本發明屬于液晶屏色彩測量領域，更具體地，涉及一種液晶屏色彩測量的方法和裝置。

背景技術：

在液晶屏生產過程中經常會通過色彩分析儀對液晶屏的色彩特性進行測量和調節(如gamma調節)。早期的時候主要靠手工實現，隨著人力成本的增加和機械自動化的推廣，現在越來越多的使用自動方式，工作效率也隨之大幅度提升。在自動調節的時候自動調節裝置會先寫控制液晶屏亮度的寄存器值，然后讀取液晶屏寄存器修改后顯示的亮度值并判斷該值是否符合要求而決定是否繼續調節。由于自動調節裝置在寫控制液晶屏亮度的寄存器值后，液晶屏顯示輸出特性改變時會有一個穩定時間。而色彩分析儀都是從收到命令后開始計算亮度，并不判斷信號是否穩定，因此要想獲取穩定的調節后的亮度值，就需要根據經驗再延遲一段時間，待液晶屏穩定后獲取亮度。

由于每一塊液晶屏的穩定時間并不一樣，使用固定延遲時間無疑浪費了很多時間，而且由于工作效率的考慮，延遲時間不可能設定太大，實際上設定者也并不確定設定的延遲時間一定能確保每次都在穩定的時候獲取。如果使用多次獲取的方式，由于每次輸出亮度值需要最少幾十毫秒，效率很低。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于一種液晶屏色彩測量的方法和裝置，其中通過對其關鍵的穩定判斷步驟及其對應模塊等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決液晶屏色彩分析時延遲時間設置不合理導致的時間成本高、效率低、測量結果不準確等問題，本發明中的液晶屏色彩測量的方法及裝置可針對液晶屏產線上使用的色彩分析儀，在輸出亮度時自動判斷液晶屏的穩定性，在穩定后再輸出亮度值，可針對每塊待檢測的液晶屏，靈活調整延遲時間，一方面既有利于節省時間、提高效率，另一方面得出的延遲時間又可針對每塊液晶屏，準確性高。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種液晶屏色彩測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

采集待檢測液晶屏的光線得到亮度信號，并利用濾波、光電轉換以及AD采樣將光信號轉換為數字信號；然后采集所述數字信號，并根據這些數字信號數據計算熵值，然后根據所述熵值判定所述待檢測液晶屏的穩定性，若判定為穩定，則輸出對所述待檢測液晶屏進行檢測的亮度值，否則繼續采集所述數字信號數據、并計算熵值，直到根據熵值判定所述待檢測液晶屏的穩定性為穩定。

作為本發明的進一步優選，所述液晶屏色彩測量的方法具體包括以下步驟：

(1)采集待檢測液晶屏的光線得到亮度信號，并利用濾波處理得到濾波后的光信號；

(2)將所述步驟(1)得到的所述濾波后的光信號轉換成電信號，然后進行AD采樣，得到數字化電信號數據；

(3)緩存所述步驟(2)得到的數字化電信號數據；

(4)當所述步驟(3)緩存數據的長度為預先設定的N時，記所述緩存數據中的各個數據依次為u(1),u(2),...,u(N)；接著，根據所述u(1),u(2),...,u(N)，計算該序列的熵值，并記該序列的熵值為SaEn(1)；

(5)繼續處理所述步驟(3)得到的所述緩存數據，依次得到u(N+1),u(N+2),...,u(N+K-1)，其中K＝L-N+1；接著，根據所述u(2),u(3),...,u(N+1)，計算得到熵值SaEn(2)；依次類推，分別計算得到SaEn(3),SaEn(4),...,SaEn(K-1)，直到根據所述u(K),u(K+1),...,u(N+K-1)計算得到熵值SaEn(K)，從而得到熵值序列SaEn(1),SaEn(2),...,SaEn(K)；

其中，L為預先設定的當亮度信號穩定時輸出一次亮度需要采集的數據長度；

接著，計算針對所述熵值序列的FM值：

記所述熵值序列中，熵值最大值為SaEnVmax，熵值最小值為SaEnVmin，并記所述最大值SaEnVmax所在所述熵值序列中的位置為Svmax，1≤Svmax≤K；

然后，根據FM＝(SaEnVmax-SaEnVmin)*2/(SaEnVmax+SaEnVmin)，計算得出所述FM的值；

(6)將所述FM的值與預先設定的閾值相比較；若所述FM的值大于所述預先設定的閾值，則繼續處理所述步驟(3)得到的所述緩存數據，并更新熵值序列；然后，根據更新后的熵值序列計算針對該熵值序列的FM值，并以所述FM值作為更新后的所述FM值；

