CN111128046B - 一种led显示屏幕的无透镜成像装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法。LED显示屏幕的前部放置一层漫射体，物体上的光线经过漫射体散射后投射在LED显示屏幕上，同时显示屏幕上的LED除了发光功能外增加光电传感功能和相应的接收电路，在处于光电传感接收状态时可在LED上感知外界物体投射在屏幕上的光强度，将所有LED的光传感信息汇集后可得到整个屏幕表面的光信号分布；对获取的信息经过通信总线传输给图像信息恢复处理设备通过成像计算进行图像恢复，可以实现物体的成像。本发明保留LED显示屏幕本身的显示功能，同时让屏幕具备了无透镜成像的能力，也可以与其他仅具有显示功能的单元板配合使用，获得具有集显示、成像于一身的显示屏幕。

Description

一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法

技术领域

本发明涉及一种无透镜成像的方法和装置，尤其涉及一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法。

背景技术

LED显示随着技术的发展，利用单元板的拼接方式，已经在大屏幕的方面得到了极大的应用，随处可见的广告牌，户外巨屏，演唱会、活动的舞台背景屏幕都是利用LED屏幕拼接而成。另一方面，随着OLED显示屏幕在手机显示屏的应用，LED的小型化也处于研究阶段，LED具有比OLED更高的色域，在未来的小屏幕显示领域具有极大的潜力，micro-LED显示技术被认为是下一代手机屏幕的可能技术。

此外，传统的成像方式需要在传感设备的前方搭载一个体型较大且昂贵的透镜装置，而基于漫射体的无透镜成像方法则利用一块很薄且透明的漫射体薄膜代替透镜实现成像，在接收到传感设备的初始图像后，只需经过算法恢复出图像即可实现成像，它比传统的透镜成像仪器更小更轻，同时成本也更低。应用于手机的成像技术也在往小型化，超薄化发展，尤其是手机前部的全面屏和屏下技术的发展，也在期望于能够将前置摄像头完全地融入到手机的屏下。

另一方面，对于LED本身性质而言，它不仅具有发光特性，还具有光伏传感特性，因此屏幕表面光源可以被直接获取。通过搭建光传感电路，就可以获取单个像素点上的光信息。因此显示屏幕的像素实际上可以作为光传感元件甚至作为成像的基础单元。对于整个屏幕作为成像传感的有透镜成像并不现实，但是如果结合无透镜成像技术，就可以实现利用LED大屏幕或者未来基于LED的手机显示屏的直接成像，不需要借助额外的摄像头。该方法不需要额外的成像设备，不改变屏幕的外观和基本功能，应用方便，结构简单，成本低，但目前未见相关报道。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种LED显示屏幕的无透镜成像装置及方法，本发明利用了LED显示屏的像素单元LED的光传感特性，通过直接获取屏幕表面的光信号形成无透镜成像所需的点扩展函数和光传感器图像，从而通过计算恢复图像实现无透镜成像，实现利用LED显示屏幕进行物体的无透镜成像。

本发明采取的技术方案如下：

一、一种LED显示屏幕的无透镜成像装置。

包括物体、漫射体、由显示单元板拼接而成的LED显示屏幕和图像信息恢复处理设备，相邻显示单元板之间通过通信总线互联，显示单元板通过通信总线连接到图像信息恢复处理设备进行通信；LED显示屏幕表面放置有漫射体且漫射体与LED显示屏幕表面不接触，漫射体以及LED显示屏幕前方放置有物体；

所述显示单元板包括驱动和光成像电路板和LED点阵模块。LED点阵模块与驱动和光成像电路板之间通过电路板及点阵模块连接线组相连；

所述驱动和光成像电路板包括微处理器、通信总线、供电模块、驱动模块和屏幕光信号接收模块，驱动模块的驱动输出连接到LED点阵模块进行显示驱动，微处理器分别与驱动模块和屏幕光信号接收模块连接，驱动模块为包括三态门的驱动电路模块，三态门的输出端和屏幕光信号接收模块均通过电路板及点阵模块连接线组与LED点阵模块相连；微处理器通过三态门控制驱动模块和屏幕光信号接收模块实现LED点阵模块的显示和光传感功能的复用，微处理器的通信功能引脚连接到驱动和光成像电路板的边缘接口形成通信总线；供电模块通过和外部电源连接为微处理器、驱动模块和屏幕光信号接收模块提供电源。

