LED显示屏白场显示品质成为行业内日益关注的焦点, 白场显示品质主要表现为白场的亮度和色度, 而显示屏的基色亮度是影响白场亮度和色度的重要因素之一。为了得到基色亮度与白场亮色度的数学关系, 量化基色亮度变化引起白场亮色度的偏差, 本文在CIE-Yxy颜色空间中建立三基色亮度与白场亮色度的映射模型, 得到红基色、绿基色、蓝基色各自亮度变化以及混合变化引起的白场亮色度偏差的空间模型, 并在空间模型的正投影平面上着重分析了三基色亮度对变化白场的色度影响。该关系式在CIE-Yxy颜色空间中具有通用性, 可以快速确定任意LED显示屏基色亮度变化引起的白场亮色度偏差。

为了克服采集相机渐晕在LED显示屏逐点一致化校正过程中产生的亮度不均匀缺陷, 提出了一种基于LED显示屏本身和若干屏幕离散位置亮度测量的采集相机渐晕校正方法。首先分析了相机对LED显示屏进行数据成像采集过程及成像特征, 在此基础上, 提出了采集相机渐晕的标定方法, 得到了代表相机渐晕的拟合曲面, 从而计算出采集相机上每一像素点的渐晕修正系数。利用上述方法对LED显示屏进行了单箱亮度校正实验。实验结果表明: 单箱校正的显示均匀性从渐晕修正前的6.69%缩小到修正后的1.49%。经过对相机影像渐晕修正以后, 可以完全消除修正前的亮度曲面分布, 从而克服了修正前LED显示屏中心暗、四周亮的缺陷, 达到了理想的多屏拼接校正效果。

为了抑制数码相机拍摄LED显示屏时图像中存在的莫尔条纹现象, 对莫尔条纹产生的机理及其特性进行了理论分析。提出了利用多层散射膜抑制高密度LED显示屏莫尔条纹的方法。利用光学模拟程序对莫尔条纹抑制装置进行了仿真验证, 对其中的关键参数进行了优化。利用优化后的莫尔条纹抑制结果在P2.5 mm 高密度LED显示样箱上进行了实验验证。实验观察结果与理论分析吻合, 该装置可大幅度降低莫尔条纹的对比度, 证明了方法的有效性。

针对传统LED显示屏光能利用率和图像画面填充比低的缺点，基于非成像光学理论，提出了一种提高光能利用率和画面填充比的全彩LED显示模块结构系统和设计方法。利用复合抛物面集光器CPC对LED管芯发出光线的发散角进行变换压缩，从而避免了外表面全反射损耗，大幅度提高了系统的光能利用率。利用积分方腔匀光原理和散射元件对光能的二次分配，提高了显示屏的画面填充比、单位像素均匀度及基色复用面积。作为实例，根据上述方法设计了一个P10 mm全彩LED显示模块，利用光学设计软件LIGHTTOOLS对该显示模块系统进行了仿真建模和光线追迹，并对设计结果进行了分析。结果表明，系统光能利用率大于70%，画面填充比接近100%，单位像素区域内均匀度好于85%。显示模块具有能量利用率高、高画面填充比、显示效果均匀柔和、易于生产和装调的优点。

将二维相关近红外谱参数化方法与BP神经网络结合, 建立掺杂牛奶与纯牛奶的判别模型。 分别配制含有尿素牛奶（1～20 g·L-1）和三聚氰胺牛奶（0.01～3 g·L-1）样品各40个。 研究了纯牛奶、 掺杂牛奶的二维相关近红外谱特性, 在此基础上, 分别提取了各样品二维相关同步谱的5个特征参数。 将这5个特征参数作为BP神经网络的输入, 分别建立掺杂尿素、 掺杂三聚氰胺、 两种掺杂牛奶与纯牛奶的判别模型, 采用这些模型对未知样品进行预测, 其预测正确率分别为95%, 100%和96.7%。 研究结果表明: 该方法有效地提取了牛奶中掺杂目标物的特征光谱信息, 同时又减少了BP神经网络输入变量的维数, 实现了掺杂牛奶与纯牛奶的鉴别。

运用核隐变量正交投影（kernel orthogonal projection to latent structure, KOPLS）方法, 建立掺杂牛奶与纯牛奶的判别模型。 分别配置含有三聚氰胺牛奶（0.01～3 g·L-1）和尿素牛奶（1～20 g·L-1）样品各40个, 采集纯牛奶及掺杂牛奶样品的近红外光谱。 选择4 200～4 800 cm-1为建模区间, 采用KOPLS分别建立掺杂三聚氰胺、 掺杂尿素、 两种掺杂牛奶与纯牛奶的判别模型, 并利用这些模型对未知样品进行判别。 研究结果表明: 与偏最小二乘判别（partial least squares discriminant analysis, PLS-DA）和隐变量正交投影判别（orthogonal projections to latent structures discriminant analysis, OPLS-DA）建模方法相比, KOPLS-DA具有更强的掺杂判别能力, 对掺杂三聚氰胺、 掺杂尿素牛奶和两种掺杂牛奶的判别正确率分别为95%, 100%和97.5%。

提出了一种有效的图像修正方法, 用于修正用彩色CCD相机采集的LED显示屏图像。首先, 利用均匀标准白板逐像素点法对制造工艺使彩色CCD相机产生的曲面进行渐晕修正; 然后, 利用LED管芯配光曲线的分布规律修正由于相机采集位置的影响产生的偏差, 并给出了修正原理和修正的过程; 最后, 给出了实验数据及结论。修正后, 红、绿、蓝基色的均匀性均方差分别从4.0%减少到1.48%, 从3.1%减少到1.36%, 和从3.5%减少到1.39%。利用该方法修正过的LED图像既消除了相机本身的曲面产生的渐晕, 又消除了由于相机采集角度的影响产生的偏差, 是一种非常有效的LED显示屏CCD图像的修正方法, 实验结果基本符合修正的要求。

针对LED显示屏以模组为最小单位进行拼接而出现模组发生空间畸变的问题，提出了基于CCD相机采集并利用图像处理技术定位检测LED显示屏模组畸变度的方法。首先，根据LED像素在采集图像上的光型分布，利用canny边缘检测方法结合闭合填充算法将LED点阵像素分割；然后，利用被分割出的空间区域信息和灰度信息，采用加权质心法对每个LED像素进行亚像素级的加权定位。接着，以模组拼接的LED显示屏为例，构建了模组畸变模型，并根据畸变模组和理想模组的线性关系利用最小二乘法进行拟合；最后，利用梯度下降法求得每个模组的畸变参数。实验结果表明：采用这种方法测量多种模组LED点间距的精度为0.5mm，模组畸变特征参数的测量过程中，角度测量精度为1.3°，位移测量精度为2.2mm，基本满足自动影像测量的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求，并可在户外机械检测无法测量的情况下应用。

对于平板显示产品来说，视角是显示屏检测方面一个很重要的指标。本文针对全彩LED显示屏的特点，提出了一种新的视角检测方法。该方法利用LED专用检测评估平台得到显示模块在三维空间上各个角度下的基于像素级别的逐点亮度值，然后得到各个基色像素级别的空间亮度分布曲线，对该亮度分布曲线进行评估可以客观准确地给出整个屏幕视角评估分析结果。实验证明，该方法检测精度高，客观合理，可有效评估LED显示屏不同视角条件的显示质量。