本发明属于机器视觉技术领域，更具体地，涉及一种显示屏色度测量方法、装置及终端设备，适用于lcd、oled显示屏的色度测量。
背景技术：
在显示行业，显示屏发出的光的色度坐标是非常重要的信息，它不仅可以简单直观地体现屏体发光的强度与颜色，还能用于分析屏体出现的色偏现象，协助进行屏体色偏校准。因此，实现快捷而准确的整面屏体的色度测量，有着重大意义。
显示行业的屏体主要是用于供人眼观看，人眼并非十分精密的仪器，仅能分辨rgb三原色及其混合色，因而并不需要进行十分严密的光谱测量，仅需色度信息即可。而人眼对于颜色的差异又较为敏感，因此，对测量屏体色度信息的精度也有着一定的要求。图1是oled显示屏的标准rgb光谱，图2是同批次生产的显示屏的rgb光谱之间的偏差，图3是不同类型oled显示屏的rgb光谱的偏差；同一批次生产的屏体，由于其制成工艺基本相同，因此屏体的rgb三原色的光谱也十分相似。即便如此，同批次生产的屏体的rgb三原色光谱的中心波长会存在几纳米的差异，如图2。这个差异，对于不同种类或者不同制成工艺的屏体会更加明显，如图3。另外，对显示屏进行色度测量的测量速度必须与流水线上的生产效率相匹配，测量仪器需要尽可能高效、精确；因此，色度测量仪器在满足一定测量精度的前体下，还必须兼顾测量速度以及使用便捷性。
目前已有多种测量方法与仪器被应用于显示屏的色度测量，比较常见的有以下几种：
（1）ca310、cs2000等单点测量仪器，该单点测量仪器能再不借助其他辅助设备的情况下对任意发光体实现非常精准的色度测量。然而，要对显示屏体进行色偏分析需要测量屏体的整个表面，若以单点测量仪器逐一描点进行测量，则测量效率十分低下，不能满足流水线生产测试的需要，实用性差。
（2）成像光谱仪，包括线扫式成像光谱仪与液晶成像光谱仪；其中，液晶成像光谱仪的核心器件包括光学镜头、液晶可调谐滤光片（liquidcrystaltunablefilters，lctf）、ccd探测器和控制系统，lctf放置在光学镜头和ccd感光元件之间，其工作原理是：待测物品反射的光进入光学镜头后由lctf进行调谐滤波（通过液晶延迟片选择透过波长进行调谐），在ccd探测器成像；在工作状态下，相机每曝光一次，系统记录单波长的二维图像数据，而观测中心波长的选择由计算机控制，计算机通过发送指令确定下一中心波长并获取图像数据，如此循环，直至完成所有波长的取像任务；它们虽然也能进行面阵的色度测量，但线扫式成像光谱仪是通过线扫逐行测量方式，液晶成像光谱仪通过改变液晶膜实现不同光谱测量，系统结构复杂，虽然测量效率略高于单点测量仪器，但是不能满足流水线生产测试的需要，实用性较差；
（3）滤光片轮式的多光谱相机，是目前针对显示行业屏体色度测量的主流方法。以xyz滤镜 相机为例进行说明，其结构组成如图4所示，样品的色度坐标三刺激值xyz，是通过样品光谱分别与cie标准的xyz刺激值曲线积分所得。而相机拍摄样品的响应，同样为样品光谱和相机响应光谱曲线积分值。通过订制xyz滤镜，使得相机 xyz滤镜的光谱响应满足cie标准的xyz刺激值曲线。使用时在相机的镜头与芯片之间安装x、y、z三滤镜，相机依次通过x、y、z三滤镜对同一屏体画面进行拍摄，即可得到xyz三通道的画面图。但是，该方法对xyz滤镜的制作工艺要求极高，而实际滤镜制作中，xyz滤镜无法完全符合标准的cie1931的xyz三刺激值曲线。与此同时，屏体制成中的光谱差异对测量精度的影响也很大。图5为利用实际xyz滤镜进行色度测量的仿真结果，图中r-lv表示r光谱偏移对r画面lv的影响；横坐标为光谱偏移量，纵坐标为误差量；从图5中可以看出，考虑实际屏体光谱偏移时，采用xyz滤镜的测量精度还存在很大的提升空间；此外，xyz滤镜 相机的方法还存在以下弊端：一是在取图时需要依次旋转滤镜轮切换滤镜进行拍摄，采用xyz滤镜即需要三次通道切换才能完成取图过程，如果使用更多通道的滤镜转轮，则需要更多次的通道切换进行取图，花费时间较长；二是对于每一批次制成工艺不同的屏，需要用标准测量仪器进行一次标定，使用稍复杂。
总而言之，目前的色度测量仪器存在无法兼顾测量精度与测量速度的缺陷，实用性不强，无法应用于显示行业屏体测试。
技术实现要素：
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种显示屏色度测量方法、装置及终端设备，将图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；该图像探测器通过一次取像即可采集到显示屏的多个光谱响应通道的光谱信息，极大程度减少测量时间，提高效率；此外，多个光谱响应通道能够获取更多的样本信息，有利于消除制成工艺的微小差异造成的显示屏的光谱偏差，提高测量精度。
