P1.9室内小间距LED设计方案.docx

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1、P1.9小间距LED显示系统设计方案西安灵境科技有限公司2015年4月1日目 录第一部分 总则2第1章 项目概述21.1 系统简介2第2章 设计原则及依据31.2 设计原则31.3 设计依据4第一部分 技术说明5第1章 LED大屏系统51.1 显示屏尺寸及组成51.2系统组成61.3 控制系统连接简单示意图61.4 功能特点71.5 显示屏体材料选择301.6 显示屏性能技术参数331.7 显示屏总体需求分析341.8 箱体介绍361.9 设备配备39第一部分 总则第1章 项目概述1.1 系统简介LED显示屏（LED display）：一种平板显示器，由一个个小的LED模块面板组成。LED ，

2、发光二极管（light emitting diode缩写）。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，铟镓氮二极管发蓝光。LED显示屏一般用来显示文字、图像、视频、录像信号等各种信息。UTV小间距LED显示屏具有高刷新、高灰阶、高亮度利用率、无残影、低功耗、低EMI的特点，室内应用不反光，且显示屏对比度高达5000:1；其轻便超薄、精度高，占用

3、运输及使用空间小、静音且高效散热。比一般显示屏有着更宽的色域空间和更快响应速度、可实现任意大小尺寸无缝拼接、模块化维护。其播放的整个画面色彩均匀，高清逼真，没有普通显示屏常见的汗斑、亮线等不正常显示，画面切换柔和不闪烁，画质非常细腻，直逼电视机的播放效果。除了在低亮高灰技术领域的突破，该系列显示屏拥有3200Hz的刷新频率，这个数字不仅超过了DLP和LCD显示屏的刷新屏率，（后两者的刷新屏率只有大约120Hz），对比度5000:1在黑屏状态下可呈现出绝佳的黑度。此项目大屏幕所在房间宽度约15米，高度约3.2米，大屏幕显示系统安装在电视墙正中间，高度2.4米、宽度约10.08米，具体分割如下图，

4、大屏幕显示系统的四周围结合大厅整体装修风格进行装修与大厅融为一体，大屏幕下方距地1米,屏幕两侧留2个门通往设备间，电视墙装修用吸音板进行装修。大屏幕显示系统采用UTV1.9小间距LED显示屏。指挥中心另外设计一套手拉手会议系统及音箱扩声系统以满足指挥调度及会议需求。第2章 设计原则及依据1.2 设计原则我公司以用户至上为原则，在符合国家规范的前提下，最大限度地满足用户的需求。以下是我公司为业主利益着想，本着技术先进、高效便利、投资合理的精神在系统设计中所坚持的八条原则。 (1)可行性和适应性。系统要保证技术上的可行性和良好的性价比，并满足今后发展的需要。(2)实用性和经济性。系统建设应始终贯彻

5、面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。(3)先进性和成熟性。系统设计既要采用先进的设计和理念，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。采用成熟的主流技术，不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，并能顺利地过度到下一代技术，能满足用户在现在和未来10至15年内对通信线路的要求；关键设备应选用国内主流的先进产品。(4)开放性和标准性。为满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，要求系统具有开放性和标准性。(5)可靠性和稳定性：在考虑技术先进和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统

6、运行的可靠性和稳定性。(6)安全性和保密性：在系统的设计中，既要考虑信息资源的充分共享，还要考虑信息的保护和隔离。(7)兼容性和易维护性：为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简单的方法、最低的投资、实现系统的兼容和维护。（8）进行整体设计，按照高性能、高性价比、适度超前、留有余量，分期实施。1.3 设计依据 业主方提供的图纸及相关资料 综合布线系统工程设计规范（GB50311-2007） 综合布线系统工程验收规范（GB50312-2007） IEEE局域网标准(IEEE802.x) Internet工业标准传输控制/网络互联协议栈(TCP/IP) 电子计算机场地通用规范（GB/T2887-

7、2000） 电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-90，92 LED 显示屏通用规范SJTll141-2003 LED 显示屏测试方法SJT11281-2003 电力子操作工作站机房设计规范 GB50174-93 国际串列通讯标准 EIARS-232-C 工业操作工作站系统安装环境条件 ZBN18-001 建筑物防雷设计规范 GB50057-94 电脑资讯系统防雷保安器 GB173-1998 建筑设计防火规范 GBJ16-87 建筑安装工程质量控制与检验评定手册GBJ301-88 工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-88 蓝皮书K11 建议“过电压和过电流防护的原则”CCITT