(7)當所述FM小于等于所述預先設定的閾值時，輸出所述色彩分析儀計算的亮度值，該亮度即所述待檢測液晶屏的亮度；否則，重復所述步驟(6)。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(4)、以及所述步驟(5)中計算熵值SaEn(1),SaEn(2),SaEn(3),SaEn(4),...,SaEn(K-1)，SaEn(K)，具體是包括以下步驟：

(a)記任一熵值SaEn(P)對應的N個數據依次為：t(1),t(2),...,t(N)，共N個數據；其中，1≤P≤K；

(b)根據所述步驟(a)中的N個數據按數據順序組成一組m維矢量Xm(1),Xm(2),...,Xm(N-m)，其中，m維矢量Xm(i)＝[t(i),t(i+1),...t(i+m-1)]，i＝1～(N-m)；

(c)計算針對這一組m維矢量中任意兩個矢量之間的最大距離d[Xm(i) Xm(j)]，所述d[Xm(i) Xm(j)]為這兩個矢量中維度相同元素之間差值絕對值的最大值，即，

d[Xm(i) Xm(j)]＝max(|t(i+k)-t(j+k)|；

其中，k＝0～m-1；i＝1～(N-m),j＝1～(N-m)，i≠j；

(d)根據預先設定的閾值r，對于任意一個i≤N-m的值，計算d[Xm(i) Xm(j)]小于r的數目N^m(i)與距離總數(N-m-1)的比值：

接著，再計算對于所有i≤N-m的均值B^m(r)：

(e)將維數增加為m+1，重復所述步驟(b)、所述步驟(c)、所述步驟(d)，計算與m+1對應的均值B^m+1(r)：

接著，計算熵值SaEn(m,r,N)＝-ln[B^m+1(r)/B^m(r)]，即得到熵值SaEn(P)。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(6)具體是：

將所述FM的值與預先設定的閾值相比較；若所述FM的值大于所述預先設定的閾值，則記所述熵值序列中位置小于等于所述Svmax的熵值無效；

接著，更新熵值序列、SaEnVmax、SaEnVmin、Svmax、以及FM值，即，將所述熵值序列中的有效數據順序記作SaEn(1)SaEn(2),...,SaEn(K-Svmax)，然后繼續處理所述步驟(3)得到的所述緩存數據，并按照與所述步驟(5)相對應的方式得到熵值序列SaEn(K-Svmax+1),...,SaEn(K)，從而得到更新后的熵值序列SaEn(1),SaEn(2),...,SaEn(K-Svmax),SaEn(K-Svmax+1),...,SaEn(K)；接著，針對所述更新后的熵值序列，更新該熵值序列中的熵值最大值SaEnVmax、熵值最小值SaEnVmin、所述最大值SaEnVmax所在所述熵值序列中的位置Svmax，并根據所述熵值序列計算針對該熵值序列的FM值，并以所述FM值作為更新后的所述FM值。

作為本發明的進一步優選，設所述待檢測液晶屏的垂直刷新率為f，周期T＝1/f，則所述步驟(4)中，所述預先設定的N對應2×T時長的緩存數據。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(1)是通過色彩分析儀的光學鏡頭采集待檢測液晶屏的亮度信號；接著，利用標準光譜視覺效率函數曲線對采集到的亮度信號進行濾波處理得到濾波后的光信號；

所述步驟(2)是利用光學傳感器將所述步驟(1)得到的所述濾波后的光信號轉換成電信號，然后對該電信號進行放大及低通濾波處理，得到濾波后的電信號；接著，利用AD采樣電路對該濾波后的電信號進行AD采樣，得到數字化電信號數據。

按照本發明的另一方面，本發明提供了一種液晶屏色彩測量的裝置，其特征在于，包括：

采集與濾波模塊：用于采集待檢測液晶屏的光線得到亮度信號，并對所述亮度信號進行濾波處理；

光電轉換與模數轉換模塊：用于光電轉換以及AD采樣將光信號轉換為數字化電信號；

存儲模塊：用于采集所述數字化電信號；

熵值處理模塊：用于根據這些數字化電信號計算熵值；

穩定性判定模塊：用于根據所述熵值判定所述待檢測液晶屏的穩定性；該穩定性判定模塊與所述存儲模塊相連，若判定為不穩定，則所述存儲模塊繼續采集所述數字化電信號，所述熵值處理模塊繼續計算熵值，直到根據熵值判定所述待檢測液晶屏的穩定性為穩定；

