天津海河教育园区体育场、馆led显示屏设计技术方案

天津海河教育园区体育场、馆led显示屏设计技术方案内容摘要：

比赛 制证、 验证系统： ● 注册、录入、检验参赛人员及工作人员证件，并与赛事子那个和管理系统共用注册系统，从数据库里 调用注册信息。 ● 参赛人员和工作人员分类管理，可将参赛人员和工作人员的证件做成多种样式，也可将参赛人员和工作人员分入口或者分开检验 ● 证件防伪检验、条形码防伪。 条形码扫描枪扫描检验防止伪造，增加赛事的安全性。 ● 证件外观自定义，按不同场馆、不同比赛，设定证件外观样式。 赛事成绩处理系统： 1． 系统由竞赛成绩处理系统及竞赛信息发布及查询系统组成。 2． 竞赛处理系统： ● 负责获取参赛运动队、教练员、裁判员、运动队等的报名信息，并根据报名信息和赛事日程，竞赛规程进行合理的自动编排（针对特殊情况可以临时调整），包括： ① 录入／修 改赛事信息，准备本次比赛的数据库环境 ② 对参加本次 运动队、教练员、裁判员、运动队等的资料进行登记。 16 ③ 制定各项目的比赛赛此及各赛此的分组数、编排方式、日程安排、录取方式及人数等。 ④ 打印产生秩序表，并将结果输出给信息发布系统、大屏幕及转播系统。 ● 从赛事计时记分设备获取成绩，并将成绩处理排名和二次编排，同时考虑递补处理，打印下一轮次参赛表，并将结果进行综合。 成绩处理后，传送至成绩信息发布系统、大屏幕及转播系统。 竞赛信息查询系统： ● 为新闻媒介、参赛人员及社会公众提供信息查询服务。 ● 接收 场馆成绩系统发送的各类成绩信息及统计信息，并转换为可查询信息。 ● 接收注册编排系统的注册信息和编排分组信息，并转化为可查询信息 ● 查询信息包括比赛成绩信息、比赛出场信息、总分信息、平创纪录信息、赛程信息、赛会组织信息、通用挥舞信息、理解赛会信息等。 ● 提供与赛事有关的服务如：交通、住宿、饮食、旅游观光、纪念品、销售等。 计时记分系统： 17 计时记分系统是一个负责各类体育竞赛技术支持系统前沿（比赛场地）的数据采集和分配的专用系统，它负责各类体育竞赛结果、成绩信息的采集处理、传输分配，即将比赛 结果数据通过专用技术接口（界面、协议）分别传送给裁判员、教练员、计算机信息系统、电视转播与评论系统、现场大屏幕显示系统等。 由于体育竞赛的不可重复性，决定了计时记分系统是一个实时性很强、可靠性要求极高的以计算机技术为核心的电子服务系统。 因此，计时记分系统自身组成独立的采集、分配、评判、显示发布系统，做到所有信息的实时、准确、快捷、权威。 计时记分设备是各类体育比赛中不可缺少的电子设备，计时记分系统设计是否合理，关系到整个体育比赛系统运行的稳定和可靠，并直接影响到整个体育比赛的顺利进行。 计 时记分系统是体育竞赛的重要 组成部分 ，是关系到竞赛成败的关键 ， 每一个单项体育竞赛都具有对应的专 用 计时记分工作系统。 这些工作系统各不相同，但都是各单项成绩处理系统的前级数据采集系统，除了提供计算机成绩处理系统竞赛数据以外，还需要在部分项目中连接电视转播等其它工作系统，计时记分需要极高的工作稳定性和可靠性 计时记分系统的主要功能 ： 计时记分系统是根据竞赛规则对比赛过程中产生的成绩信息进行采集、数据处理、监视、量化处理、显示公布的工作过程，由计时、记（评）分、测量、显示、传输等设备组成，系统应满足以下功能： ● 系统的构成必须满足功能齐全、方案合理、构成严谨的要求。 ● 系统应具有良好的用户界面和系统连接界面，并有备份安全措施。 ● 系统应实时准确地完成竞赛项目的信息采集、处理和传递，保留原始成绩资料。 ● 要求多数竞赛项目上安排使用自动工作系统，减少人工干预。 ● 系统应具有完成各种竞赛项目的现场比赛结果或成绩信息的显示功能。 ● 系统应具有与场馆显示屏、现场成绩处理、电视转播的标准接口能力。 ● 系统应具有对各类比赛现场环境条件的适应能力，并为其它系统提供计时。 18 体育比赛软件： 第五部分 天津海河教育园区体育场 LED 显示屏关键技术 逐点校正技术： 由于 LED 的生产涉及多项工艺制程，而其亮度、色度各项参数分布 呈一定的离散性。 