8、电磁兼容标准EN5022 发光二极管固体显示器总规范 GJB2146-1994 电子测量仪器振动试验 GB6587.4-86 电子测量仪器运输试验 GB6587.6-86 电子测量仪器质量检验规则 GB6593-86 电子测量仪器可靠性试验 GB11463-89 电子测量仪器包装、标志、贮存要求 SJ/T10463-93 电光源的安全要求 GB7248-1987 LED检测标准 计算机通讯技术条件GB9813-88 信息技术设备的安全GB4943-95第二部分 技术说明第1章 LED大屏系统1.1 显示屏尺寸及组成 显示屏尺寸：（480mm*12）X（480mm*3）=5760mmX1440m

9、m分辨率：3024*7561.2系统组成 UTV1.9显示屏体 通讯系统 控制电脑 视频处理器1.3 控制系统连接简单示意图1.4 功能特点1.4.1 系统显示功能LED显示屏是近年来应用十分广泛的高科技显示设备，具有清晰度高、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。采用了半导体材料和高科技工艺手段，LED的性能在颜色、亮度、可靠性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为户外显示技术和产品的首选。屏体灰度等级为256级以上，与计算机显示器逐点对应，可显示各种公告信息、图文动画, 可直接播放电视、录像，摄像机、各种影碟机等设备的视频图像：1.4.1.1

10、 视频播放功能通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能： 支持VGA显示，显示各种计算机信息、图形、支持各种输入方式； 实时显示真彩色视频图像，可即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）等视频信号； 可实时转播广播电视、卫星电视及有线电视的视频即时播放； 支持PLL、NTSC等各种制式，DVI、SDI、HDSDI、S-VIDEO、COMPOSITE、VIDEO、 YUV、RGB、TV、HDTV、CATV等各种视频信号 具有电视画面上叠加文字信息

11、，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放（需另外配置非线性编辑设备） 具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能。 有图文锁定功能，需要修改图文时，可先锁定，屏上无修改操作痕迹。 可以满足现场转播的使用要求，播放现场摄像机的摄像信号，预留2路以上摄像机输入接口； 可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，8路视频源可通过音视频矩阵同时监控与切换，并可对视频画面进行缩小或放大操作。 可播放广告信息（文字、视频广告、FLASH及电脑播放的图片、视频信号）。1.4.1.2 播放计算机信息功能 显示各种计算机信息、图形、图像及二、三维计算机动画并叠加文字; 可播放不同格式的图形、

12、图像文件。如：BMP、TGA、TEXT、GIF等; 可播放多种文字的各种字体、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、旋转、缩放、闪烁等十余种显示功能，可以输入西班牙文、法文、德文、希腊文、日文及韩文等不同的国家文字; 能播放用ANIMATORPRO、3DStudio等软件制作的二、三维动画，并支持用压缩卡采集的AVI信号，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 播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息 有多种播出方式，如单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、

13、旋转、无极缩放等 主要时事新闻的编辑与播放，并有多种字体供选择 重要通告广告信息的即时发布1.4.2 显示模式LED大屏幕显示系统可以完成各种显示模式，用以显示用户的各种输入信号。具体模式可根据用户需要进行制定。1.4.2.1 全屏显示，高分辨率应用全屏在高性能图形处理器系统的驱动下形成一个超高分辨率的统一显示平台，既可以整屏显示超高分辨率的大型完整的网络图形，也可以在兄弟单位和上级领导来参观学习时方便快捷的实现显示标语、欢迎词或高分辨率的演示图片。全屏分辨率为：52921260全屏显示模式全墙高分辨图片显示模式1.4.2.2 功能分区显示模式整个显示系统可以根据系统分工，划分相应的显示区域，