为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种显示屏色度测量方法，该方法包括：
获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，所述图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个所述取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
从所述多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值。
优选的，上述显示屏色度测量方法，所述提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定具体为：
利用表征显示屏的标准三刺激值与多个光谱响应通道的响应值之间的对应关系的转换矩阵对多个光谱响应通道的响应值进行标定。
优选的，上述显示屏色度测量方法，所述转换矩阵通过以下方式得到：
通过标准测量仪器获取样本显示屏上任一显示区域的标准三刺激值；
通过所述图像探测器获取所述显示区域的多个光谱响应通道的响应值；
基于所述标准三刺激值和不同光谱响应通道的响应值计算转换矩阵。
优选的，上述显示屏色度测量方法，所述转换矩阵具体计算方式为：
获取一个或多个第一样本显示屏，采集所述一个或多个第一样本显示屏的多个不同画面的所述显示区域的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值，利用所述多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值计算转换矩阵。
优选的，上述显示屏色度测量方法，当所述待测显示屏为新增批次的显示屏时，增加与所述待测显示屏同一批次的多个显示屏为第二样本显示屏，获取所述第二样本显示屏的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值，利用所述第二样本显示屏的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值对所述转换矩阵进行迭代更新，获得新的转换矩阵。
优选的，上述显示屏色度测量方法，所述任一显示区域为显示屏的中心区域。
优选的，上述显示屏色度测量方法，所述多个不同光谱透过率的光谱响应通道具体为3×3或者4×4的响应通道。
优选的，上述显示屏色度测量方法，其特征在于，还包括：将待测显示屏中各像素点的三刺激值转换为色坐标值，得到待测显示屏的色度数据。
按照本发明的第二个方面，还提供了一种显示屏色度测量装置，该装置包括：
采集模块，用于获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，所述图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个所述取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
校正模块，用于从所述多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值。
优选的，上述显示屏色度测量装置，所述校正模块利用表征显示屏的标准三刺激值与多个光谱响应通道的响应值之间的对应关系的转换矩阵对不同光谱响应通道的响应值进行标定。
按照本发明的第三个方面，还提供了一种终端设备，其包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行上述任一项所述显示屏色度测量方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
（1）本发明将图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；采用该图像探测器拍摄待测显示屏时，通过一次取像即可采集到显示屏的多个光谱响应通道的光谱信息，极大程度减少测量时间，提高效率。
最重要的是，多个光谱响应通道能够获取更多的样本信息，有利于消除制成工艺的微小差异造成的显示屏的光谱偏差，提高测量精度与测量结果的鲁棒性。相比xyz滤镜式，本发明在色度测量精度、测量效率与测量屏体适用范围方面都有极大的提升，在显示行业的屏体色度测量领域具有很高的实用性。
（2）本发明通过采集多个样本显示屏的多个不同画面的标准三刺激值和多个光谱响应通道的响应值来计算转换矩阵，可以缩小屏体之间的差异带来的影响。
（3）本发明针对新增批次的显示屏，利用新的样本显示屏对已有的转换矩阵进行迭代更新，从而对于不同批次生产的同种类屏体（如oled），可仅用一个不断迭代更新的转换矩阵对多个光谱响应通道的响应值进行标定，而不用将每一批次屏体单独进行标定。
