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LED显示屏存在亮度、色度、光强分布等多个非均匀性问题，使得LED显示屏的显示质量降低。本文针对这些均匀性问题进行了多方面的研究，建立了LED显示的视觉模型，通过校正系统和光学设计提高了LED的显示质量。
本论文的主要工作:
1、建立了LED显示颜色的数学模型。针对LED发光的物理特性和基于脉宽调制的驱动方式，建立了线性的LED混色数学模型，该数学模型基于线性理论，描述了LED发光和混色的物理过程。
2、建立了使用彩色CCD相机对LED显示屏的亮度和色度进行精确采集的方法。首先，通过图像处理算法从彩色CCD相机成像中提取LED发光在RGB颜色空间中的亮度和色度值。然后，用色度计对部分LED进行精确测量，并构建了RGB颜色空间和CIE1931XYZ颜色空间中多种尺寸的自适应矩阵。通过从CCD相机中得到的RGB数据和色度计精确测量的XYZ三刺激值，就能计算出自适应矩阵，并通过自适应矩阵将LED在RGB颜色空间中的亮度值和色度值转化为XYZ三刺激值。
3、根据LED发光的线性数学模型，在CIE1976LUV颜色空间中将LED的光学参数和控制系统的精度需求联系起来，并用色差值来判断控制系统精度对人眼视觉感受的影响。本文对LED单基色发光和混色发光时，人眼视觉感受对控制系统的精度要求进行了分析，并深入分析了LED亮度和色度离散性在混色过程中对LED控制系统精度的影响，并给出了相应的计算公式。通过该计算公式，就能精确计算LED显示屏控制系统所需的精度，此时LED显示屏的亮度和色度校正系统就能得到良好的硬件支持，从而发挥出最佳的校正效果。
4、针对LED的亮度和色度离散性，本文介绍了亮度均匀性和色度均匀性校正方法，并更进一步的提出了LED的色域校正方法。首先，根据LED的颜色模型对LED显示屏的三基色色坐标进行校正，通过确定基色色坐标来确定色域范围。然后，通过白平衡来实现对“白场”色坐标的精确校正，并确保校正系数的有效性。本文通过确定三基色色坐标和白场色坐标，实现了对LED显示屏显示颜色色域的精确控制。
5、本文对集成三合一LED封装进行了光学设计，将LED封装的内壁作为反射罩，通过对反射罩外形的设计，可以在实现均匀混色的同时，有效的实现不同位置的LED光强分布的一致性。此外，由于仅使用少量散射剂，LED显示屏的能耗大幅降低，更加绿色环保。
本文通过大量的理论分析和工程实践，并结合人的视觉感受，分析和解决了LED显示中遇到的亮度、色度、色域、光强分布等非均匀性问题，具有一定的理论意义和工程实用价值。