全彩led技术方案

1、第一章 PH6_LED全彩显示系统介绍1. 系统概述全彩显示系统作为光、电、声结合的多媒体高科技产品，主要包括以下部分：显示屏体、控制主机及 通讯系统、计算机及计算机外设、视频外设、系统软件、功率放大器、音箱、可实现图文信息与音频信号 的同步等。由于LED传媒显示系统与其他显示系统相比具有一些不可替代的技术优势和特点：其视角大、响应速 度快、可视距离远、规格品种多、使用寿命长、应用围广等，所以对设计要求更加严谨、各部分设备运行 安全可靠。我公司使用的全彩LED显示系统，其主要元器件均采用进口器件，整个系统具有高清晰度、高分辨率、 亮度均匀、图像色彩柔和逼真、灰度层次丰富、立体感强、可同步播放视

2、频媒体的先进功能；它还具有操作 简单、维修方便、工作性能稳定、抗干扰能力强、寿命长等多种优点。是一个功能全、综合性强的现代多媒 体网络视频系统。2. 系统功能播放系统可以灵活输入及播放多种信息，具有功能有：可以实时显示全彩色视频图像，实现现场转播；可以实时播放中央电视台的新闻节目或卫星电视；播放录像机、影碟机等视频节目；可以满足文艺表演的使用要求，播放现场摄像机的摄像信号，预留输入接口；具有同时播放左右不同比例的画面及文字功能；允许叠加字幕以及其他视频特技；播放来自各种设备的视频信号，并能随时切换不同的视频源，通过多媒体控制器监控与切换， 并可对视频画面进行缩小或放大操作。文字：可播放多种文字

3、的各种字体，字形和不同的文字信息，还能实现单行左移、多行上移、 左右拉、上下推、翻页、移动、飘雪、缩放、闪烁等十余种显示功能，可以输入不同的国家文 字。可进行日期、时间显示或字符串、表达式显示；动画：能播放用 MAYA/3DS studio等软件制作的二、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVI信号，鼎彩软件包具有方便的界面接口，丰富的材料库，形体库和先进的渲染技术，能制作高质 量的三维动画，使广告创意成为逼真的现实。3. 系统组成全彩LED显示系统主要包括两部分：显示屏控制（视频）系统和软件播放系统。这两部分通过有机的结合 可实现图文信息与音频信号的实时显示。1）显示屏控制系统显示屏控制系统主要

4、用于实现显示屏的控制，视频信号的输入输出。系统包括：显示屏体、控制主机及通 讯系统、计算机及计算机外设、视频外设、功率放大器、音箱、系统软件、显示软件等。2）软件播放系统LED播放软件。4. 系统结构图1 .需求分析1）显示多样性分析室LED显示屏安装在一个特殊的使用环境，可以显示各类宣传标语、广告、动画、视频图象，以及实 时播放视频（电视现场转播）等。LED显示屏作为现代化宣传不可缺少的设施，其显示方式可实现同步播放VGAB号（各种DVD VCD播放介绍等）。充分说明了我公司全彩表贴LED显示屏显示方式的多样性。2）显示稳定性分析全彩色显示屏是服务于公众传媒的设施，所以要求显示的文字、图像信

5、息刷新快、配色柔和、显示稳定， 如有“频闪”、“水波纹” “马赛克”等现象，则会大大影响观众的观看质量和情绪，因此显示屏的稳定性 至关重要。室全彩表贴显示屏 电子显示屏主要用于重要信息发布和宣传，任何一点故障都会影响观看者的 情绪波动，造成不良后果，所以显示屏应该在工作时达到稳定、可靠，作到万无一失。这就要求在设计、 生产、安装、调试时，将显示屏的质量放在首位，用有效的质量体系来保证整个过程，充分考虑环境、温 度、电磁干扰等外界因素对显示屏及系统的影响，保证贵单位显示屏达到高标准，以适应其应用。3）显示环境分析环境对显示屏的影响有以下几点必须考虑：显示屏运行中要保持稳定，其中一个关键的因素就是

6、对温度的调节和循环散热系统。我公司针 对尤其是户显示屏采用了环境集控系统，有效的控制屏体部的温湿度，使系统的稳定性大大提 高。由于显示屏属于特殊显示产品，其环境照度变化，会严重影响显示屏的观赏效果，针对此情况， 我公司特提供显示屏亮度自动调节系统，适时调节显示亮度，使之与环境亮度相适应，以保证 在任何环境下显示屏都能达到最佳的显示效果。4）显示容分析实况播放：大型活动信息实时转播及广告宣传、新闻发布、通知。标语广告：广告、二维、三维动画、图形、图片等显示。5）系统集成分析由于显示屏是服务于广告、宣传等特殊显示媒体，因此显示屏的控制系统是电子信息系统的重要组成部分。 显示屏机器控制系统应高度系统