所述三态门的输出端包括高电平、低电平和高阻三种状态，高电平和低电平对应驱动模块的正常工作状态，高阻对应驱动模块的高阻状态。

所述LED点阵模块为N×M的LED点阵排列结构，LED点阵模块中的每个LED为全彩三基色、双基色或单色；LED点阵模块包括全彩三基色点阵模块、双基色点阵模块或单色点阵模块；全彩三基色点阵模块或双基色点阵模块包括N只共阳VCC引脚和K×L＝M只共阴极引脚，N和M为大于等于1的正整数；单色点阵模块包括N只共阳VCC引脚和M只共阴极引脚，N和M为大于等于1的正整数。

所述显示单元板同时具有显示功能和光传感功能；当进行光传感功能时，微处理器通过控制三态门使驱动模块的输出端口处于高阻状态，驱动模块与LED点阵模块断开连接，LED点阵模块在逻辑上仅连接到屏幕光信号接收模块，微处理器通过屏幕光信号接收模块获取LED点阵模块表面的光传感器图像；当进行显示功能时，微处理器通过控制三态门使驱动模块的输出端口处于正常状态，LED点阵模块正常执行显示功能，此时屏幕光信号接收模块停止工作；显示功能和光传感功能在时间上分步进行，完成独立的光传感和显示；或者显示功能和光传感功能通过高速切换，实现基于视觉暂留效应的同时光传感和显示。LED显示屏幕上各块显示单元板可分别处于不同的功能状态。

多块LED点阵模块的光传感器图像拼接后形成LED显示屏幕接收的完整光传感器图像，并作为无透镜成像的光传感器测量值，光传感功能不需要引入额外的传感器，仅在保留LED显示屏幕本身显示功能的同时，使得屏幕具备了光传感功能。

所述物体主动发光或被光源照射。

所述图像信息恢复处理设备为进行通信并实时处理信号的计算机或其他微机系统。

所述通信总线采用微处理器通用的串口通信方式UART/I2C/SPI/RS232/USB等，用于完成显示信号的下载和各个显示单元板收集获得的光传感器图像的上传，实现了图像信息恢复处理设备和LED显示屏幕的通信以及LED显示屏幕内部显示单元板间的互联通信。

所述的漫射体与LED显示屏幕之间应保持适当的距离，该距离和焦距相关，同时，物体与漫射体之间也应该保持适当的物距。所述的漫射体为一透明薄膜，不影响显示功能的执行和观看效果。

所述LED显示屏幕为通过显示单元板拼接组成的X×Y的无限延伸的单元板矩阵，X和Y为大于等于1的正整数，或者其他由显示单元板拼接组成的具有互联性质的形状。

二、根据上述装置的一种LED显示屏幕的无透镜成像方法

包括以下步骤：

步骤1)：校准：首先通过通信总线向微处理器烧录相应的执行程序，从而具备显示和光传感功能；然后将物体替换为一个点光源且点光源所处位置与替换前的物体所处位置相同，同时将LED显示屏幕切换为光传感功能，点光源经漫射体照射至显示单元板表面的散射光在LED内产生光生伏特效应从而产生光信号，对每块LED点阵模块上的每个LED的光信号进行采集获得局部的光传感器图像，再通过通信总线将多块LED点阵模块的信息汇聚到图像信息恢复处理设备后通过整合获得完整的光传感器图像；

然后通过调整点光源或漫射体与LED显示屏幕之间的距离使得图像信息恢复处理设备获取到清晰的光传感器图像，从而完成校准，校准过程称为点扩散函数测量，点光源对应的清晰光传感器图像为用于无透镜成像的点扩散函数(PSF)；

步骤2)：拍摄和显示：拍摄中的光传感过程和LED显示屏幕的显示过程通过在时间上分步进行，实现显示功能的独立执行；或者通过高速切换显示单元板的显示功能和光传感功能，使显示过程和拍摄中的光传感过程同时执行；

所述拍摄的过程具体为：将物体放置于经步骤1)校准后的点光源位置处，微处理器通过三态门使驱动模块的输出端处于高阻状态，显示单元板处于光传感功能状态，同样利用LED的光生伏特效应产生的光信号获取对应LED点阵模块表面的光传感器图像，再通过通信总线将多块LED点阵模块的信息汇聚到图像信息恢复处理设备后通过整合获得完整的光传感器图像，即获得用于无透镜成像的光传感器图像；

