【LED大屏】LED全彩屏的關鍵技術有哪些？

【LED大屏】LED全彩屏的關鍵技術有哪些？

（1）、關鍵技術

1）多媒體控制技術

多媒體控制技術將模擬Video信號和Audio信號轉換成可以供計算機處理的數字信號，以完成數字化處理。多媒體控制技術通過A/D采集技術將模擬視頻Video信號和模擬視頻VGA信號轉換成數字信號，進行同步運算處理以后，經過疊加后送顯示屏顯示。

屏幕控制機上裝有多媒體卡，可將多種Video視頻源引入到大屏幕之上，如播放電視實況、錄像影碟節目、衛星電視節目、有線電視節目、攝像機節目、播放系統能播放動畫、圖形、文字及其迭加、以及多種特技混合效果。

通過多媒體控制技術，可以對屏幕的亮度、對比度和色飽和度進行調整以保證顯示屏的觀看效果，任意壓縮或切割Video顯示區域以適應顯示屏大小，可以任意調整顯示區域。輸入的視頻信號可以是PAL或NTSC。

2）視頻處理技術

（1）2級非線性校正

為了更加適合LED顯示屏的顯示特性，本制造商采用圖像處理技術對視頻信號進行了控制和處理。

 視頻灰度非線性校正是人眼能舒適地觀看顯示屏的關鍵。無論是在電視機、計算機監視器和其它任何顯示設備中，幾乎都需使用該技術，這是由人眼的視覺特性決定的。

沒有經灰度校正的LED屏，會顯得顯示生硬、層次感差，看起來很不舒服，長時間觀看甚至會對人眼造成傷害；只有經灰度校正后的LED顯示屏才會顯得紋理清晰，亮度柔和，灰度級過渡平緩。

另外，由于LED本身的發光特性和電視機、計算機監視器（CRT）的發光特性不一樣，簡單地將在CRT上應用的非線性γ校正算法和反γ校正算法直接應用到LED顯示屏上是十分不科學的，會嚴重影響LED顯示屏的圖像質量，使觀看效果更差。

從常識可知，當電視在陽光充足的環境中的觀看效果沒有在無陽光的環境中觀看舒適，這是由于在環境不同時，簡單的灰度校正是無法滿足人眼需求的，同樣LED顯示屏更是如此，由于用戶不可能隨便的移動該設備，因此必須使LED顯示屏在各種環境下均能舒適地觀看。在各種環境下的正常顯示體現一個公司較高的設計水平。

（2）色座標空間變換

從色度圖上能看到，視頻源的色空間三角形與LED發光二極管的色空間三角形是不同的。好在LED的色空間大于并包含了視頻源的色空間，但問題是如果不對視頻源輸出的紅綠藍色坐標信號進行適當的調整（色坐標空間變換）LED顯示屏上反映出的色彩便不是視頻源色彩的真實對應，原本應發白色光時有可能會發粉紅色或發生其它色偏現象。為克服以上問題，制造商在技術上運用高速圖像處理芯片實現了色空間變換技術將視頻源色空間上的每一點與LED色空間上的每一點一一對應起來，從而使畫面色彩更貼近真實。

（3）色溫處理

我公司首先完成了從3500k至8500k的色溫調節，配合不同的環境，不同的節目，均可使顯示屏呈現最佳的效果。針對用戶的各種需求，可以很容易地做到無論是國際光度協會規定的6500k的D65白色，還是國際光度協會規定的5500k的E光源白色真實再現。

（4）色彩真實再現

人眼有著奇怪的習慣，當屏幕再現綠色草地時，即使色度有較大偏差，也不會察覺。然而當皮膚色有一點點的變化，也會被立刻捕捉到差異。因此，我們用FLESH  ADJUST技術對人眼最敏感的皮膚色進行了進一步的調整，確保將色彩偏差帶給人眼的刺激降到最低。

（5）邊緣增強

采用圖像增強技術，使得顯示效果更加清晰、逼真，立體感更強烈，色彩更艷麗。

（6）降噪

LED顯示屏是高亮度顯示系統，對顯示圖像進行降噪處理能保證圖像更加干凈和平滑。

（7）對比度處理

對比度是人工重顯圖像的一個非常關鍵的技術指標，如果對比度達不到要求，圖像重現的層次感和顏色感無從談起。屏幕圖像對比度至少要保證不小于100，才能獲得較為滿意的視覺效果。為了獲得較高的對比度，制造商采取了下面兩種方法，使對比度達到了150：1