附图说明
图1是oled显示屏的标准rgb光谱；
图2是同批次生产的显示屏的rgb光谱之间的偏差；
图3是不同类型oled显示屏的rgb光谱的偏差；
图4是常用的相机结合xyz滤镜的色度测量装置的结构示意图；
图5是利用实际xyz滤镜进行色度测量的仿真结果；
图6是本实施例提供的显示屏色度测量方法的流程图；
图7是本实施例提供的不同光谱透过率的滤光片在图像探测器的部分像平面上的排列示意图；
图8是本实施例提供的利用具有16个光谱响应通道的图像探测器进行色度测量的仿真结果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
图6是本实施例提供了一种显示屏色度测量方法的流程图，参见图6，该方法包括以下步骤：
s1：获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，所述图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个所述取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
本实施例中，首先通过图像探测器拍摄待测显示屏的显示画面，从而获得该待测显示屏的多通道图像数据；该图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，并且每个取像阵列中具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；本实施例中，通过在每个取像阵列包含的多个像元表面设置不同光谱透过率的滤光片的方式来构建多个具有不同光谱透过率的响应通道，各取像阵列中具有相同光谱透过率的滤光片的像元构成一个光谱响应通道。
图7是本实施例提供的不同光谱透过率的滤光片在图像探测器的部分像平面上的排列示意图，图中仅示出了图像探测器的像平面的部分区域，该像平面区域被划分为6个取像阵列，黑色虚线框代表一个取像阵列；每个取像阵列中包含16个像元，图中的每个白色方框代表一个像元，在16个像元表面分别设置有不同光谱透过率的滤光片，白色方框中的数字用于区分具有不同光谱透过率的滤光片；各个取像阵列中的相同数字代表相同光谱透过率的滤光片，不同光谱透过率的滤光片按照预置的排列方式设置在每个取像阵列中的像元表面；不同光谱透过率的滤光片的排列方式不局限于图7中所示的情形，且不同取像阵列中的滤光片的排布方式不局限于完全相同；作为一个优选的方案，不同取像阵列中的滤光片具有相同的排列方式，如此，从像平面上任意选取的一个取像阵列中所包含的像元表面均具有16种不同光谱透过率的滤光片。
各取像阵列中具有相同光谱透过率的滤光片的像元构成一个光谱响应通道，本实施例中，图像探测器的每个取像阵列中包含的16个具有不同光谱透过率的滤光片的像元构成了16个光谱响应通道，取像时，待测显示屏发出的光经过不同光谱透过率的滤光片进行滤光后可获得待测显示屏的不同波段的光谱信息。作为一个优选的方案，每个取像阵列中具有n个光谱响应通道，n>4。更加优选的，每个取像阵列中具有3×3或者4×4个光谱响应通道，每个取像阵列中包含的光谱响应通道n越多，采集的样本信息也就越多，测量精度越高，但图像清晰度反之降低。因此，可以灵活调整光谱响应通道数量与清晰度的相对关系，实现光谱响应通道数较少、测量精度较低但分辨率较高的面阵色度测量，亦可实现光谱响应通道数较多、测量精度较高但分辨率较低的面阵色度测量。此外，每个取像阵列中具有的多个滤光片的光谱透过率的范围需至少覆盖待测显示屏的光谱范围，但最多不能超过相机芯片响应的光谱范围。
s2：从所述多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值；
图像探测器进行成像拍摄，成像到每个取像阵列的光信息均匀地照射到该取像阵列的每一个像元上，从而可提取出n个不同光谱响应通道的画面及对应的响应值[g1,g2,g3…gn]。
本实施例中，利用表征显示屏的标准三刺激值xyz与多个光谱响应通道的响应值之间的对应关系的转换矩阵对不同光谱响应通道的响应值[g1,g2,g3…gn]进行标定，从而获得对应的三刺激值；该转换矩阵的获取方式如下：
（1）通过标准测量仪器（如cs2000）采集显示屏上任一显示区域的标准三刺激值xyz，该显示区域优选选取显示屏的中心区域；
（2）通过上述图像探测器采集该显示屏的多通道图像数据，并提取同一显示区域在该多通道图像数据中的多个光谱响应通道的响应值[g1,g2,g3…gn]；
（3）基于标准三刺激值xyz和多个光谱响应通道的响应值[g1,g2,g3…gn]计算转换矩阵；