为了在显示屏应用中获得良好的图像显示效果，必须对 LED 的 亮度 、波长等参数对进行筛选，即使相同批次的晶片封装成 LED 灯之后，经过分光分色也会出现多个档的灯。 而为了保持 LED 显示屏的整屏均匀性，避免出现马赛克、花屏的现象，通常一个显示屏只能选用同一档次的 LED 灯。 这样无疑增加了 LED 显示屏的生产成本， 但 即使显示屏出厂是效果良好，由于 RGB 发光管的光衰曲线不一致， 播放的图形、 图像的亮度、色彩不相同， 经过用户一段时间的使用后 ， 将导致亮度等显示参数变化，各 LED 灯衰减并不一致且不可控，最终出现图像颜色失真、白平衡失调、马赛克等现象，极大损害了图像显示质量。 为解决这 一 技术难题， 天津光电星球显示设备有限公司，经多年的努力， 研 制 出 可以降低 LED 灯分档要求且应对 LED 灯衰减的方法， 特 点是对 LED 灯逐点可控，通过控制系统来精确的控制每个 LED 灯的发光参数，使其按照 其 的设定 值，保证 亮度和色度上的一致性。 其光学参数的采集则通过高精度的 CCD 数字 相机来完成，通过上位机软件 按一定 的算法 处 理数据。 目前一些厂家将通常的亮度校正混为逐点校正，是对 亮度校正和色彩校正的概念混淆不清，逐点校正的关键点则是色彩校正，只有同时做到了色彩和亮度的校正，显示屏才会有最好的显示效果。 因此常规 LED 显示屏和经过逐点校正调节的显示屏在效果上会有本质的差别，校正后的显示屏能够提升一个档次。 19 LED 显示屏逐点校正过程示意图 采用逐点校正前 采用逐点校正后 色度处理技术： LED 发光器件的色度通常是用波长来描述得，波长的不同反映出颜色的不一样。 对于 LED 发光器件制造商而言，针对现阶段可以实现的制成或工艺，在最终产品的波长划分规格档次方面，目前能够做到较高的可达到 2nm；如果实际运用可以达到这种要求，其颜色还原效果还是不错的。 但是，又是因为成本的缘故， LED 供应商在具体对运用商的供应方面往往是做不到的。 一般情况下，目前市场上通常是绿蓝管子在 5nm 的范围内，红管子在 510nm的范围内。 只有极少数 OEM 制造商，由于它的采购量足够大，从而可以实现在单宗项目上，采用波长范围 2nm的一个档次的发光二极管。 20 对于显示屏运用制造商而言，往往由于在单宗项目上，采用的 LED 发光管，波长范围较宽或者说是使用了 2 个或以上档次的管子，为了避免由于 LED 波长的不一样，造成显示屏色度的不均匀，在信号的处理和电路设计方面引入了色度校正的改进措施，即通过采用补光的方式，减少色彩还原的失真，从而在一定程度上改善了显示屏的色度均匀性。 但是这种校正，其有效性是建立在一定基础上的，从主观上讲，在色 度校正的计算处理方法上，各家都有自家的招，目前行业内，还未就色度校正方面，提出一个比较规范的可操作的标准或尺度，所以，现阶段对 LED 色度校正的处理方法或原理，其有效性、合理性、严谨性等都有待探讨，需要经过实践的进一步检验，因此选好管子使用，才是从根本上解决 LED发光器件的色度不均匀性。 视觉配光技术： 在全彩色 LED 显示屏运用中，对色彩的还原方面要求比较高，即在显示屏的可视角范围内，都要做到比较好地色彩还原，所以，由红绿蓝 LED 构成的三基色，它们的配光曲线，即在水平方向和垂直方向亮度随角度变化的曲 线，需要基本一致，才能够确保色彩在可视角范围内的良好还原，否则的话，如果三者的配光曲线不一致，就可能造成在可视角范围内的某些区域内色彩还原失真。 针对这种要求， LED 发光器件在制造过程中，其制成或工艺，必须确保做到红绿蓝三基色的水平和垂直亮度曲线基本一致，即配光曲线一致。 只有这样才能满足实际使用要求。 目前，国内雷曼光电公司的产品在此方面做得较好，其它大多数厂家未能完全做到。 对于 LED 显示屏来讲，能不失真的还原视频信号是其显示特性的关键指标，其中最为重要的是白平衡， 白平衡 是 将 R、 G、 B 三种颜色调配到一种设想的 白色的过程。 配光及混色 可分两个内容：颜色和亮度。 可按下面三个步骤进行 ： ① ：设定固定条件：温度、电压。 ② ：设定颜色目标及范围（公差），一般是指目标颜色的 色坐标 X， Y 值。 ③ ：进行白色亮度调节。 混合色的总亮度等于组成混合色的各种颜色的亮度总合称为亮度相加定律。 颜色外观相同的光，不管它们的光谱成份是否一样在颜色混合中具有相同的效果， 既 凡是在视觉上相同的颜色都是等效的。 由此定律可导出颜色的代替律。 颜色匹配方程 ： 若以（ C）代表被匹配颜色的单位，（ R）（ G）（ B）代表产生混合色的红、绿、蓝三原色的单位， R、 G、 B、 C 分别代表红、绿、蓝和被匹配颜色的数量，当达到匹配时： C（ C） ≡R（ R） +G（ G） +B（ B） “ ≡” 表示视觉上相等， R、 G、 B 为代表量，可以为负值。 图 6— 2 是 CIE1931色度图 21 图 6— 2 是 CIE1931 色度图 图中 B 为颜色 1（兰） G 为颜色 2（绿） R 为颜色 3（红） ， C 为 G+R 的混合色， W 为 B+C 的混合色，这其实就是一个白平衡的示意图，我们可以把 C作为绿色和红色的混合色，从图中可以看出，它大约位于黄色的区 域， C 再和蓝色混合，它可以通过我们的白色区间，是可以混出白光的。 其中 B=X1+Y1+Z1 C=X2+Y2+Z2 X Y Z1； X Y Z2 为蓝光和混合色 C 的三刺激值。 重心定律就是： CW／ BW=B／ C=（ X1+Y1+Z1 ） ／ （ X2+Y2+Z2 ） 也就是 CW 的距离与 C 成反比，即混合色中 C 所占的比重越大， CW 的距离越短，这就和白灯制作时大家的经验一样，荧光粉的量越多，光色越偏黄（即 CM越短）。 计算方法 如下 ： ① . 首先要将面光源转为点光源，得出 W 点 的亮度值，我们知道面光源的单位是 Nit，即 cd/m2，而我们 LED 的亮度是 mcd，我们注意将单位转 mcd。 用显示屏的总亮度除以每平方米的点数即可。 ② .寻找 R、 G 两种颜色配色后的座标（已知 R、 G、 B、 W 四点座标计算 BW、CW） ③ . 根据重心定律可计算出 C 点的 IV 值（已知 W 点的 IV 值）。 ④ 根据补色原理，可以得出 B、 G、 R 的 IV 值。 ⑤ 根据所需的 IV 值计算所需用的电流值（前提是已知 20mA 的 IV 值，且近似认为 IV 与电流成正比）。 说明：该方法可计算 R、 G、 B 各需要的 LED 数。 可近似的计算在使用过程中 R、 G、 B 所需要的电流值，这里的电流只能是近似值，有以下原因： ① IV 与电流不一定完全成正比关系。 ② 所知道的 LED 的 IV、 WD 为一平均值。 故在调白平衡时，还要根据实际情况，略作调整，不能完全照此数值来进行调节。 运动图像补偿技术 ： 22 运动补偿 技术 是一种描述相邻帧差别的方法，具体 是 描述前面一帧的每个小块怎样移动到当前帧中的某个位置去。 这种方法经常被 视频压缩 /视频编解码器用来减少视频序列中的空域冗余。 它也可以用来进行去 交织 的操作。 一个视频序列包含一定数量的图片 通常称为 帧。 相邻的图片通常很相似，也就是说，包含了很多冗余。 使用运动补偿的目的是通过消除这种冗余，来提高 压缩比。 运动补偿是当前视频图像压缩技术中使用最普遍的方法之一。 包括： ● 运动补偿预测 视频的相邻帧间的运动部分具有连续性，即当前画面上的图像可以看成是前画某时刻画面上图像的位移 ，位移的幅度值和方向在画面各处可以不同。 利用运动位移信息与前面某时刻的图像对当前画面图像进行预测的方法，称为前向预测。 反之，根据某时刻的图与位移信息预测该时刻之前的图像，称为后向预测。 ● 运动补偿插值 以插补方法补偿运动信息是提高视频压缩比的最有效措施之一。 在时域 中插补运动补偿是一种多分辨率压缩技术。 例如 1/15 秒或 1/10 秒时间隔选 取参考子图，对时域较较低辨率子图进行编码，通过低分辨子图反映运动趋 势的附加校正信息 （ 运动夭量 ） 进行插值，可得到满分辨率（帧率 1/30 秒） 的视频信号。 插值运动补偿也称为双向预测，因为它。