所述显示过程具体为：微处理器通过三态门使驱动模块的输出端处于正常状态时，显示单元板处于显示功能状态，LED显示屏幕实现图像的显示；

步骤3)：重建图像：将步骤1)获得的点扩散函数和步骤2)获得的光传感器图像输入图像信息恢复处理设备，图像信息恢复处理设备根据点扩散函数对步骤2)的光传感器图像执行无透镜成像的图像重建算法，从而恢复出物体的图像，实现物体的成像过程。

所述的无透镜成像的图像重建算法包括交替方向乘子法ADMM或基于ADMM的改进方法，如Le-ADMM、Le-ADMM*、Le-ADMM-U等以及其他无透镜成像方法。

所述的光信号为由光生伏特效应产生的模拟光电压信号，表征一定频率范围内的光强度信息。

对于使用单色LED的LED点阵模块或不考虑LED颜色传感时，物体的成像结果为黑白灰度图像；对于使用全彩三基色LED的LED点阵模块，可以获得三种不同的光强度信息，进一步可以实现RGB三个颜色通道光强度的探测，物体的成像结果为彩色图像。

本发明的有益效果是：

1)本发明因为利用了显示像素的传感特性，因此无需额外的传感器或摄像头，相当于直接减少了一个接入设备，将LED显示屏幕变成具备显示和成像两种功能的设备。在减少成本的同时，还可以实现直接方便地利用LED显示屏幕完成成像，拓展了屏幕的功能。

2)本发明在外观上仅仅加入了一层透明的漫射体薄膜，而对于LED点阵屏本身仅仅对其驱动电路进行改造，不改变外观和显示方法，因此几乎不影响LED显示屏幕的显示效果和使用，因此可以应用于需要显示和成像的多种场合，应用范围广泛。

3)本发明可以与其他仅具有显示功能的单元板配合使用，获得具有集显示、成像于一身的显示屏幕，实现新的交互体验。

附图说明

图1是本发明实现无透镜成像的方法框架图。

图2是本发明装置的整体结构示意图。

图3是显示单元板的结构示意图。

图4是驱动和光成像电路板的内部结构图。

图5是LED点阵屏的结构图。

图6是本发明无透镜成像流程图。

图中：1.物体，2.漫射体，3.显示单元板，4.LED显示屏幕，5.图像信息恢复处理设备，6.通信总线，7.驱动和光成像电路板，8.LED点阵模块，9.像素，10.微处理器，11.供电模块，12.驱动模块，13.屏幕光信号接收模块，14.电路板及点阵模块连接线组，15.三态门。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的方法是将LED显示屏幕4的前部放置一层漫射体2，主动发光或被光源照射的物体1会发射出物体的反射光或者自发光，这个光照射在漫射体上形成散射，但不会造成反射，光散射后穿过漫射体照射在LED显示屏幕4上，同时LED显示屏幕4上的LED像素单元LED除了发光功能外增加光电传感功能和相应的接收电路，在处于光电传感接收状态时，可以在LED像素上产生光信号，LED显示屏幕4的每一个显示单元板3采集在自己单元板上的局部图像，然后通过通信总线6传输给图像信息恢复处理设备5汇集得到整个屏幕的图像，经过成像计算进行图像恢复，就可以实现物体的成像。在执行成像功能的同时LED显示屏4可以继续执行显示功能。

如图2所示，本发明包括物体1、漫射体2、显示单元板3拼接而成的LED显示屏幕4和图像信息恢复处理设备5，相邻显示单元板2间通过通信总线6互联，且通过通信总线6连接到外部或内部的图像信息恢复处理设备5进行通信；漫射体2放置在LED显示屏幕4的表面，物体1放置在漫射体2以及LED显示屏幕4的前方并保持一定距离。

具体实施中物体1和漫射体2的距离根据校准时的点光源距离决定，漫射体2和LED显示屏幕4的距离通过校准时最后得到的效果最好最清晰的点扩散函数图像决定。

如图3所示，本发明的显示单元板2包含驱动和光成像电路板7和LED点阵模块8。LED点阵模块8与驱动和光成像电路板7通过电路板及点阵模块连接线组14直接相连。

如图4所示，本发明的驱动和光成像电路板7包括微处理器10、通信总线6、供电模块11、驱动模块12和屏幕光信号接收模块13。驱动模块12的驱动输出直接连接到LED点阵模块8进行显示驱动。微处理器10分别与驱动模块12和屏幕光信号接收模块13连接。驱动模块12是具有三态门15的驱动电路模块，微处理器10通过三态门15控制驱动模块12和屏幕光信号接收模块13来实现对LED像素9显示和光传感功能的复用。微处理器10的通信功能引脚连接到驱动和光成像电路板7的边缘接口形成通信总线6；供电模块通过和外部电源连接为微处理器10、驱动模块12和屏幕光信号接收模块13提供电源。