由于计算转换矩阵需要采集多个显示画面的标准三刺激值和多个光谱响应通道的响应值，理论上，所需的显示画面的数量不少于光谱响应通道的个数；采集的显示画面越多，计算得到的转换矩阵越准确；所述的显示画面可以是同一显示屏的多个不同显示画面，如r、g、b、w单色画面、不同灰阶画面、wrgb四画面等，或者同批次生产的同种屏体（如同种oled或lcd）的显示画面，然后分别采集各个显示画面中的某一显示区域的标准三刺激值和多个光谱响应通道的响应值来计算转换矩阵。具体的：
首先获取一个或多个第一样本显示屏，该第一样本显示屏可以是同一个显示屏，或者同一批次生产的多个同种显示屏；优选地，可以获取多个第一样本显示屏，从而消除显示屏差异带来的影响。分别采集一个或多个第一样本显示屏的多个不同画面的某一显示区域的多组标准三刺激值及对应的多个光谱响应通道的响应值，然后利用多组标准三刺激值和多个光谱响应通道的响应值计算转换矩阵，具体的计算方式如下：
对新增批次的同种显示屏进行色度测量时，可以直接采集新增批次的同种显示屏的多组标准三刺激值以及对应的多个光谱响应通道的响应值，然后对上述已经计算得到的转换矩阵进行迭代更新，提高标定准确性；具体的，获取新增批次的多个同种显示屏为第二样本显示屏，获取该第二样本显示屏的多组标准三刺激值和多个光谱响应通道的响应值，利用第二样本显示屏的多组标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值对转换矩阵进行迭代更新，获得新的转换矩阵。如此，同种类屏体可共用一个不断迭代更新的转换矩阵，而不用将不同批次的显示屏体单独进行标定。
获取转换矩阵之后，即可利用该转换矩阵对待测显示屏的不同光谱响应通道的响应值进行校正，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值xyz；将该三刺激值转换为色坐标值lvxy，其中，lv表示亮度，x、y为色度坐标；进而得到待测显示屏的色度数据。
类似xyz通道的仿真计算，我们对利用具有16个光谱响应通道的图像探测器进行的色度测量结果进行了仿真计算，仿真结果如图8所示，图中，r-lv表示r光谱偏移对r画面亮度lv的影响，g-lv、b-lv、w-lv依次类推，不再赘述；横坐标为光谱偏移量，纵坐标为百分比误差。r-x表示r光谱偏移对r画面的色坐标x的影响，r-y表示r光谱偏移对r画面的色坐标y的影响，其余依次类推，不再赘述；横坐标为光谱偏移量，纵坐标为绝对误差；对比图4，从图8的仿真结果来看，利用本实施例提供的多光谱响应通道进行色度测量时，非常明显的提高了测量精度与鲁棒性，且能实现更广泛的同种类屏体的测量，适用更高的屏体光谱偏移。这意味着，同种类屏体可仅用一个不断迭代更新的转换矩阵，而不用将每一批次屏体单独进行标定。
实施例二
本实施例提供了一种显示屏色度测量装置，用于实现实施例一中所述的显示屏色度测量方法的步骤；该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并可集成在终端设备上；具体的，该装置包括采集模块、校正模块和色度计算模块；其中，
采集模块用于获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，该图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
校正模块用于从多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值；
本实施例中，校正模块利用表征显示屏的标准三刺激值与多个光谱响应通道的响应值之间的对应关系的转换矩阵对不同光谱响应通道的响应值进行标定；该转换矩阵通过以下方式得到：通过标准测量仪器获取样本显示屏上任一显示区域的标准三刺激值；通过所述图像探测器获取所述显示区域的多个光谱响应通道的响应值；校正模块基于该标准三刺激值和不同光谱响应通道的响应值计算转换矩阵。
色度计算模块用于将待测显示屏中各像素点的三刺激值转换为色坐标值，得到待测显示屏的色度数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例三
本实施例还提供了一种终端设备，其包括至少一个处理器、以及至少一个存储器，其中，存储器中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行实施例一中显示屏色度测量方法的步骤，具体步骤参见实施例一，此处不再赘述；本实施例中，处理器和存储器的类型不作具体限制，例如：处理器可以是微处理器、数字信息处理器、片上可编程逻辑系统等；存储器可以是易失性存储器、非易失性存储器或者它们的组合等。
