LED显示系统设计方案

1LED显示系统设计方案客户名称：设计单位：地址：日期：项目负责：2第一部分控制系统系统构架图：系统简介：1、录像机、摄像机、影碟机作为系统的视频图像获取设备，扫描仪作为系统的图片数据获取装置。2、电视卡受播放软件控制，它可以接收三路视频图像的输入，可实现程序切换或手动切换。3、视频压缩卡作为系统获取图像硬盘压缩文件的手段。4、主机装载并运行播放软件，产生数字视频图文数据，也可是以用它对二维控制卡，电子显示屏进行控制及监控屏内状态参数。5、辅机主要装载并运行用户软件，并产生视频图文数据。6、二维控制卡用来接收并处理来自主机和辅机的视频图文信息并发送给电子屏控制板，它可以受控于主机。7、电子屏控制板用来接收由二维控制卡送来的合成数字图文信息并完成对电子屏的控制。8、环境参数控制系统：①在显示屏不工作时调节显示屏内部温、湿度，防止结露，延长显示屏的寿命。功放激光视盘摄像机录像机电视音响LED控制器及通讯卡主机视频卡扫描仪键盘鼠标网卡网卡远程控制、制作计算机MODEMMODEM信息网电话网辅机3②在显示屏工作时尽可能地降低显示屏内部的温度，使温度分布均匀，并对由温度色偏差进行补偿。第二部分软件系统一套好的控制系统离不开优秀的软件支持，CX-LED系统软件为LED显示屏的专用软件，与大屏幕密切配合，系统集图形制作播放、艺术字型制作播放、视频播放、三维动画播放等强大功能于一体，界面美观，全中文菜单，操作方便，总体设计思路是提供简捷方便和交互的节目制作播放环境，其功能可由用户自由组合后，进行循环播放并自动切换，且各项均可分别实行定时、定速、显示方式多种多样，具有良好的扩充性和可靠性。1、功能强大：本系统可接入多种信号源，信息量大，功能强。可以通过键盘、鼠标、扫描仪等不同的输入方式输入文字、图像、表格等信息，图像可经过软件进行修改，进行文字叠加，选择各种字体、字形、色彩，并可进行放大、缩小、拷贝等编辑处理，插入各种显示方式，各项编排可自由组合、定时，达到理想的显示效果。2、界面友好：全中文菜单，人机对话类型，操作简便，节目制作播放用鼠标点按即可。3、中文系统：本软件提供五笔、拼音、区位、英文四种常用的输入方式，用户可根据需要任意选择输入方式，在WINDOWS、金山等任意中文系统中输入的文本文件都可直接调用，提供各种字体、字形，并提供在字的各种方向上加边修饰，字色、边色可任意选，所选字属性均有示范，客户可直观感觉所选属性是否合适，实现最佳的艺术效果。4、丰富的显示方式：不同的显示方式使屏体每一幅图案、单调的文字更有吸引力，增加画面的动感，本软件提供多种不同的显示方式，如：循环、开帘、卷帘、中开、闪烁、旋转、淡变、飞动显示等多种显示方式。5、播放控制简便：本软件各项功能可任意组合，制作成剧本播放，可定时循环播放，播放时可以单步播放，也可随时暂停，从暂停处重播，并提供播放时间，方便使用。6、信息发布及制作：可由多台计算机进行控制。7、电子时钟：可实时显示年、月、日、星期及时间。8、自动播放：各种显示内容、显示方式、信号源可由客户方便地任意编排，随时修改。49、集成环境，菜单形式，操作灵活。第三部分创显电子公司技术优势LED灯有恒压和恒流两种驱动方式。大多数产品采用恒压驱动方式。创显电子经过数年努力，开发出了具有国际领先水平的恒流驱动LED2000系列恒流驱动全彩色显示屏。我们知道发光二极管的亮度与其通过的电流有关，恒流驱动方式解决了各个LED管芯内阻不一致造成恒压驱动时通过的电流不一致的缺陷，使显示屏色彩一致性更臻完美，色彩鲜艳，实现了真正意义上的256级灰度，并具有1024级灰度升级潜力。HS-LED2000系列显示屏除了采用白平衡调节等成熟技术外还融入了业界一系列最新的显示技术：移动补偿技术、图像倍频处理技术、反γ矫正、色坐标空间变换技术、可调控电流驱动和线形调制群脉冲扫描方式、软启动电源、环境自适应亮度调节、恒流驱动等，实现了广大用户对LED显示屏高亮度、高稳定性和高清晰度的梦想。1、数字化灰度控制技术人眼可以辨别出3种基色--红色、绿色和蓝色--产生的150-200种色调。如果用位来描述彩色，就只有256种色彩，这种色彩只能达到柔和的张贴画效果。为了在LED显示屏上获得完全的彩色照片效果，必须能够为每种基色产生256种色调。每种基色占用8个信息位，总共需要24位。如果让这3种颜色都产生全部256种可能的变化，就能获得16.7百万种彩色色调。CX-LED2000系列采用特有的PWM脉宽调制技术实现灰度控制。与一般的改变占空比技术不同的是，LED2000采用改变脉冲个数的不同实现256级灰度控制（例如：单位驱动时间内发128个脉冲亮度为256个脉冲的一半）。它能更均匀的分布LED灯驱动时间，从而灰度控制更有效，并能延长LED灯寿命，实现了数字化灰度控制。2、开放式反γ矫正人眼对仪器测量出来的相同等级视觉差的感觉是不相同的，例如：人眼对低亮度级差敏感，却对高亮度级差不能清晰地区分，这就要求对LED发光器件进行视觉非线性校正：压缩低亮度级差，扩大高亮度级差，使实际显示的灰度级差符合人眼生理感觉上的灰度等级。LED2000系列摈弃了固化的反γ矫正技术，实现了开放的反γ矫正技术。即用户可以根据自己的偏好和环境的不同，任意选定合适的反γ矫正。3、特有的视频控制技术为达到LED显示屏最佳显示效果，我们根据色度学原理，图象处理技术及LED发光元件的特性对视频信号进行了控制和处理。二级视频灰度非线性校正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5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，会显得生硬，无层次感，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。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T校正算法和反T校正算法直接应用于LED显示屏上是不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效果更差。