提高顯示屏亮度，這也是提高對比度最主要的方法降低屏幕表面的光反射系數。對于屏幕表面光反射系數的控制，制造商采用烏光黑色材料和黑色膠水封裝像素，并且采用烏光黑色模組。屏幕表面雕刻特殊紋理，使入射光全部被吸收。

（8）亮度調節

為了保證在白天和夜晚等不同光照度情況下的觀看效果及節約電費，制造商設計顯示屏具有亮度調節功能，PLC系統采集當前環境照度值，并反饋到計算機網絡，顯示系統可以根據不同的環境光照度自動地進行無級亮度調節，并且具有手動方式調節功能。

（9）白平衡控制

保證屏幕白平衡的主要方法是采用發光效率比較高、穩定性比較好的LED發光管。設計中制造商采用色還原度比較好的純色發光二極管：日本豐田公司紅、綠、藍LED發光二極管產品。另外，通過PLC控制系統可以對顯示屏體的溫度進行監控。當顯示屏體內的溫度超過一定范圍，以至LED發光管的發光波長產生偏移，影響到顯示屏白平衡時，PLC控制系統采取措施，例如開啟空調和排風扇、適當降低顯示屏亮度等，保證顯示屏體溫度在一個合理的范圍內，不影響顯示屏的白平衡，有效保證顯示屏的壽命。

（10）幀同步

顯示屏圖像采用完全的幀同步技術，使圖像更加穩定。通過對輸入的每一幀圖像所采用的LOCKEVENT技術，確保了同步的真實性，并且對屏幕上所有像素均衡的幀驅動才使得LED顯示屏10萬小時的壽命有真正的意義。因為如果采用早期的像素分解，即使可獲得一種視覺上的高分辨率，但由于LED驅動的不均衡，除了一段時間后由于LED衰減不同所帶來的屏幕色彩不勻外，更大的問題是將直接影響屏幕壽命。

（11）運動補償

視頻圖像信號由于信息量大，在顯示的物體處于快速運動過程中，往往會有圖像變模糊，拖尾和橫條等現象。這種現象一方面會影響觀看效果，另一方面會影響攝像效果。為此，制造商在LED顯示屏視頻采集后端專門添加了運動補償電路。無論是顯示激動人心的體育競技場面，還是顯示美麗寧靜的田園風光，畫面都將是清晰穩定的。

（12）靜態網格

在對視頻圖像處理上，我們使用了運動補償技術以確保消除高速圖像時所產生的拉毛、鋸齒邊現象。而靜態網絡技術更使得靜態圖像被網絡準確捕獲，更穩定地輸出。這兩項技術的采用使輸出圖像在專業級的概念上超過了電視顯示的效果。

（13）逐行掃描補償技術

由于現在的電視信號多為隔行掃描，普通畫面的單數行和雙數行內容并非完全一致，畫面中常有橫向紋理。運用實時DSP數字信息處理和逐行掃描補償技術，能在輸入普通電視信號時，達到近似逐行掃描的顯示效果，尤其在LED顯示屏上，由于像素間距大，顯示面積大，這種改善非常明顯。

（14）高速掃描

由于采用分布式控制，使系統的高速掃描成為可能。在我們最大限度的提高掃描頻率的情況下，使我們的顯示屏不僅僅是人眼，即使是專業的攝像機亦無法捕捉到幀閃爍，并且可根據用戶要求采用逐點檢測技術，以實現對顯示屏狀態的完全監控。

3）超大規模集成電路技術

實現視頻顯示的傳統方法是采用離散的、小規模的集成電路技術。當系統要求的性能有了大規模地提高時（如從16級灰度提高至256級灰度），系統所使用的離散器件和小規模集成電路的數量將大幅度增加，整個系統的和可維護性將很難保證。另外，為保證顯示效果需采取的非線性灰度校正措施，隨著數據運算量的增加，也不得不采取更復雜的、更繁多的小規模離散器件，這也將使系統的可靠性和可維護性更加難以保證。

為解決上述問題，提高顯示效果，降低設計難度，保證系統的可靠性和可維護性，我公司采用超大規模集成電路的設計工作。該電路采用國際上先進的集成電路設計工藝和生產工藝。這一成果極大地提高了系統的性能。

超大規模集成電路技術和超大規?？删幊碳呻娐返氖褂脴O大地提高了系統的顯示性能，簡化了系統的設計難度，提高了系統的穩定性和可靠性。

256級灰度高度集成化視頻顯示屏顯示控制芯片采用集中控制的設計電路，運用ASIC設計的方法完成，極大地提高了LED顯示屏控制部分的準確性、穩定性、從而提高LED顯示屏質量，最大限度的滿足LED顯示屏是半永久性電子產品這一要求。

