led屏视频信号逐点校正的原理与实践

1、led屏视频信号逐点校正原理与实践近两年來，伴随着专业逐点校正系统的成熟和各通用控制系统的技术改进，逐点校正技 术作为一项大幅提升led屏显示质量，提升产品竞争力的前沿技术，在业界迅速普及，得到 了广泛的应用。当前，校正系数的应用主要还是依赖控制系统实现，控制系统处理能力及存储空间的局 限也就成为了逐点校正技术应用的门槛。例如：旧版本的控制系统不支持逐点校正；单卡校 正后带载点数不足;控制系统尚未支持色度校正这些限制因素不仅讣很多需要校正的老 屏望洋兴叹，也让很多小点距及需耍色度校正的高端新屏面临存储空间或成本困境。为突破以上藩篱，讣逐点校正技术更好地为led显示产业服务，屮科维优公司最新推出

2、 了一款专业led屏视频信号校正器vu visual box。本文将简述这种前端视频处理实现逐点校正的工作原理，并通过实验对比vu visual box和灵星雨系统、德普达系统的亮度校正结果，检验vu visual box的亮度和亮色一体校 正能力。1 led屏前端视频校正原理显示屏是通过控制系统来实现视频源和led大屏幕的软硕件连接的。如果要对led大屏 做逐点校正，需要在棊木的控制连接之外还要额外增加一定的存储空间和计算能力。校正系 数的存储位置最常见的是放在控制系统接收卡（分控）上。校正系数的传输与应用如图一：dvi信号视频源发送卡（主控）接收卡（分控）接收卡（分控）接收卡（分控）led

3、显示屏逐点校正系统校正系数校正系数存储应用区»接收卡（分控）（图一）而使川led屏视频信号校e器实现校正，则是在前端对视频信号进行逐点校止后，再交 付控制系统和显示屏。led屏视频信号校正器包含用于存放led屏全屏每个像素的校正系数 的人容量存储器，并应用独立的处理器将所有通过处理器的数字视频源信号进行实时的校正 运算处理，承担起原山控制系统承担的大量数据存储和实时运算工作。中科维优（vu）的vu visual box的工作原理框图如下：采集控制信号视频源/控制电脑led显示屏控制信号控制系统(r«sodwhdmi in dwhdmi out校正系数led屏视频信号校正器厂

4、sv-1专业逐点校正系统（图二）图屮可见，校正过程首先是sv-1专业逐点校正系统与显示屏控制电脑（控制器）通信, 完成led显示屏的灯点数据采集，经过运算生成校正系数后交付led屏视频信号校正器存储。led屏工作吋，数字视频信号不再直接交付控制系统的发送卡（主控），而是首先交山 视频信号校止器，应用sv-1专业逐点校正系统提供的校正系数进行校止后，再输出到控制 系统和显示屏。校正系数存储于专业视频信号校正器的存储单元，校正在前端视频信号源上实现。这种 校正模式使得逐点校正不再受限于控制系统的校正能力和存储空间。2 vu visual box亮度校正对比试验vu visual box的校正效果主

5、要体现在两个方面：1）通过visual box校正后，显示屏辉度变化能否体现出平滑的亮度曲线，这直接关系 到播放画而的灰阶和色彩是否晁变；2)通过visual box校正后，不同辉度时均匀度的表现如何，而均匀度的改善是逐点校 正的首要目标。下面通过和市场通用的2款典型的控制系统：灵星i*j和徳普达的校正效果对比，检验 vu visual box led屏视频信号校正器的实用性。2. 1实验概述2. 1. 1被校屏箱体参数：点间距：6mm像素构成：表贴三合一，1r1g1b扫描方式:1/8扫恒流驱动芯片：mbi5024gf显示屏尺寸(dot)： 96*642. 1.2控制系统参数设置：灵星雨系统型

6、号:ts801, rv801d；主要参数：扌i描移位时钟15m； led屏刷新率426；灰阶2048级；显卡帧频60hz；亮 度有效率77. 87%。德普达系统烈号：dbt-q2009s；主要参数:扫描移位时钟15.62m； led屏刷新率426；灰度较佳;显卡帧频60hz；亮 度冇效率80. 13%。vu visual box：连接于没有校正数据的徳普达dbt-q2009s前端，控制系统参数设宜 不变。2. 1.3实验过程简述：对2.1.1中所述显示屏，应用sv-1专业逐点校正系统，川同样的校止h标比例值85% 做亮度校正，将校正数据分别写入灵星雨、徳普达接收卡和vu visual box-

7、p；使用统一的 播放器分别显示三种校正实现方式；设h rgbw的不同辉度，用pr655亮度色度计实测显示 屏亮度，并用sv-1系统对校正后的显示屏进行不同辉度级别上的均匀度测量。2.2辉度-亮度曲线实验结果如表一：系校正后亮度值(cd/mj校正后亮度值(cd/nf)校正后亮度值(cd/ma)统灵星雨801德普达2009vu visual box度rgbwrgbwrgbw255468.21098161.61727476. 11114164.617554611077159.71696220299. 1703.8104.21108314. 1735.71091161297. 1694.6103109

8、6200233.8550.681.05866.4240.9563.583. 42890.4232545.380. 77860.2180174.4409.660. 13646.6180. 3420.261.94663.8174407.260. 25642.9160127.4297. 143. 56468. 5130. 1302.444. 48478125.9295.443. 63467. 312869. 66162.423. 75256.869.7161.623. 6525670. 02162.824. 04257.810036.4884.912. 37134.234.7180.811.7412