7、化，使之可以方便地同网络中心弱电总控制室及各分控中心融为一体，使之高效的服务于各种大型广告宣传活动。并且考虑到整个系统集成兼容性，所有显示屏和其他设备均采用标准的接口和协议，完全实现即插即用。形成一套与INTERNET等媒体共享信息网络。2. 设计思路1）概要LED显示系统由编辑部分、显示部分、视频控制部分、自动控制部分（光传感系统）和其它各系统的接口 部分等组成。本系统的编辑部分主要是将显示屏上要显示的信息通过一台编辑机按照客户要求的方式进行编辑，然后通 过网络将编辑好的文件传输给播出机，按照预定方式进行播放。视频控制系统由录像机、影碟机、广播系统、闭路电视、卫星接收机及其它视频设备组成，这

8、些视频设备 通过多路音视频控制台根据用户需要播放合适的视频节目或将视频节目经过专门控制软件编辑后进行播 放。多路视频控制台可通过播出机串口实现无人值守自动播放功能。可根据客户预先编排好播放顺序播放 各种视频。自动控制部分主要由光传感系统等组成，光传感系统通过光传感器将环境亮度传输给显示部分控制板，经 FPGA处理后改变控制板送给驱动板的使能信号，以达到调节显示屏亮度的目的。2）智能化显示介绍电子信息（CEIS）包括：日常运行基础子系统、安全保障子系统、为大型活动服务的子系统、大型活 动信息服务的子系统。其中LED大屏幕显示系统（DAS属于信息服务子系统的一部分。LED电子显示屏系统（DAS用来

9、发布各类消息，播放宣传信息，及各种视频、动画、文字等商务容。大屏 幕显示系统是信息服务的基本子系统，它将直接影响基础设施的档次。同时，由于其功能及综合效应十分 符合当前市场经济的新要求，所以系统设备前期的硬件投资贵单位的现代化建设，和促进贵单位整体规划 具有十分重要的意义。3）屏体设计概要根据现场勘察并结合当地的常年气候条件，公司对本LED显示屏做如下设计：亮度：因为电子显示屏要求真正全天候工作，这就对显示屏白天的效果提出了很高的要求；同 时又因为白天光照较好，所以对显示屏亮度的要求就更高，只有这样才能够保证在任何亮度条 件下，显示屏都能够显示高品质的图像。以上三种发光二极管按表贴三合一组成一

10、个像素，每平方米的亮度大于 1500cd。视角：要使在一定围的观众都能正常观看户显示屏的显示的容，就要求显示屏的视角尽可能的大，保证观众可以清晰地观看安装于户的显示屏的显示容。我公司采用的发光二极管的视 角符合标书中的要求：水平视角大于120°、垂直上视角大于 15°、垂直下视角大于 35°。其它设计概要对于安装结构的设计由专业的建筑设计院严格依照国家建筑质量标准设计安装图纸 对配电系统严格按照国家电气设备安全的标准进行设计；对屏体的防护等级严格按照国家建筑工程质量检测评定标准设计。5）系统功能视频显示功能：实现VGA与 Video信号转换，通过专门控制软件可实现

11、图象与文字的叠加；视频图像播出功能实现显示视频图像，实现现场传播，转播广播电视及卫星电视；播放录像机，实现现场转播，转 播广播电视及卫星电视；播放录像机、影碟机等视频节目；通过专门控制软件实现电视画面上叠 加文字信息，全景、特写等实时编辑和播放功能；可在文艺表演时实时转播，或播放背景画面等。 播放计算机信息功能可显示各种图形、图案、动画等计算机信息；可显示中文、英文、数字等多种文字，有多种字型 选择，文字可无级放缩；播放系统使用方便，可输入及播放不同信息，具有全自动播放功能；播 出方式有单、多行平移、单、多行上下移、左右拉、上下拉、旋转、缩小、放大、闪烁、开窗、 滚动等多种方式。其他功能标准的