控制芯片可提供每個像素點已進行灰度校正的256級灰度，極大的提高了可視的色灰度級別?；叶刃Ｕ蟮?56級灰度的LED顯示屏亮度、色彩過渡平滑有了很大的改進。

高度集成型控制芯片使屏內LED顯示塊采用串行的數據連接方式，有效降低信號的衰減，確保LED顯示屏準確的接收、傳送，并完成全視頻動態顯示。

控制芯片利用高集成度，使LED顯示屏的電路得到極大的簡化，電路極其簡單，徹底改變以往LED顯示屏龐大復雜的電路設計，并且增加了可任意拼接、可帶電插拔等多種使用功能。這樣，生產、安裝、維修、升級都變得方便易行。

獨特性的設計方案簡化了LED顯示屏的驅動系統，使數據運行流暢，也減少了個別元器件意外損壞的可能及通用元器件過多給顯示造成的誤差，提高了顯示屏的整體質量，最大幅度的降低了故障率。

模塊化設計與串聯的連接方式極大的減小了信號的衰減，使大規模長距離顯示成為可能，從而保證信號可能傳輸1024點×768點，即全屏顯示。

在進行系統邏輯電路設計時制造商采用超大規?？删幊碳呻娐稦PGA，替代以往系統中大量的中小規模的可編程集成電路GAL和EPLD。超大規?？删幊碳呻娐芬幠？蛇_一萬門至二萬門，極大提高了系統的穩定性和可維護性。

采用超大規模集成電路和超大規?？删幊碳呻娐芳夹g，使顯示系統達到真正的256級灰度、非線性灰度校正功能。

4）恒流源技術

恒流源：顧名思義是一種恒定電流輸出的驅動器件，它的交流等效電阻很大，直流壓降卻不大，其等效的數字模型是VCCS（電壓控制的電流源），工作于開關狀態，其電流輸出一旦通過調節電阻設定后，僅受控于輸入的邏輯狀態0或者1，輸入信號有效時，其輸出電流保持為某個給定時間常數的函數，不會因它所聯接的外電路不同而變化，輸入信號無效時，其輸出電流關斷。

LED是一種電流驅動的雙端口器件，其發光特性僅與流過的電流大小相對應，普通的驅動器件不具備恒流特性，其輸出電流亦會隨輸入電壓變化。而我們知道，TTL電路的電壓是一閥值，一點微小的變化雖不影響邏輯狀態，但會影響到輸出電流的大小，而直接反映到LED的發光，解決這一問題的唯一途徑即是采用如上所提到的恒流源。

另外，恒流源驅動器件的選用，保證了輸出電流的大小恒定，也就可以去掉變通驅動器件必須要有的串聯限流電阻，大大降低了消耗在電阻上的功率，降低了系統的發熱，恒流源驅動器件的輸出電流可以通過調節電阻很方便的調校，這樣對于系統最終的白平衡定位提供了最大程度上的方便。

本制造商生產的LED顯示屏采用恒流源驅動集成電路，對顯示發光單元LED（發光二極管）進行直接驅動，從而保證了每一個發光二極管的發光顯示效果的一致性。顯示屏顯示的畫面圖像效果亮度均勻，過渡平滑，紋理細膩，真實動人。如果電路中不采用恒流源驅技術，由于每個發光二極管的顯示效果不一致，有的偏亮、有的偏暗，圖像畫面上將會存在少數零星分布的亮點和暗點，圖像畫面粗糙，過渡生硬。

恒流源驅動電路是采用多路恒流源集成芯片驅動發光二極管，使通過二極管的電流恒定一致。

非恒流源電路采用電阻PNP三極管驅動發光二極管發光，由于電阻阻值的不致，PNP三極管的飽和特性不一致，發光二極管的發光亮度互相之間存在細微的差別。

本制造商對于本項目采用的恒流源驅動芯片，基本特性如下：

90mA恒流輸出

8路恒流驅動

最大15V驅動電壓

SOP20腳封裝

低功耗CMOS鎖存邏輯。

LED單點恒流偏差小于4%。

并行信息高速輸入，顯示速率和灰度級比東芝同類芯片TB62705高8倍。

聲明：本文只做技術研究討論，請勿用于非法目的，如果惡意使用造成任何法律責任本站概不負責！