9、7.636. 6585.512. 57135.5（表一）由上农的数据，可得到如下辉度-亮度曲线图:宪度疽趋瞬（红色）灵星丙801系统唸善达2009s vu visual boz辉度疽424脏度值12001080辉度怕確度值180162灵星雨801乐统型酋达2009s vu visual boz辉度怕亮度位校正扃库度一亮度趋势表（白色）2000 1800 !輝度値 q o(图三)通过rgbw四色的辉度 亮度趋势线，可以直观的看到三种校正方式对于控制亮度变化表 现能力接近重合，仅存在轻微的亮度数值羌别。实验衣明：vu visual box视频信号校正器校正后的灰阶表现与灵星雨系统、徳普达系 统校正

10、后趋同，也就是说色彩表现力、视频效果相当。2.3校正前后均匀度对比sv-1系统中提供led屏亮度均匀性评估指标：像素亮度均方差，ja ledchecker软件模 拟的亮度分布图。2.3.1校正前后及不同辉度表现的均方差表辉度像索亮度均方潍(%)灵星雨801像素亮度均方差(%)德普达2009像素亮度均方差(%)vu visual boxrgbrgbrgb校正前2553. 104. 567.313. 074. 547. 253. 154. 527.32校正后2550. 560.510. 760. 550. 460. 830. 940. 791. 13校正后2200. 560. 651.230.51

11、0. 480. 770.910. 891.40校正后2000. 650. 640. 820. 640. 600. 950.911.001.28校正后1800. 690. 580. 960. 670. 531.041.041.051. 32校正后1600. 740. 621.010. 680. 591. 141.041. 121.50校正后1280. 890. 631.320. 840. 621.421.491.021.61校正后1001.090. 731.561. 180. 761.621.681.351.79(表二)2. 3.3数据和图表分析从“2.3. 1校正前后及不同辉度表现的均方差表中

12、的数据”和“2.3.2校正前后及不 同辉度表现的亮度分布图”屮可以看到，两种控制系统与vu visual box校正示，显示屏均 匀度都得到了很大的提升，实验小观察显示屏画质均得到很人改善。随看解度值降低，三种 校正方式的均匀度改善效果均有所下降，但改善依然非常显著，均方差也均处于2%以内， 可以说表现相当出色。从上述表中图中均可观察到，通过视频信号校正器vu visual box应用校正系数，均匀 度比控制系统自身m用校正系数表现略逊，这是由于视频信号校正时应用的理论伽玛曲线, 与控制系统内部应用的实际伽吗illi线不完全吻合造成的。然而对丁jed屏校正应川來说，能 够实现2%以下的像素均匀

13、度，人眼已无法分辨，足可满足需要。3 vu visual box亮色一体校正实验vu visual box的亮色一体校正效果可通过以下2个方面进彳亍评估:1）是否能将显示屛的色域空间精准校正到冃标值上；2）亮色一体校正后的均匀度表现；3. 1实验用显示屏为2. 1.1中所述的同一箱体。3.2实验使用控制系统为德普达2009o3. 3实验过程简述用pr655亮度色度计测出该屏原始的色域空间，应用sv-1系统的ledchecker软件和ccm色度校正软件，根据原始色域空间设置4组目标色域空间，分别输出亮色校正系数文件, 写入vu visual box并应用校正，并用pr655测量屏的rgbw的色朋

14、标验证色度校正结呆， 用sv-1系统测量检验色度校正后的均匀度。3. 4实验数据与结果原始色域空间：r(0. 6933, 0.3065)、g (0. 1703, 0. 7280)、b(0. 1280, 0. 0698)、w(0. 2998, 0. 3203) 亮色一体校正色处标与均方差对比表冃标色域空间设置vu visual box校正后色半标vu visual box校正后像素亮度均方差(%)r(0. 6400, 0. 3300)r(0. 6424, 0. 3304)or二 1.37g(0. 3000, 0. 6000)g(0. 3028, 0. 5982)o g二0. 90b(0. 140

15、0, 0. 0800)b(0. 1394, 0. 0783)p b=1. 87w(0. 3127, 0. 3290)w(0. 3135, 0. 3287)o w=l. 51r(0. 6130, 0. 3200)r (0.6147, 0. 3204)or=l. 17g(0. 2500, 0. 6000)g (0.2524, 0. 5988)o c 二0. 95b(0. 1500, 0. 1000)b(0. 1507, 0. 0995)o b =1. 55w(0. 3127, 0. 3290)w (0.3154, 0. 3302)=1.49r(0. 6762, 0. 3075)r(0. 6789,

16、 0. 3078)o r=l. 49g(0. 1900, 0. 6900)g(0. 1909, 0. 6901)o g =1. 54b(0. 1400, 0. 0800)b(0. 1391,0. 0791)o b =1. 86w (0. 2990, 0. 3149)w (0. 2994, 0. 3149)二 1.73r(0. 6762, 0. 3075)r(0. 6787, 0. 3079)sr=1.51g(0. 1900, 0. 6900)g(0. 1909, 0. 6902)=1. 53b(0. 1400, 0. 0800)b(0. 1390, 0. 0791)6b =1.86w(0. 3457, 0. 3585)w (0. 3464, 0. 3581)“ =1.47（表四）从上表可以看到，校正后实测的色坐标与设置的冃标色坐标值非常吻合，平均误差 0. 0011,最大谋差0.003。亮色一体校正后的均匀度表现依然显著，四组亮色一体校正后的像素亮度均方差处于 2%以内。实验表明：应用前端视频信号校正器v