14、各分区独立控制。各系统图像只在本系统的显示分区内进行任意缩放和漫游显示，从而保证各系统之间工作的独立性。系统管理员具有全屏及所有用户的控制权限，需要时系统管理员可进行跨区域显示或全屏显示，所有功能均能够方便快捷的实现。功能分区显示模式1.4.2.3 视频信号显示支持全制式视频输入信号，视频监控信息、摄像机、录像机、大小影碟机、彩色实物投影仪等各类视频信号源均可接入处理器，信号经处理后以窗口的形式在投影显示墙上任意位置任意移动、无级缩放、跨屏或者重叠等。其中直通方式可输入复合视频信号或者S-Video信号或者HDTV等信号进行处理显示。视频信号显示1.4.2.4 计算机信号显示独立的计算机信号可

15、以通过图形处理器或者视频处理器采集处理后以窗口的形式在LED屏上快速显示；并且显示窗口可以任意缩放、移动、叠加或全屏显示等。计算机信号显示1.4.2.5 网络信号的显示本系统中采用了网络抓屏技术，使多个网络信号可以实时在大屏上显示。LED显示系统支持用户网上工作站运行最高分辨率为48001344的高分辨率显示应用。用户的各种高分辨率大面积应用程序或者图像，可以快速清晰的在大屏幕上显示。网络信号显示1.4.2.6、各类信号混合显示视频信号、计算机信号、网络计算机信号均可同时在显示屏上以各自方式显示，互不干扰。或者把显示屏根据应用系统的需要，进行分区域显示，并分区域控制。用户可以根据需要，把各种信

16、号的显示和位置存储为模式，在用户需要的时候直接切换，即可即时按照模式定义显示窗口，或者进而定义预案，按照需要自动调用或者切换各种显示模式，实现对显示系统的自动化管理。混合信号显示以上几种显示模式图只是具体应用中的几种类型，在实际使用中可以根据用户的需求设计相应的显示模式。1.4.3 产品特点1.4.3.1 电路板设计及防护措施元器件降容20%以上；开关电源冗余量30%以上；接口电路允许元器件参数电源电压5%，电路仍能可靠工作；器件动态特性具有较大冗余，确保系统在元器件特性变化时仍能可靠运行。容错：通讯协议有各种容错：通讯数据不停的刷新，任何偶然错误都可以迅速纠正；软件采用各种容错措施；数据保存

17、采用各种容错措施；程序误操作，实时提示；利用合理性判断，剔除不合法数据。硬件支持热插拔。电磁兼容性：电源电路采用标准电脑电源及屏蔽措施，电源噪声滤波器开关电源直流稳压电源标准程式；电源、电路的良好电磁屏蔽；大电流信号地、小电流信号地、结构安全地和电源地分开走线的四线制以及尽可能分开模拟地和逻辑地；印制板设计规范，包括元器件排列、走线、滤波等方面的严格规定，用示波器测量每块印制板地线上的噪声干扰，峰值不超过+50mv；板内、板间、机箱间的接口电路具有抗干扰设计；系统现场布线、信号线与交流电源线（动力线）严格分开；良好的地线系统；为了提高系统可靠性，电源采取了降额使用的措施，预留充分余量；对外接口

18、采用平衡电流驱动。模组设计 为了保证LED屏长期演播使用，我们还做了防尘、防静电、防酸碱腐蚀、等处理。防尘：电路板全部加装灯管及零配件之后，整板喷上一层三防漆。防静电：系统具有良好的接地保护，严格区分确保强电、弱电系统不共地。接地电阻不大于4欧姆。同时设有静电防护网，防止静电对屏体的损害。在一般人能够摸到的地方绝缘电阻大于10兆欧；防酸碱腐蚀：电路板具有绿油隔氧层，防止了线路的氧化，也防止酸碱腐蚀，提高了使用寿命。 模组背面采用铝板底件，便于高密度LED显示屏散热，保证LED大屏显示的稳定性。模组反面实物图片可热拔插带电更换显示屏模组本产品可热拔插带电更换显示屏模组，操作实景照片。工作噪音本项

19、目采用高亮度LED灯管，大大降低了电流，从而减小了屏体工作温升。因此本产品在保证运行可靠性的前提下，使用电源无风扇设计，并采取PFC静音电源，并保证其良好的散热效果。1.4.3.2 亮度色温调节为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，我公司设计显示屏具有亮度调节功能，PLC系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。我公司还可以完成从3000k至9500k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的

