h,color,gray,mod)，其中x,y为点亮矩形区域的起始点坐标，w、h分别为点亮矩形区域的宽度和高度；color为显示颜色，gray为显示颜色color的灰度等级，mod为点亮灯点的隔点数量。3.根据权利要求1所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的控制单元采用组合按键，通过组合按键输出命令，命令包括点亮矩形区域的起始点坐标，点亮矩形区域的宽度和高度，显示颜色，显示颜色的灰度等级，点亮灯点的隔点数量。4.根据权利要求2或3所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的信号发生器包括可编程逻辑控制芯片、编码芯片；可编程逻辑控制芯片根据命令绘制图像；图像经编码芯片编码后经图像数据接口输出给发送器。5.根据权利要求4所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的上位机输出的命令通过命令接口和协议接口芯片传输到可编程逻辑控制芯片。6.根据权利要求4所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的可编程逻辑控制芯片包括指令解析模块、spi接口控制模块、数据生成模块；指令解析模块接收控制单元命令并对其进行解析得到的控制信号；spi接口控制模块接收控制信号并将包含控制命令的spi指令输出给数据生成模块；数据生成模块根据控制命令生成图像并将其传输给编码芯片。7.根据权利要求6所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的可编程逻辑控制芯片还包括spi存储控制模块和spi存储器件；spi接口控制模块将spi指令通过spi存储控制模块输出给spi存储器件缓存；spi存储控制模块调用spi存储器件内部spi指令并将其输出给数据生成模块。8.根据权利要求7所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的可编程逻辑控制芯片还包括地址生成模块、外部存储控制模块和外部存储器；spi接口控制模块输出的spi指令中还包括spi地址信号；spi存储控制模块调用的spi地址信号输出给地址生成模块；数据生成模块生成大小不同的图像，将各图像数据按对应的地址通过外部存储控制模块缓存到外部存储器，同时将各图像数据对应的地址输出给地址生成模块；外部存储控制模块调用外部存储器缓存的图像数据并传输给编码芯片。9.根据权利要求6所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的可编程逻辑控制芯片还包括配置ram，用于存储上电后的初步配置命令。10.根据权利要求2所述的用于led显示屏灯点信息采集的图像生成装置，其特征在于所述的信号发生器包括指令解析模块、sd存储控制模块、sd存储卡；指令解析模块对上位机输出的命令进行解析后将数据信号传输给sd存储控制模块；sd存储控制模块根据数据信号调用sd存储卡内部存储的图像数据并将图像数据传输给编码芯片。

技术总结
本发明涉及一种用于LED显示屏灯点信息采集的图像生成装置，该装置中，控制单元输出命令，信号发生器根据接收的命令将相应图像通过发送器传输给LED显示屏接收卡，控制屏幕显示图像。本发明所述图像生成装置能够不依赖发送器硬件程序支持，在计算机无额外视频输出端口的条件下进行显示屏的采集校正，无需升级更换发送器，无需升级计算机显卡，支持更多的校正场景，大大提高了校正的便捷性。大大提高了校正的便捷性。大大提高了校正的便捷性。


技术研发人员：郑喜凤 苗静 汪洋 曹慧 毛新越 张曦
受保护的技术使用者：长春希达电子技术有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/31