电视在阳光充足的室内环境中观看时的效果没有在无阳光环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单灰度校正已无法满足人眼需求。LED显示更是如此，由于用户不可能随便移动LED屏幕，因此必须使LED显示屏在各种环境下均能舒适的观看。为保证显示效果，系统参显示图像进行了两级灰度非线性校正。第一级灰度非线性校正1、眼的主观亮度与光强为非线性关系（如图所示）2、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；3、有背光时，对比灵敏度与光强的线性关系范围大大减少。为了保证显示效果，我们和国内、国外的著名公司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KS2000超大规模集成电路中得以实现。超大规模集成电路KS2000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，如白天、夜晚、阴雨天等，我们设计并实现了第二级非线性校正技术，其中红、绿、蓝三种颜色各有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。4、移动补偿技术视频图象信号由于信息量大，比如在显示屏上播出足球赛画面时，往往会出现拖尾或锯齿状现象，严重时图象变得模糊根本没法观看。我们知道，一幅完整的视频画面是由奇数画面（OddField）和偶数画面（EvenField）两部分组成，这是因为当足球快速通过画面时，实际上在奇数画面和偶数画面会产生1/50（PAL制）或1/60（NTSC制）的差异。当奇数和偶数结合成一单一画面时，足球出现拖尾或锯齿状现象，为此，创显电子公司在其生产的LED显示屏视频采集电路的后端专门添加了图像处理电路，将交错画面（Interlace）转换成非交错画面（Non-interlace）,无论是显示激动人心的赛车场面，还是显示静态的风景，画面都很清晰稳定。5、图像倍频处理技术众所周知普通彩色电视机的画面刷新频率为50Hz,当我们看电视时会感觉电视画面会出现轻微抖动，如果视频信号不经过技术处理直接送往LED显示屏，LED画面将更加晃动，尤其信号源不好时，显示效果将无法忍受。为此，创显电子公司采用独特的画面存储技术，配合创显电子公司开发的有自主知识产权的专用图像处理芯片，使LED显示屏画面刷新频率达到240页/秒，画面更加稳定，毫无晃动感，显示效果明显优于其它公司的产品。6、图像压缩技术6如果显示屏像素低于视屏显示分辨率，播放动态画面时需要压缩，通常全画面压缩成小画面会产生下述问题，图像被截掉（GetCropped）、图像被拉长或失真（ImageGeometryDistortion），使图像质量变差。创显电子公司采用新的图像处理方式，将上述情况得到很好解决，即使将分辨率降至80X96点，画面亦可清晰可辨。7、智能模组（IM）技术智能模组（IM）技术的可调控电流驱动和线形调制群脉冲扫描方式，不仅保证了LED器件稳定的工作点和稳定的馈电电流而且对避免LED器件因过流、过压损坏提供了保障，有效地提高了显示屏的寿命；智能模组（IM）技术还为高灰度控制技术提供了可靠的电路保障，我们设想，如果LED器件的工作点不稳定，那你所产生的灰度就会上下波动，直接的后果就是虽然有256级灰度，由于波动，画面效果层次不分明，灰暗、没深度感，这就是目前市场上很多公司的显示屏虽有256级灰度，显示效果还是很差的原因。采用智能模组（IM）技术，可以使LED显示屏灰度控制更加细腻。8、色坐标空间变换技术从色度图上能看到，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，原本应发白光时有可能会发粉红色或产生其它色偏现象。为克服以上问题，创显电子公司率先在LED屏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。9、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，图像重显的层次感和颜色感均无从谈起，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，我们采取了下面两种方法，使对比度达到了150。1、提高显示屏亮度，这也是提高对比度最主要的方法。2、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们采用乌光黑色材料和黑色胶水封装象素，并且采用乌光黑色模组。10、白平衡处理保证屏幕白平衡的主要方法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的LED发光管，通过调节红绿蓝管的发光亮度比1：6：3来形成白色，使显示画面还原自然从而达到最佳效果。设计中的红管、绿管和蓝管我们一率采用进口的色还原度好的发光二极管。另外，通过PLC控制系统可以对显示屏体的温度进行监控。当显示屏体内的温度超过一定范围，以至LED发光管的发光波长发生偏移，影响到显示屏的白平衡时，PLC控制系统采取措施，例如开启空调和排风扇、适当降低显示屏亮度等，保证显示屏体温度在一个合理的范围内，不影响显示屏的白平衡，有效保证显示屏的寿命。11、亮度调节功能7为保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果，系统设计具有亮度调节功能，对当前环境亮度进行采集后反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同环境光照度自动进行无级亮度调节，并同时具有手动调节方式。多级别亮度调节措施满足用户对亮度细微调节的需求，保证显示画面光线柔和、舒适。12、全锁存静态驱动技术及恒流源器件的选用全锁存静态驱动并不是一个太新的概念，早在LED刚刚出现时为了提高屏幕亮度和稳定性，就已经有很多的用户一直使用。然而在此系统之中全锁存静态驱动又被赋予了新的含义。根据经验