20、D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。1.4.3.3 单点亮度校正箱体采用智能化设计，每个箱体出厂前经过单点亮度校正，并记录亮度值和颜色值等。采用单点亮度校正技术，即通过调整流入每个LED的电流来控制像素亮度，最终实现整屏一致的亮度。通过模块调校软件，对单个模块的亮度信息和颜色信息进行整体调校，通过现场人员眼睛的观看，确定调校效果，记录调校数据到显示模块上和公司数据库，实现快速简单维护。每个LED显示屏由很多个显示单元以及成千上万颗LED灯构成，三种颜色LED灯组合成为一个像素.由于LED的离散性,同一种颜色每颗LED的亮度都不同，导致其每个像素的亮度有很大的差异。

21、在同档同批筛选后的产品中，最亮和最暗LED之间的亮度差有时甚至能高达10%15%。不进行修正将影响到整屏亮度一致性。为弥补这种差异满足屏幕的观看效果，必须采用单点亮度校正技术，即通过调整流入每个LED的电流来控制像素亮度。最终实现整屏一致的亮度。单点校正工作是从显示单元组装完成后开始的，通过光感照相设备测量每颗LED的亮度，指定整个系统中亮度值最暗的像素为基本LED点，其他所有像素均与其进行对比，改变输入电流实现改变亮度，同时达到整屏亮度一致目的。如下图： 图为单点亮度校正前 图为单点亮度校正后 其中x轴为LED，y轴为以mcd表示的LED亮度和以mA表示的LED驱动电流值。在未进行点校正前，

22、所测得的面板中每个LED之间的亮度差可高达8%。这样大的亮度差在高端显示器中是无法接受的。通过调整恒流驱动电路输出的电流值，对每颗LED灯的电流进行调整，得到接近一致的亮度，LED灯的亮度误差缩小2%，实现单点亮度校正。图为单点亮度校正后1.4.3.4 颜色校正本项目控制系统专为高端LED显示屏设计，可稳定控制超大型显示屏，不黑屏、不抖动、不抽帧； 支持现场逐点亮度色度校正（无需特殊驱动芯片），保证显示屏的图像显示品质； 可实时监视控制系统每一个环节的故障（包括控制器、分配器、扫描板）凭借像素颜色调节技术，很容易的消去了像素与像素之间的，箱体与箱体之间的微小亮度差异和颜色差异，保证无马赛克现象

23、出现。4阶颜色校正技术的巧妙运用，进一步弥补了LED三基色显示色度与自然界真正颜色视觉感应的误差，实现真正意义的图像还原。每一个点的亮度,颜色均可独立调节,并且可根据相邻发光点的辅助调节增强该点的效果,每一个模组的亮度,颜色都可调节,确保整屏的亮度均匀性和色彩一致性。如下图所示，进行颜色校正将按照色度图所示区域进行像素管单点颜色调节，当像素管颜色红色和蓝色色度不够时，可相应进行调整，达到色度图所规定的范围。如图所示：通过颜色校正达到白平衡实际效果：画面纯正、清晰干净。1.4.3.5 抗电磁干扰 抗外界电磁干扰脉宽调制法（PWM）进行灰度与亮度的调节，避免峰值电流法调节法抗干扰能力差的弱点。控制

24、器与显示屏之间均采用平衡传输/差分接受，极大的提高接受信号的共模抑制比。对所有的模拟信号部分均施行屏蔽措施，提高系统的稳定性。所有的模拟信号均采用基带传输，与各类无线电波在频段上错开，避免干扰。减小对外界的电磁干扰采用脉宽调制法，而不采用调频法进行灰度与亮度的调节，以降低整个系统的工作频率。在PCB设计中采用等电流逆环交错法，使电磁波相互抵消。所有的信号均采用有线传输而非无线传输。所有的模拟和数字信号的频率均与我国的各类无线电信号在频段上错开。避免相互干扰。灰度处理专用灰度控制芯片除了完成显示数据的分配任务之外，其特性是将接收的8位（8 bit）显示数据转换成4096位（14 bit）的输出脉

25、冲，使显示屏在实现8192级灰度控制的基础上，保证非线性256级视觉灰度的实现，达到全真彩色的视觉效果，能在根本上解决了数字显示系统由于数据传输量过大造成的系统复杂。、简单性 由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现，使系统变得非常简单。、易维护性 与简单性直接相关的是系统的易维护性，由于免去了复杂的控制部分，系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作，这既降低了总体维护成本、又提高了用户满意度。、高可靠性 系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性，这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性。、高性价比 系统以最可靠的性能实现屏幕基色4096级灰度的