12、网络接口，可与部信息网相联，同时播出网络信息实现网络控制；可与其他标准网络连网，同时播放网络信息，实现网络控制，通过网络上In ternete 网和有线电视网；通过上网，访问制造公司的网址，可以下载显示屏的各类最新控制软件，方便实现软件升级，并可以在网上实时解 答用户使用疑难；第四章 设计方案1 .显示屏特点模块化设计，多种尺寸组合，图文并茂，高清晰度，画面细质，立体层次感强；具有4096级超级灰度控制，显示颜色达 16.7M色，图像清晰逼真；采用静态恒流方式，大功率驱动，充分保证发光亮度；具有亮度调节功能，可在不同亮度环境下获得最佳播放效果，全面采用进口大规模集成电路, 可靠性大大提高；容丰

13、富：可显示文字、图表、图像等视频信息；信息广泛：显示的信息量不受限制；性价比高，显示性能好，像素管可采用多种规格；支持各种计算机标准网络接口，联网方便，可实现远程实时控制。2.应用围全彩色显示屏主要用于显示各种宣传信息，信息含量大，可显示文字、视频、图表、动画、图像等容。可用于：城市广场、行政大楼、会展中心、体育场馆、多功能厅的动态显示和实况播放： 机场、车站、港口、码头等交通信息显示；政府机关、工商税务的政策、政令发布及政务公开等显示容；银行、邮政、电信、医院、电力等行业进行服务容、服务宗旨的宣传及信息显示； 道路交通的信息显示；4.部分技术指标PH6mr表贴全彩(1)像素点参数序号项目参数

14、r i管芯晶元2像数组成PH6红绿蓝表贴三合一(2)屏体技术参数1屏体面积具体见报价方案2平整度任意相邻像素间w 1mrp模块拼接间隙1mm整屏平整度1mm3亮度调节自动/手动无级亮度调节不小于32级r 4驱动方式数字可调整，恒流驱动5视角水平视角：土 60度 垂直上视角：15度，下视角35度6可视距离6米一50米r 7灰度等级4096 级8显示颜色16777216种9信号处理能力10比特r io画面刷新速度电视信号三100Hz计算机信号三120Hzii反丫校正曲线具备三条以上可调节的丫曲线12扫描速度>240HZr i3控制方式与计算机监视器同步(点点对应)14多种输入良好的兼 容性显

15、示系统设有多种信号输入接口，可输入 PAL NTSC SECA 电视制作式信号，并自动识别，可完成 4： 3及16： 9图像的 处理。标准计算机显示接口和支持多种显示分辨率。15专业视频图像处理 技术采用智能视频控制盒技术16屏幕寿命大于10万小时17失控点0.0001 (呈离散分布且不允许有长亮点)18均匀性摸组各基色亮度均匀性w 5%19机械精度模块平整度w 1.0mm拼缝精度w 1.0mm:20工作电压AC380± 15% (三相五线制)50HZ ± 10%21功耗800W/itf( ma>):22连续工作时间>72小时23平均无故障时间>10000

16、小时24工作环境温度-20 C +65°C25工作环境湿度10%- 90%RH26软件接口标准计算机网络接口3）防护措施防潮焊锡采用抗氧化的锡膏，焊接工艺采用波峰焊，线路板具有绿油隔氧层，防止了线路的潮湿、氧化，提高 了使用寿命。另外还采用了船舶工业防腐蚀的技术加以处理。防静电对于户屏，考虑防静电十分必要：一是保证接地良好，接地电阻不大于4欧姆。二是在一般人能够摸到的地方绝缘电阻大于 10兆欧。三是分离强电与弱电的接地。四是采用蔽屏网，防静电。防电磁干扰本系统为隔绝部与外部电磁环境而设计的抗干扰电路，防止了外部环境电磁场引起电磁环境的变化，对屏和屏外的电子设备影响极小，达到GB/T1

17、3926.3-92和GB9254-88的要求；第五章 技术特色1. LED 丫校正技术来自计算机和电视的信号，为了修正CRT显像管的非线性特性（丫特性），对信号进行了丫预校正，如果将这样的信号原封不动地呈现到全彩LED显示屏上，就会造成对比度低，模糊的图像，这是因为LED不具备CRT的丫特性。因此我们采用了在通常丫校正系数从22至2.8连续可调的基础上再加一阶段适合全色LED的丫校正的方法（见下图），根据LED的发光、亮度特性和全彩LED的安置环境，在系统中将校正系数制表，由此可以实现信号的线性化，从而提高图像自身的对比度和清晰度。确保画面层次清晰、色彩鲜艳、对比度好、信 噪比高。一齟的学栓疋