具体实施中，显示单元板3中的微处理器10采用具有16路模拟输入端口8位微控制器的ATmega2560芯片，驱动模块12主要芯片包含带有三态门15功能的八路正相三态驱动器74ACT244、专用的8×8全彩RGB-LED点阵屏驱动芯片DM163，屏幕光信号接收模块13主芯片为四运算放大器LM324，供电模块11的电压为5V。

具体实施中，如图5所示，本发明使用的LED点阵模块8是8×8的全彩LED点阵排列结构。对于每一个像素9，每一对三基色LED集成在同一个芯片内，采用的点阵屏型号为GTM2088ARGB，每个三基色LED型号为贴片型5050RGB。

具体实施例中，由16块显示单元板3构成一个4*4的LED显示屏幕4，显示单元板3间的通信有I2C实现，LED显示屏4和图像信息恢复处理设备5之间的通信方式为通用异步收发传输器UART。

具体实施中，图像信息恢复处理设备5使用通用计算机。

本发明的工作原理如下：

首先是在LED显示屏幕4获取初始的传感器图像方面：LED显示屏幕4中的每一块显示单元板3准备使用时，会通过通信总线6与计算机连接烧录程序，程序的功能包括两个部分：一方面是显示功能，程序通过传统的动态扫描显示方法在每一个显示时刻驱动其中一行LED实现显示功能，经过快速切换，驱动所有行显示一遍之后，就可以完成一帧的显示。扫描的速度大于30帧以上，利用人眼的视觉暂留效应，就可以实现一帧画面的正常显示；另一方面是光传感功能，LED在0偏(阳极和阴极电压相等)或反偏(阳极电压低于阴极电压)时，具有光电效应，能够探测到外界光源对LED的光强度信息。在实施中，利用三态功能15隔离了驱动模块12的影响后，就可以利用屏幕光信号接收模块13探测到LED显示屏幕4的每一个像素9上的光强度。经过微处理器10的采样和整合后，在每一块显示单元板3内就可以获得这一块显示单元板3的LED点阵模块上的局部图像信息。通过通信总线6的传输后，在图像信息恢复处理设备5就可以得到整个LED显示屏幕4的光传感器图像。因此这个过程就相当于完成了诸如相机摄像头内光传感阵列采集图像的过程。

其次是无透镜成像的成像原理方面：

由于没有使用透镜，在LED显示屏幕4内采集得到的光传感器图像并不是物体1或者场景的图像，而是初始的模糊图像，在此处称为光传感器图像。为了实现从光传感器图像恢复出实际的物体1或者场景的图像，需要进行无透镜成像的算法来计算出物体1或者场景的图像。

如果将物体1或者场景替换为单一的点光源，就会在光传感器上产生一个高对比度的腐蚀性图案，这是系统的点扩散函数(PSF)：h。如果将场景建模为具有不同颜色和强度的点源的集合，并假设所有点都不相干，则场景的光传感器图像b描述为：

b(x，y)＝crop[h(x，y)*x(x，y)]＝CHx ①

其中物体1或者场景的图像为x，(x，y)是在光传感器中的坐标，C、H、x分别为crop[]、h(x，y)、x(x，y)的缩写。裁剪操作crop[]将输出限制为物理传感器大小。我们的目标是从测量b中恢复场景x。

在点扩散函数PSF已知的情况下，物体1或场景的恢复可以写为：

其中Ψ是稀疏变换，而τ是调整稀疏度的调整参数。通过计算出

即可得到物体1即场景的图像，实现无透镜成像。

本发明的实施过程如下(如图6所示)：

步骤1)：校准。首先通过通信总线6向微处理器10烧录相应的执行程序，从而显示单元板3具备显示和光探测功能；然后在屏幕前方物体1处相同距离的地方替换为一个点光源，点光源为一个1w的白色LED，LED显示屏幕4此时仅工作在光传感功能，照射在LED显示屏幕4上的每一个像素上的光强度都会被感知并采集，LED的工作模式具体采用反偏的光电导模式，采集的光信号的灵敏度为20mV/lum。显示单元板3收集自己屏幕上的局部图像后，经过I2C传输给其中选定的一块主机单元板，再由主机单元板通过UART传输给图像信息恢复处理设备5，计算机即可得到整个LED显示屏幕的图像，该图像的图像像素大小为32*32。此时，该图像就是用于无透镜成像的点扩散函数(PSF)h(x，y)。