亮度輸出模塊：用于當所述待檢測液晶屏判定為穩定時，輸出對所述待檢測液晶屏進行檢測的亮度值。

按照本發明的又一方面，本發明提供了一種液晶屏色彩測量的裝置，其特征在于，包括：

采集與濾波模塊：用于采集待檢測液晶屏的光線得到亮度信號，并利用濾波處理得到濾波后的光信號；

光電轉換與模數轉換模塊：用于將所述采集與濾波模塊得到的所述濾波后的光信號轉換成電信號，然后進行AD采樣，得到數字化電信號數據；

存儲模塊：用于緩存所述光電轉換與模數轉換模塊得到的數字化電信號數據；

熵值處理模塊：用于當所述存儲模塊緩存數據的長度為預先設定的N時，記所述緩存數據中的各個數據依次為u(1),u(2),...,u(N)；接著，根據所述u(1),u(2),...,u(N)，計算該序列的熵值，并記該序列的熵值為SaEn(1)；

繼續處理所述存儲模塊得到的所述緩存數據，依次得到u(N+1),u(N+2),...,u(N+K-1)，其中K＝L-N+1；接著，根據所述u(2),u(3),...,u(N+1)，計算得到熵值SaEn(2)；依次類推，分別計算得到SaEn(3),SaEn(4),...,SaEn(K-1)，直到根據所述u(K),u(K+1),...,u(N+K-1)計算得到熵值SaEn(K)，從而得到熵值序列SaEn(1),SaEn(2),...,SaEn(K)；

其中，L為預先設定的當亮度信號穩定時輸出一次亮度需要采集的數據長度；

FM值處理模塊，用于計算針對所述熵值序列的FM值：

記所述熵值序列中，熵值最大值為SaEnVmax，熵值最小值為SaEnVmin，并記所述最大值SaEnVmax所在所述熵值序列中的位置為Svmax，1≤Svmax≤K；

然后，根據FM＝(SaEnVmax-SaEnVmin)*2/(SaEnVmax+SaEnVmin)，計算得出所述FM的值；

穩定判斷模塊：將所述FM的值與預先設定的閾值相比較；若所述FM的值大于所述預先設定的閾值，則繼續處理所述存儲模塊得到的所述緩存數據，并更新熵值序列；然后，根據更新后的熵值序列計算針對該熵值序列的FM值，并以所述FM值作為更新后的所述FM值，重新輸入到所述穩定判斷模塊中；

亮度輸出模塊：用于當所述FM小于等于所述預先設定的閾值時，輸出所述色彩分析儀計算的亮度值，該亮度即所述待檢測液晶屏的亮度。

作為本發明的進一步優選，設所述待檢測液晶屏的垂直刷新率為f，周期T＝1/f，則所述熵值處理模塊中，所述預先設定的N對應2×T時長的緩存數據。

作為本發明的進一步優選，

所述采集與濾波模塊具體是：用于通過色彩分析儀的光學鏡頭采集待檢測液晶屏的亮度信號；接著，利用標準光譜視覺效率函數曲線對采集到的亮度信號進行濾波處理得到濾波后的光信號；

所述光電轉換與模數轉換模塊具體是：用于利用光學傳感器將所述采集與濾波模塊得到的所述濾波后的光信號轉換成電信號，然后對該電信號進行放大及低通濾波處理，得到濾波后的電信號；接著，利用AD采樣電路對該濾波后的電信號進行AD采樣，得到數字化電信號數據。

通過本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，由于通過光學傳感器采集液晶屏的光學數據，在輸出亮度前，對當前數據的穩定性進行判斷，在確定液晶屏穩定后，再輸出亮度值。由于本發明中數據穩定性的判斷是根據采集數據的熵值進行分析判斷，本發明在液晶屏自動化產線檢測和調節時，避免不穩定的數據導致誤判，減少了自動化調節的時間，提高了工作效率。