该终端设备也可以与一个或多个外部设备(如键盘、指向终端、显示器等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该终端设备交互的终端通信，和/或与使得该终端设备能与一个或多个其它计算终端进行通信的任何终端(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口进行。并且，终端设备还可以通过网络适配器与一个或者多个网络(例如局域网(localareanetwork，lan)，广域网(wideareanetwork，wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种显示屏色度测量方法，其特征在于，包括：
获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，所述图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个所述取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
从所述多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值。
2.如权利要求1所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，所述提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定具体为：
利用表征显示屏的标准三刺激值与多个光谱响应通道的响应值之间的对应关系的转换矩阵对所述多个光谱响应通道的响应值进行标定。
3.如权利要求2所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，所述转换矩阵通过以下方式得到：
通过标准测量仪器获取样本显示屏上任一显示区域的标准三刺激值；
通过所述图像探测器获取所述显示区域的多个光谱响应通道的响应值；
基于所述标准三刺激值和不同光谱响应通道的响应值计算转换矩阵。
4.如权利要求2所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，所述转换矩阵具体计算方式为：
获取一个或多个第一样本显示屏，采集所述一个或多个第一样本显示屏的多个不同画面的所述显示区域的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值，利用所述多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值计算转换矩阵。
5.如权利要求4所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，当所述待测显示屏为新增批次的显示屏时，增加与所述待测显示屏同一批次的多个显示屏为第二样本显示屏，获取所述第二样本显示屏的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值，利用所述第二样本显示屏的多组所述标准三刺激值和所述多个光谱响应通道的响应值对所述转换矩阵进行迭代更新，获得新的转换矩阵。
6.如权利要求3所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，所述任一显示区域为显示屏的中心区域。
7.如权利要求1所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，所述多个不同光谱透过率的光谱响应通道具体为3×3或者4×4的响应通道。
8.如权利要求1所述的显示屏色度测量方法，其特征在于，还包括：将待测显示屏中各像素点的三刺激值转换为色坐标值，得到待测显示屏的色度数据。
9.一种显示屏色度测量装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取图像探测器拍摄的待测显示屏的多通道图像数据，所述图像探测器的像平面被划分为多个相同的取像阵列，每个所述取像阵列具有多个不同光谱透过率的光谱响应通道，每个光谱响应通道对应接收一个波段的入射光信号；
校正模块，用于从所述多通道图像数据中分别提取出每个取像阵列中的多个光谱响应通道的响应值并进行标定，得到待测显示屏中各像素点的三刺激值。
10.一种终端设备，其特征在于，包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元，其中，所述存储单元存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行权利要求1～8任一项所述方法的步骤。
技术总结