led大屏幕设计方案

led大屏幕设计方案内容摘要：

系统，探头均匀安装在屏幕背后 ，当有烟雾出现时，系统会及时报警，配电系统会及时切断供电电源，保证系统安全。 在显示屏背后安装有温度、湿度探测传感系统，探头均匀分布在屏幕背后，为了保证系统寿命和显示效果，当温度或湿度偏离允许值时，控制系统将采取保护措施，报警并自动关闭显示屏。 、 控制技术 、 多媒体控制技术 多媒体控制技术将模拟 Video信号和 Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。 多媒体控制技术通过 A/D 采集技术将模拟视频Video 信号和模拟视频 VGA 信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。 控制计算机上装有多媒体卡，可将多种 Video 源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。 通过多媒体控制技术，可以对屏幕三种基色的亮度、对比度和色饱和度分别进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割 Video 显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。 输入的视频信号可以是 PAL 制式、 NTSC 制式或 SECAM 制式。 、 视频处理技术 1） 2 级非线性校正 为了更加适合 LED 显示屏的显示特性，本我公司采 用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。 视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。 无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。 没有经灰度校正的 LED 屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；只有经灰 度校正后的 LED 显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。 另外，由于 LED 本身的发光特性和电视机、计算机监视器（ CRT）的发光特性不一样，简单地将在 CRT上应用的非线性γ校正算法和反γ校正算法直接应用到 LED显示屏上是十分不科学的，会严重影响 LED 显示屏的图像质量，使观看效果更差。 第一级灰度非线性校正 由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：人眼的主观亮度与光强为非线性关系。 人眼在环境亮度较低时，对比度的响应比在高亮度环境中敏锐；有背景光时，对比灵敏度与光强的线性关系范围大大减小：为了保证显示效果，我公司和国内、国外的著名公司如日本富士通、美国 TI 公司等进行了广泛的技术合作和交流，通过大量实验，克服了别的公司的同类产品的缺陷，设计并实现了更适合 LED 显示屏显示效果的非线性灰度校正算法，并且在大规模集成电路中 得以实现。 超大规模集成电路具有独特的非线性灰度校正技术，从近万个灰度数据中非线性选择 256 个灰度数据供显示用。 第二级非线性校正 为了保证不同观看环境的显示效果，我公司设计并实现了第二级非线性校正技术，其中每基色各有 8 条非线性校正数据，可以选择不同的非线性校正数据以适应不同的观看环境。 2）色座标空间变换 从色度图上能看到，视频源的色空间三角形与 LED 发光二极管的色空间三角形是不同的。 好在 LED 的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间 变换）LED 显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。 为克服以上问题，我公司在技术上运用高速图像处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与 LED 色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。 不同 r 系数的图像效果比较： r 系数为 的图像效果 r 系数为 的图像效果 r 系数为 的图像效果 （ 3） 色温处理 我公司完成了从 3500k 至 9300k 的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。 针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的 6500k 的 D65 白色，还是国际光度协会规定的 5500k 的 E光源白色真实再现。 与高清晰电视 (EDTV)技术不同 ,在视频信号处理系统上 ,采用增加额外扫描线的方式 ,并保持平均线距 ,确保影像不失真 . 采用高清晰电视影像处理技术 ,将先扫描的图像存储于专用芯片中 ,然后与后扫描的图像合成一个完整的画面 . 采用此技术所需扫描时间是隔 行扫描图像的一半 .可以极大提高影像清晰度 ,画面无闪烁 .实现兼容数字高清晰度电视 (HDTV). HDTV,垂直分辨率 1000 线以上 ,视觉效果达到或接近 35mm 宽银幕水平 （ 4）色彩真实再现 (LED 全彩色系统 ) 人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。 然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。 因此，我们用FLESH ADJUST 技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩 偏差带给人眼的刺激降到最低。 （ 5）边缘增强 (LED 全彩色系统 ) 采用图像增强技 术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。 （ 6）降噪 (LED 全彩色系统 ) LED 显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干净和平滑。 （ 7）对比度处理 对比度是人工重显图像的一个非常关键的技术指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起。 屏幕图像对比度至少要保证不小于100，才能获得较为满意的视觉效果。 为了获得较高的对比度，我公司采取了下面两种方法，使对比度达到了 150： 提高显示屏亮度，这也是提高对比度最主要的方法 降低屏幕表面的光反射系数。 对于屏幕表 面光反射系数的控制，我公司采用乌光黑色材料和黑色胶水封装像素，并且采用乌光黑色模组。 屏幕表面雕刻特殊纹理，使入射光全部被吸收。 （ 8）亮度调节 为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，我公司设计显示屏具有亮度调节功能， PLC 系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。 （ 9）帧同步 (LED 双基色系统 ) 显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。 通过对输入的每一帧图像所采用的 LOCKEVENT 技术，确 保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得 LED 显示屏 10 万小时的寿命有真正的意义。 因为如果采用早期的像素分解，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于 LED 驱动的不均衡，除了一段时间后由于 LED 衰减不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问题是将直接影响屏幕寿命。 （ 10）运动补偿 (LED 双基色系统 ) 视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。 这种现象一方面会影响观看效果，另一方面会影响摄像效果。 为此，我公司在 LED 显示屏视频采集后端专门添加了运 动补偿电路。 无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将是清晰稳定的。 （ 11）静态网格 在对视频图像处理上，我们使用了运动补偿技术以确保消除高速图像时所产生的拉毛、锯齿边现象。 而静态网络技术更使得静态图像被网络准确捕获，更稳定地输出。 这两项技术的采用使输出图像在专业级的概念上超过了电视显示的效果。 、 超大规模集成电路控制技术 系统的可靠性和可维护性直接依赖于原器件的质量和焊点的数量。 超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用可极大地提高系统的显示性能，简化了系统的设计难度， 提高了系统的稳定性和可靠性。 控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的 256 级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。 灰度校正后的 256 级灰度的 LED 显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。 控制芯片利用高集成度，使 LED 显示屏的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往 LED 显示屏庞大复杂的电路设计，并增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。 这样，生产、安装、维修、升级都变得方便易行。 独特性的设计方案简化了 LED 显示屏的驱动系统，使数据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示 造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。 在进行系统逻辑电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路 FPGA，替代以往系统中大量的中小规模的可编程集成电路 GAL 和 EPLD。 超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。 本方案的通讯控制、灰度控制、数据分配均采用了超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路（ FPGA）技术。 采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真 正的 256 级灰度、 14位非线性灰度校正和 720HZ 刷新频率。 、 恒流源驱 动技术 恒流源：是一种恒定电流输出的驱动器件，它的交流等效电阻很大，直流压降却不大，其等效的数字模型是 VCCS（电压控制的电流源），工作于开关状态，其电源输出一旦通过调节电阻设定后，仅受控于输入的逻辑状态 0或者 1，输入信号有效时，其输出电流保持为某个给定时间常数的函数，不会因它所联接的外电路不同而变化，输入信号无效时，其输出电流关断。 LED 是一种电流驱动的双端口器件，其发光特性仅与流过的电源大小相对应，普通的驱动器件不具备恒流特性，其输出电流亦会随输入电压变化。 而我们知道，TTL 电路的电压是一阀值，一点微 小的变化虽不影响逻辑状态，但会影响到输出电流的大小，而直接反映到 LED 的发光，解决这一问题的唯一途径即是采用如上所提到的恒流源。 另外，恒流源驱动器件的选用，保证了输出电流的大小恒定，也就可以去掉驱动器件输出端必须要有的串联限流电阻，大大降低了消耗在电阻上的功率，降低了系统的发热，同时减少了元器件的数量和焊点数量，提高了系统的 MTBF 值，即平均无故障工作时间，提高了系统的可靠性。 恒流源驱动器件的输出电流可以通过调节设置电阻而设置到希望值。 这样对于系统最终的白平衡定位提供了最大程度上的方便。 LED 显示屏采用 恒流源驱动集成电路，对显示发光单元 LED（发光二极管）进行直接驱动，从而保证了每一个发光二极管的发光显示效果的一致性。 显示屏显示的画面图像效果亮度均匀，过渡平滑，纹理细腻，真实动人。 如果电路中不采用恒流源驱动技术，由于每个发光二极管的 VF 值（即前向压降）不一致，会导致流过 LED 的电流不一致，从而 LED 灯有的偏亮、有的偏暗，图像画面上将会存在少数零星分布的亮点和暗点，图像画面精糙，过渡生硬。 恒流源驱动电路是采用多路恒流源集成芯片驱动发光二极管，使通过二极管的电流恒定一致。 本方案选用的恒流源专用器件 TB62726 基本特性如下：  输入 CMOS/TTL 兼容  5 mA – 90 mA 恒流输出可调  16 路恒流驱动  最大 9 V 驱电压  SOP24 脚封装  低功耗 CMOS 锁存逻辑  高速信息输入速率， Fmax = 20Mhz 、 计算机网络系统 本项目设计采用系统集成的思维方式来规划整个 LED 显示系统。 屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能够将当今许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统，如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术。 网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广 域网等，将信息按要求的格式实时显示到大屏幕上。 通过多媒体视频控制技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机 VCD 视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：  实时显示彩色视频图像，实现现场转播  转播广播电视及卫星电视  电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放  电视画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放（需另加非线性编辑系统）  具有同时播放多窗口画面及文字的功能  计算机网络系统各部分的功能简述如下：  服务器（选配） 服务器是 LED 屏幕系统局域网的数据中心和文件中心，其上存放着各种信息数据和显示指令数据，向网络上其他工作站提供文件服务和数据共享服务。 工作站和工作站之间数据的交换也是经由服务器实现。 和其他网络系统的联系通过服务器实现。  控制计算机 屏幕控制机控制其对应的显示屏的显示效果。 它可以自动运行一个不断循环 的程序，根据给定的节目单去服务器上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。 屏幕上像素和屏幕控制显示器相应区域上像素一一对应，直接映射。 、 系统软件 、 操作软件 本项目网络系统操作软件采用标准的 WindowsXP 中文版，终端微机操作系统使用 Windows XP 中文版，并配备防病毒系统一套。 、 显示屏软件 本方案采用软件开放式的系统思路，所有的多媒体软件（ AUTHEWARE 、 MDK、FLASH、 3D STUDIO„）和许多通用软件（ POWER POINT、 3D MAX„）都可用于显示屏的播放控。