步骤2)：拍摄物体的光传感器图像。将需要成像的物体1放置在步骤1)中的点光源位置处，然后，在具体实施中，LED显示屏幕4仍然仅工作在光传感功能下，微处理器10发送使能信号控制驱动模块12中的74ACT244的三态使能开关打开，断开驱动模块12和LED点阵模块8之间的连接，屏幕光信号接收模块13中的LM324在接收到LED点阵模块8上的光传感信息后进行放大和滤波处理，然后发送给微处理器10进行采样，和步骤1)相同，最后获得了整个LED显示屏上的图像并且经过通信总线UART传输至图像信息恢复处理设备5，此时获取的图像就是用于无透镜成像的光传感器图像b(x，y)。

步骤3)：重建图像。此时，在图像信息恢复处理设备5中已经存储了在步骤1)和步骤2)中已经获取了点光源照射时的点扩展函数h(x，y)和放置物体1时的光传感器图像b(x，y)，这些信息都被存储在图像信息恢复处理设备5。

图像信息恢复处理设备(5)根据点扩散函数对步骤2)的光传感器图像执行无透镜成像的图像重建算法，从而恢复出物体的图像，实现物体(1)的成像过程，具体过程如下：

在点扩散函数PSF已知的情况下，物体1的恢复可以写为：

其中Ψ是稀疏变换，τ是调整稀疏度的调整参数；x’为上一次迭代获得的物体1的图像，初始迭代过程中的x’为光传感器图像b；C、H、x’分别为crop[]、h(x，y)、x’(x，y)的缩写，(x，y)是在LED显示屏幕4中的坐标，裁剪操作crop[]将输出限制为LED显示屏幕4的大小。

通过迭代优化算法计算得到

即为物体1最终的恢复图像，实现无透镜成像，具体操作如下：

根据公式②进一步转化可以得到：

s.t.v＝Hx′，u＝Ψ_x′，w＝x’ ③然后通过迭代优化算法得到物体1最终的恢复图像

x^k+1←(μ₁H^TH+μ₂Ψ^TΨ+μ₃I)^-1r^k

其中，

α₁，α₂，α₃是拉格朗日乘子，代表u，v，w的对偶变量；μ₁，μ₂，μ₃是惩罚参数；

是参数τ/μ₂的矢量阈值；x^k、x^k+1与x’含义相同，均表示上一次的迭代结果，k为当前的迭代次数；。

在具体实施例中，仅使用全彩LED中的单个基色LED即红色LED作为传感器，因此最后实现的是黑白图像的成像。

Claims (8)

1.一种LED显示屏幕的无透镜成像装置，其特征在于：包括物体（1）、漫射体（2）、由显示单元板（3）拼接而成的LED显示屏幕（4）和图像信息恢复处理设备（5），相邻显示单元板（2）之间通过通信总线（6）互联，显示单元板（2）通过通信总线（6）连接到图像信息恢复处理设备（5）进行通信；LED显示屏幕（4）表面放置有漫射体（2）且漫射体（2）与LED显示屏幕（4）表面不接触，漫射体（2）以及LED显示屏幕（4）前方放置有物体（1）；

物体（1）主动发光或被光源照射；

LED显示屏幕（4）和物体（1）分别位于漫射体（2）两侧，且物体（1）与漫射体（2）之间保持有距离；

所述显示单元板（2）包括驱动和光成像电路板（7）和LED点阵模块（8）；LED点阵模块（8）与驱动和光成像电路板（7）之间通过电路板及点阵模块连接线组（14）相连；

所述驱动和光成像电路板（7）包括微处理器（10）、通信总线（6）、供电模块（11）、驱动模块（12）和屏幕光信号接收模块（13），驱动模块（12）的驱动输出连接到LED点阵模块（8）进行显示驱动，微处理器（10）分别与驱动模块（12）和屏幕光信号接收模块（13）连接，驱动模块（12）为包括三态门（15）的驱动电路模块，三态门（15）的输出端和屏幕光信号接收模块（13）均通过电路板及点阵模块连接线组（14）与LED点阵模块（8）相连；微处理器（10）通过三态门（15）控制驱动模块（12）和屏幕光信号接收模块（13）实现LED点阵模块（8）的显示和光传感功能的复用，微处理器（10）的通信功能引脚连接到驱动和光成像电路板（7）的边缘接口形成通信总线（6）；供电模块通过和外部电源连接为微处理器（10）、驱动模块（12）和屏幕光信号接收模块（13）提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像装置，其特征在于：所述三态门（15）的输出端包括高电平、低电平和高阻三种状态，高电平和低电平对应驱动模块（12）的正常工作状态，高阻对应驱动模块（12）的高阻状态。