26、控制，图象显示逼真、自然，实现同等显示控制效果的FPGA系统。、单元化、结构化设计 与目前行业的发展方向相一致，大型显示屏系统在屏体结构上采用单元化设计，系统连线直观简便，不但保证了显示屏体的大小可以根据需要拼接调整，而且使系统的安装、调试与维护变得极为简便，从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率。、工业化可靠性设计 系统采用单元化设计，取代了传统设计中大量的分离器件，使系统的可靠性与稳定性大幅度提高。、全套方案组成 系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据分配及软件管理工具等，使LED显示屏的建设变为简单标准化。该技术在实际应用过程不断得到发展与完善，已经成为一套最为成熟、稳定、便于实施

27、的系统方案。、等同CRT的显示效果 LED显示屏最为核心的性能指标是对每一基色（红、绿、兰）所实现的灰度即亮度等级，目前国际的显示标准是要求每一基色达到视觉的256级灰度。专用灰度控制芯片内置的处理逻辑可以输出达到4096级的灰度，并从中选取与CRT显示器相拟合的256级灰度输出，使整体图像效果更加清晰逼真，富有感染力。、高解析度和高刷新频率 除了灰度等级之外，显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率。由于LED显示屏本身的特点和要求，传统的解决方案往往要以丧失其中的一项或两项标准作为另一项指标提高的代价。由于芯片每个管脚的每秒数据输出量达到1兆，远远超过了传统方案的数据输出能力，从而使该

28、问题在根本上得到解决。本全彩系统可以在同时支持1024768的屏幕解析度和高达1500Hz的屏幕刷新频率，远远超过了传统解决方案的性能指标，使显示画面稳定、无闪烁、无拖尾。独特的灰度处理技术洲明14 Bit 4096级别灰度处理技术 普通的8 Bit 256级别灰度处理技术对比度对比度是人工重现图像的一个非常关键的指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起，根据屏体安装施工现场环境的要求，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有二种方法可以选择: 提高LED亮度，这也是提高对比度的主要方法。降低屏幕表面的光反射系数,对于表面光

29、反射系数的控制我们采用乌光材料亚光底板低压配电采用集散控制系统 利用工业PLC控制技术和数据通讯技术，可使电力的开关与控制实现集中指挥，分散局部控制。采用这种控制方式操作员可在网络工作站上向屏幕系统下达开关指令信号，控制屏幕电源的开关。如果供电系统发生故障，各状态信号也能返送回网络系统，操作员通过网络可监视电路工作情况。软件工程和软件升级与其它网络接口，从中提取显示数据；完成各种数据的加工和处理；产生各种显示效果，如:左右移动、闪烁、放大、缩小、上下滚动等；提供人工操作界面；提供显示信息的编辑、排版、剪接等工具；提供节目的编排、节目单等打印等功能；数据维护；电力、火警监控；软件使用符合中文Wi

30、nNT、Win2000、WinXP、Win7、Win8正版软件风格，在一定时期内我们派专人进行软件升级和支持服务。多媒体控制技术多媒体控制技术将模拟Video信号和Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。多媒体控制技术通过A/D采集技术将模拟视频Video信号和模拟视频VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。屏幕控制机上装有多媒体卡，可将多种Video视频源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。通过多媒体控制技术，可以对屏幕的

31、亮度、对比度和色饱和度进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。输入的视频信号可以是PAL或NTSC。 色温处理视频处理技术 、二级非线性校正为了更加适合LED显示屏的显示特性，本制造商采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。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，会显得显示生硬、层次感差，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，

32、灰度级过渡平缓。 另外，由于LED本身的发光特性和电视机、计算机监视器（LCD）的发光特性不一样，简单地将在CRT上应用的非线性校正算法和反校正算法直接应用到LED显示屏上是十分不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效果更差。 从常识可知，当电视在阳光充足的环境中的观看效果没有在无阳光的环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单的灰度校正是无法满足人眼需求的，同样LED显示屏更是如此，由于用户不可能随便的移动该设备，因此必须使LED显示屏在各种环境下均能舒适地观看。在各种环境下的正常显示体现一个公司较高的设计水平。 为了保证显示效果，对显示图像进行了两级灰度非线性校正 第一级灰度非