18、我司的¥校E校IE前前信号Y变换LED追h LED的¥变魚2 消除马赛克现象1 ）马赛克现象产生的原因共有以下几条：同一块显示屏选用了不同档次的LED由于各模块之间的平整度不能保证绝对一致，同时由于以往LED的视角较小，因此造成各模块相对于某一观察点的亮度不一致。2）针对上述产生马赛克的原因，我公司采取了以下针对措施：（从根本上消除马赛克现象）我公司严格规定每屏必须选用同一品牌、同一型号、同一档次的 LED提高显示屏的平整度，相令邻模块之间的平整度达到了行业规中的最高水平；同时在该项目上选用了适合室使用的管芯。我公司采取科学的方法，从设计、加工、安装、调试各个环节以严格的工

19、艺措施确保显示屏的 尺寸精度，以保证显示屏有良好的外形观看效果、平整度、平面弧度、垂直度及水平度等。众 所周知，从人眼的特点而言对局部的不平整很容易察觉，而对整体的尺寸误差却很难发现。因 此首先要保证显示屏没有高低及像素间隔的突变。显示模块安装于数控加工的安装槽钢上以保 证刚性及平整度。以上措施可从根本上消除马赛克效应。同时避免了采用单模组亮度控制带来 的后遗症。单模组亮度控制技术，是采用改变各模块之间各基色LED的平均电流从而调节模块的亮度，达到消除马赛克现象。但它的后遗症是：由于模块之间的平均电流不一致，从而造成在使用一段 时间后，各模块之间的亮度衰减不一致，从而产生新的马赛克现象。因而，

20、采用单模组亮度控 制技术来消除马赛克现象实际上是一种治标不治本的措施。而我公司采取的以上措施是治本措 施，可保证显示屏长期不出现马赛克现象。我公司只是运用单模组亮度控制技术进行白平衡调 整。3. 灰度处理技术我公司采用全数字化控制技术，实现了显示屏4096级灰度的实时显示，校正系数连续可调，其技术指标居行业领先水平。画面层次清晰、色彩鲜艳、对比度好、信噪比高。4. 新型的恒流驱动我公司全彩LED显示屏采用先进的第二代恒流驱动集成电路（聚积的5024恒流驱动芯片），并对外围电路进行改善，开发出了一种新型的恒流驱动电路，使其输出电流的误差降到最低，它采用的方法是通过数字 测量各芯片输出电流误差值，

21、经过调整相应芯片部的电流调节寄存器，减小各芯片的误差，使整屏电流趋 向原定的设计值，其电流调节精度为0.15625mA （即20mA的1/128 ）,其技术性能指标达到世界领先水平。5. 可视围设置可视角度为了使光适度的扩散，正面亮度和侧面亮度的比率一定要小，这样才能从显示屏的正面或侧面看到画面。 一般把正面亮度值的 50% （半值角度）定为侧面可视角的极限值。兰。歸半值角度的定义）从以上的计算式可以得出（0.5 ）半值角度越大可视角度就越大。单位cm）的LED在扩散光为了扩大可视角度，一般都把配光特性做成扇形或心形。具有同一光能（光束 时与它的扩散面积（可视角度）成反比，而且亮度会变低。为了

22、确保同样的亮度必须把可视角度扩大2倍，这样就需要 4倍的光能。水平120度，垂直120度的可视角度是室外显示屏系统应具备的条件。红、绿、蓝三基色的色品坐标的选择：红、绿、蓝三基色的色品坐标的选择一般遵循两个原则：红、绿、蓝三基色的色品坐标所构成的色彩围尽可能的大。在第一条的前提下，红、绿、蓝三基色的色品坐标尽可能靠近彩电红、绿、蓝三基色的色品坐 标。画面设计（主要根据可视距离、像素间距以及安装位置来决定）可视距离可视距离是由画面大小、 像素间距及显示容所决定， 根据人眼特性，最短的可视距离即人的眼睛的视角 （上 下方）约为九度左右，从人眼球出发，以 D的距离注视某一点时，映入眼帘的图像的高度为

23、H,其关系式如图：|=|>1 MFI OD6. 视频信号处理功能一个高品质的LED全色显示系统，除了发光部件的正确设计外，其视频信号的处理也是非常重要的，能否 真实、可靠、高质量的还原图像，取决于视频信号的正确处理。目前行业通常采用多媒体卡进行视频播放，而我公司使用了专用视频控制器，其具有如下功能：视频噪声抑制处理12比特AD转换数字视频解码技术帧格式上行及下行变换精确的数字插，可进一步提高显示分辨率 丫校正技术，可提高画面的层次快速运动补偿技术的应用，消除了由帧格式变换所带来的运动图像拉毛现象。另外，我们知道数字电视比起模拟电视，画面质量有了极大的提高，它可消除信号在传输过程中带来的失