本發明中液晶屏色彩測量的方法及其相應裝置可方便、有效的與現有的色彩分析儀相配套，僅需要新增加相應的熵值處理模塊、FM值處理模塊即可，方便簡單。

附圖說明

圖1是本發明液晶屏色彩測量方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

實施例1

本實施例包括以下步驟：

步驟1：通過光學鏡頭采集符合IEC61747-6標準(定義了LCD測量方法，受光角±2.5°)角度的光線，然后通過濾波片按照CIE規定的標準光譜視覺效率函數曲線進行濾波處理。

該步驟中的濾波處理其作用是將物理測量數據與人眼觀察的感覺一致，可采用國際標準中的相關定義進行判斷。

步驟2：通過光學傳感器將光信號轉換成電信號，由于亮度信號是低頻信號，在對電信號進行放大及低通濾波濾除干擾信號(濾除高頻信號等在內的干擾信號)后，通過AD采樣使之數字化。

步驟3，在收到亮度測量的觸發命令后，從AD讀取并緩存AD數據。緩存數據同時交由亮度輸出模塊和穩定判斷模塊處理，其中亮度輸出模塊完成亮度輸出及檔位切換功能，屬于色彩分析儀固有功能。亮度是一段時間內數據的均值通過校正生成，不同檔位采集數據的時間不同，光信號弱時采集時間要加長，一般設置在4個檔位左右。穩定判斷模塊判斷采集信號是否趨于穩定，在穩定判斷模塊確定信號穩定前，亮度輸出模塊不輸出亮度值。

步驟4，緩存數據到達指定長度N(N由液晶屏的垂直刷新頻率來設定，如垂直刷新率為f，周期為T，則N可取2個T的數據)，設為u(1)...u(N)，計算u數據系列長度N的熵值，設為SaEn(1)。其中熵值SaEn使用樣本熵公式計算。

步驟5，繼續接收數據u(N+1)，計算u(2)到u(N+1)的熵值，并依次類推，直到獲取K個熵值，記為SaEn(1)...SaEn(K)。設熵值數據系列的最大值為SaEnVmax，最小值為SaEnVmin，并記錄最大值SaEnVmax所在數據中序列的位置Svmax。

計算FM＝(SaEnVmax-SaEnVmin)*2/(SaEnVmax+SaEnVmin)的值。其中K由亮度輸出模塊在沒有穩定判斷模塊時固定輸出亮度采集的數據長度L和N確定，K＝L-N+1。

步驟6，將FM的值與配置的閾值進行比較，如果超過指定的FM配置值，則SaEn數據系列的前Svmax數據無效(即，SaEn(1),SaEn(2),...,SaEn(Svmax)無效)，將有效數據按順序重新編號為SaEn(1)到SaEn(K-Svmax)。

步驟7，繼續處理所述步驟(3)得到的所述緩存數據，并按照與所述步驟(5)相對應的方式得到熵值序列SaEn(K-Svmax+1),...,SaEn(K)，從而得到更新后的熵值序列SaEn(1),SaEn(2),...,SaEn(K-Svmax),SaEn(K-Svmax+1),...,SaEn(K)；并計算FM值，直到FM值小于閾值時，輸出亮度。

上述實施例中，熵的計算公式如下：

(1)設原始數據為u(1),...,u(N)共N個點。定義維數m，例如可采用m＝1。

(2)按序號連續順序組成一組m維矢量Xm(1)到Xm(N-m)，其中：Xm(i)＝[u(i),u(i+1),...u(i+m-1)]，i＝1～(N-m)。

(3)定義矢量Xm(i)和Xm(j)之間的距離d[Xm(i) Xm(j)]為兩者對應元素中差值最大的一個：d[Xm(i) Xm(j)]＝max(|u(i+k)-u(j+k)|.其中k＝0～m-1；i,j＝1～N-m，i≠j。

(4)設閾值r，對i≤N-m的值，統計d[Xm(i) Xm(j)]小于r的數目N^m(i)與距離總數(N-m-1)的比值：

求對所有i的均值B^m(r)為

(5)增加維數為m+1，按序號組成一組m+1維矢量，重復2、3、4步驟，得到求對所有i的均值B^m+1(r)為：

求得SaEn(m,r,N)＝-ln[B^m+1(r)/B^m(r)]。

本發明通過熵值的變化是否超過預先設定的閾值來判斷液晶屏是否穩定。本發明作為參考的固定輸出亮度采集的數據長度L可預先設定，并且根據檔位的不同，可設置為多個。

本發明中的液晶屏色彩測量的方法和裝置可適用于各種色彩分析儀；上述實施例步驟1到步驟3均是利用色彩分析儀的固有功能。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。