33、线性校正： 由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：人眼的主观亮度与光强为非线性关系。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；有背景光时，对比灵敏度与光强的线性关系范围大大减小：为了保证显示效果，制造商和国内、国外的著名公司如日本富士通、日本TI公司等进行了广泛的技术合作和交流，通过大量实验，克服了别的公司的同类产品的缺陷，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Pro型超大规模集成电路中得以实现。 超大规模集成电路Pro型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

34、示效果，如白天、夜晚、阴雨天等，制造商设计并实现了第二级非线性校正技术，其中每基色各有16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。、色座标空间变换从色度图上能看到，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，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。为克服以上问题，制造商在技术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

35、一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。我公司首先完成了从3200k至9300k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。、色彩真实再现人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。因此，我们用FLESH ADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。、边缘增强采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立

36、体感更强烈，色彩更艳丽。、降噪LED显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干净和平滑。、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，图像重现的层次感和颜色感无从谈起。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，制造商采取了下面两种方法，使对比度达到了2000：1、亮度调节为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，制造商设计显示屏具有亮度调节功能，PLC系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。、

37、白平衡控制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。设计中制造商采用色还原度比较好的纯色发光二极管：当显示屏体内的温度超过一定范围，以至LED发光管的发光波长产生偏移，影响到显示屏白平衡时，控制系统采取措施，例如开启排风扇或空调、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。、帧同步显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。通过对输入的每一帧图像所采用的LOCKEVENT技术，确保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得LED显示屏10万小时的寿命有真正的意义。因为如果采用早期的像素分解

38、，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于LED驱动的不均衡，除了一段时间后由于LED衰减不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问题是将直接影响屏幕寿命。、运动补偿视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。这种现象一方面会影响观看效果，另一方面会影响摄像效果。为此，制造商在LED显示屏视频采集后端专门添加了运动补偿电路。无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将是清晰稳定的。、静态网格 在对视频图像处理上，我们使用了运动补偿技术以确保消除高速图像时所产生的拉毛、锯齿边现象。而静态网络技术更使得静态图像被网络准确捕获，更

39、稳定地输出。这两项技术的采用使输出图像在专业级的概念上超过了电视显示的效果。、高速扫描由于采用分布式控制，使系统的高速扫描成为可能。在我们最大限度的提高扫描频率的情况下，使我们的显示屏不仅仅是人眼，即使是专业的摄像机亦无法捕捉到帧闪烁，并且可根据用户要求采用逐点检测技术，以实现对显示屏状态的完全监控。 、超大规模集成电路技术 实现视频显示的传统方法是采用离散的、小规模的集成电路技术。当系统要求的性能有了大规模地提高时，系统所使用的离散器件和小规模集成电路的数量将大幅度增加，整个系统的和可维护性将很难保证。另外，为保证显示效果需采取的非线性灰度校正措施，随着数据运算量的增加，也不得不采取更复杂的

40、、更繁多的小规模离散器件，这也将使系统的可靠性和可维护性更加难以保证。 为解决上述问题，提高显示效果，降低设计难度，保证系统的可靠性和可维护性，我公司采用的芯片有以下优势：可实现20K级显示灰度；当以4096级灰度显示，并进行无级调节亮度时，灰度无损失；可任意设置各种校正曲线。 超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用极大地提高了系统的显示性能，简化了系统的设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。 4096级灰度高度集成化视频显示屏显示控制芯片采用集中控制的设计电路，运用ASIC设计的方法完成，极大地提高了LED显示屏控制部分的准确性、稳定性、从而提高LED显示屏质量，最大限度的满足L

41、ED显示屏是半永久性电子产品这一要求。 控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的4096级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。灰度校正后的4096级灰度的LED显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。 高度集成型控制芯片使屏内LED显示块采用串行的数据连接方式，有效降低信号的衰减，确保LED显示屏准确的接收、传送，并完成全视频动态显示。 控制芯片利用高集成度，使LED显示屏的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往LED显示屏庞大复杂的电路设计，并且增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。这样，生产、安装、维修、升级都变得方便易行。 独特性的设计方案简化了LED显示屏的驱动系统，使数