24、 真和噪声。该视频控制器比业界通常采用多媒体方式播放视频信号分辨信号分辨率更高，色彩更鲜艳，其技术水准达 国领先水平。逐行视频处理方式大型LED全色显示系统的像素间距远大于家用电视监视器，普通的电视机采用（PAL） 625行扫描线隔行扫描，几乎看不到有不和谐之处，但此种方法直接用于大型LED全色显示系统，画面模糊。图像不清就很明显。因此在我们的全彩 LED显示系统里应用了 HDTV技术，采用了 1/60S满扫描625行线的逐行方式和运动补 偿技术，既保持和 PAL方式的亲和性，又确保了闪烁少的平滑显像，使影像成比例缩放，具有更精细、更 清晰的画面。高对比度为了能够清晰的显示出亮度均一的文字和图

25、像，具有识别周围环境亮度与发光光源点（LED之间的明暗是非常必要的。发光时的亮度（发光亮度）对比度的定义二不发光时的亮度（反射亮度定量表示图像的好坏一般都用对比度作为指标。不发光时的亮度与周围亮度，以及反射光对周围光线亮度形成正比例，而对比度则成反比例。所以要有随 着环境亮度的变化自动调节显示屏显示亮度的功能。亮度均匀性我公司拥有逐点矫正显示屏亮度均匀性的技术，从根本上消除了由于发光管亮度不一致带来的“马赛克” 现象。使显示的画面更清晰、更逼真。亮度自动调节显示屏可根据环境的温度、湿度、电压电流变化等因素自动调节亮度。高清晰度清晰度的高低是由显示画面的像素所决定的，使用的像素量越多，被显示画面

26、的清晰度就越高，如屏幕显 示面积相同，点间距越小所用的像素就会增多，画面的清晰度就越高。本次设计我公司采用间距 6mm勺全彩色显示屏，每平方米像素达27777个，属于高密度室全彩色系统。显示画面细腻、播放容丰富、容量大。色彩真实再现色彩的再现是三种原色（红、绿、蓝）的不同组合而形成，它的围由各个发光元素的色波长、亮度比、亮度以及色彩微调数来决定的。因此这三种原色的色度（色彩的波长）越逼真，色彩的再现性就越好。色彩的再现围由3原色的波长而组成的三角形面积来决定，面积越大越好。色彩再现的精彩程度决定于3原色的灰度级数。现在一般的LED全彩显示系统的3基色采用线性256个灰度级。 高品质LED全彩显

27、示系统的三原色采用非线性 4096个灰度级。目前我公司可实现从线性65536级到非线性4096级灰度的实时校正，并且校正系数可从2.2至2.8连续可调，其技术指标居世界领先水平。确保画面层次清晰、色彩鲜艳、对比度好、信噪比高。清晰的影像再现能否再现清晰的影像和余影时间，与单位时间的画面数有很大关系。余影时间由显示材料的发光特性决定。同放电管及CRT相比LED有很好的发光特性。为了再现清晰流畅影像必须每秒传送60幅以上的画面，画面的切换必须为全画面同时切换，而非扫描方式。6.高性能的控制机制在普通家庭里都浸透着多媒体的今天，作为显示终端的LED全色显示屏必须能够根据各种各样需要提供最适合的载体的

28、功能，以满足网络多媒体的需要。支持PAL、NTSC SECA晞U式的接入，采用统一的视频处理技术，保证所有制式图像显示效果的 最佳性，对RGB言号无级缩放，以满足适合的显示尺寸。支持VGA输入，实现文本、动画显示，有多种显示功能，如：旋转、飘雪、移动、展开缩放、 色彩交替等。支持实时亮度、色度调节，外置亮度传感器手动/自动16级或连续亮度可调及色度的微调。具有65536级灰度显示能力，能实现每色非线性1024级灰度，具有107万色以上的表现能力。支持亮度均一性校正， 采用制表方式实现像素亮度一致性校正，可实现相邻像素间亮度差在10%以。7. DPNR（数码图像减噪）降噪处理电路由于传输媒介带来的噪声和模数转换的量化噪声，极大地影响了显示屏的视频显示效果，必须采取一定的降噪处理措施。我公司用大规模可编程集成电路开发了具有递归和中值滤波功能的LED控制系统，对细节信息少的图像能减少杂信号，对细节信息多的图像，可提高画质，实现自然、逼真的画面， 另外系统还具有数码图像清晰度增强电路，能强化亮度信号的轮廓，大幅度