3.根据权利要求1所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像装置，其特征在于：所述LED点阵模块（8）为N×M的LED点阵排列结构，LED点阵模块（8）中的每个LED为全彩三基色、双基色或单色。

4.根据权利要求1所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像装置，其特征在于：所述显示单元板（3）同时具有显示功能和光传感功能；当进行光传感功能时，微处理器（10）通过控制三态门（15）使驱动模块（12）的输出端口处于高阻状态，驱动模块（12）与LED点阵模块（8）断开连接，LED点阵模块（8）在逻辑上仅连接到屏幕光信号接收模块（13），微处理器（10）通过屏幕光信号接收模块（13）获取LED点阵模块（8）表面的光传感器图像；当进行显示功能时，微处理器（10）通过控制三态门（15）使驱动模块（12）的输出端口处于正常状态，LED点阵模块（8）正常执行显示功能；显示功能和光传感功能在时间上分步进行，完成独立的光传感和显示；或者显示功能和光传感功能通过高速切换，实现基于视觉暂留效应的同时光传感和显示。

5.根据权利要求4所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像装置，其特征在于：多块LED点阵模块（8）的光传感器图像拼接后形成LED显示屏幕（4）接收的完整光传感器图像。

6.根据权利要求1-5任一所述装置的一种LED显示屏幕的无透镜成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：校准：将物体（1）替换为一个点光源且点光源所处位置与替换前的物体（1）所处位置相同，同时将LED显示屏幕（4）切换为光传感功能，点光源经漫射体（2）照射至显示单元板（3）表面的散射光在LED内产生光生伏特效应从而产生光信号，对每块LED点阵模块（8）上的每个LED的光信号进行采集获得局部的光传感器图像，再通过通信总线（6）将多块LED点阵模块（8）的信息汇聚到图像信息恢复处理设备（5）后通过整合获得完整的光传感器图像；

然后通过调整点光源或漫射体（2）与LED显示屏幕（4）之间的距离使得图像信息恢复处理设备（5）获取到清晰的光传感器图像，从而完成校准，校准过程称为点扩散函数测量，点光源对应的清晰光传感器图像为用于无透镜成像的点扩散函数；

步骤2）：拍摄和显示：拍摄中的光传感过程和LED显示屏幕（4）的显示过程通过在时间上分步进行，实现显示功能的独立执行；或者通过高速切换显示单元板（2）的显示功能和光传感功能，使显示过程和拍摄中的光传感过程同时执行；

所述拍摄的过程具体为：将物体（1）放置于经步骤1）校准后的点光源位置处，微处理器（10）通过三态门（15）使驱动模块（12）的输出端处于高阻状态，显示单元板（2）处于光传感功能状态，同样利用LED的光生伏特效应产生的光信号获取对应LED点阵模块（8）表面的光传感器图像，再通过通信总线（6）将多块LED点阵模块（8）的信息汇聚到图像信息恢复处理设备（5）后通过整合获得完整的光传感器图像，即获得用于无透镜成像的光传感器图像；

所述的光信号为由光生伏特效应产生的模拟光电压信号；

所述显示过程具体为：微处理器（10）通过三态门（15）使驱动模块（12）的输出端处于正常状态时，显示单元板（3）处于显示功能状态，LED显示屏幕（4）实现图像的显示；

步骤3）：重建图像：将步骤1）获得的点扩散函数和步骤2）获得的光传感器图像输入图像信息恢复处理设备（5），图像信息恢复处理设备（5）根据点扩散函数对步骤2）的光传感器图像执行无透镜成像的图像重建算法，从而恢复出物体的图像，实现物体（1）的成像过程。

7.根据权利要求6所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像方法，其特征在于，所述的无透镜成像的图像重建算法包括交替方向乘子法ADMM或基于ADMM的改进方法：Le-ADMM、Le-ADMM*、Le-ADMM-U。

8.根据权利要求6所述的一种LED显示屏幕的无透镜成像方法，其特征在于，对于使用单色LED的LED点阵模块（8），物体（1）的成像结果为黑白灰度图像；对于使用全彩三基色LED的LED点阵模块（8），物体（1）的成像结果为彩色图像。

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