42、据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。 模块化设计与串联的连接方式极大的减小了信号的衰减，使大规模长距离显示成为可能。 在进行系统逻辑电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路FPGA，替代以往系统中大量的中小规模的可编程集成电路GAL和EPLD。超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。 采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真正的4096级灰度、非线性灰度校正功能。、防护设计a、屏体的散热系统重视元器件的选择，如电源、驱动IC，都选用可在较

43、高温度范围下正常工作；驱动控制电路采用静态电流驱动IC；采用先进的PWM脉宽调节技术，有效的提高了屏体的发光效率，降低屏体功耗；采用大量的低功耗集成电路作为驱动电路的主体，不但有效地降低了IC的工作温度，而且降低了系统的总功耗。“安全省电”成为显示屏的一大特点；屏体直流电源的散热风扇直接吹向屏体，降低发光元件和驱动IC的工作温度；屏体后部结构设计为符合热对流特性的通风通道式，保证屏体后部空气循环畅通，加强屏体的散热能力；采用热辐射度较好的装饰结构材料，加强屏体自身散热能力；设立温度监控系统，通过热传感器，使屏体具有超温自动报警和自动调节功能；结合温度控制系统，采用一定数量的空调机，实现温度的迅

44、速调节。b、电气安全在电气安全性能保证方面采取的措施是配置PLC控制器。由一台PLC控制配电柜，开机时分若干步将显示屏幕开通，以抑制开关电源启动时的冲击电流。PLC接收系统机指令产生动作逻辑，并将各触点逻辑状态和故障信息返回系统。网络对系统实施供电回路控制和监测。配电柜的保护措施包括过流、短路、断路、过压、欠压、温度过高、烟雾传感等，并具有故障指示，异常时及时报警。网络供电保护设备UPS的断电供电时间至少二十分钟，以便发生电力故障时，有足够的时间让系统操作员执行正确的处理动作。另外需要使用一个独立于保护地的信号地，供网络系统和集散控制系统使用。电网防雷依靠现场配电系统解决。c、防氯气腐蚀对屏体

45、外框架采用了船舶工业防腐蚀的技术加以处理。同时为了防止氯气对屏体的腐蚀，特对显示屏的外框进行“氟碳”处理，增强屏体对恶劣环境中氯气的适应性。d、防潮、防腐电路板的防护：PCB板全部加装灯管及零配件之后，整板喷上一层三防漆e、防氧化单元箱体材料经过磨砂、镀锌、喷塑处理，焊锡采用云南个旧抗氧化的锡膏，焊接工艺采用波峰焊，线路板具有绿油隔氧层，防止了线路的氧化，提高了使用寿命。f、防静电系统具有良好的接地保护，严格区分确保强电、弱电系统不共地。接地电阻不大于4欧姆。同时设有静电防护网，防止静电对屏体的损害。在一般人能够摸到的地方绝缘电阻大于10兆欧；g、防电磁电磁兼容方面，本系统为隔绝内部与外部电磁

46、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，对屏内和屏外的电子设备影响极小，达到GB/T13926.3-92和GB9254-88的要求。h、降噪处理由于舆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，必须采限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，更好地改善了全色屏视频图象的观赏效果。同时在显示屏设备运行时所产生的最大噪音约为50dB，不会影响现场观看效果 冗余备份本冗余方案采用双系统热备份，控制器、分配器、光纤等关键部件，任何一路出现故障时，能够在没有人工干预的情况下恢复正常显示，并且通过专用软件发出报警信号。a、环状冗余连线描述：从电脑或者是DVD 出来的视频信号，通过一个DVI 的分配器，将信号分成两路，分别供给两台视频控制器，这两台视频控制器的输出，又通过光纤，分别接两台视频分配器，其中的一台视频分配器的16 个输出口，每一个视频分配器的输出口接一列显示箱体的扫描控制板，数据依次序向下传输，到每列显示箱体的最后一个扫描控制板再回接到另一台视频分配器的相应输出口上，从而形成一个封闭的环状结构。b、环状冗余功能描述任何一台控制器失效，可热备份切换，显示屏不黑屏；任何一台分配器失效，可热备份切换，显示屏不黑屏；