【正文】 列標(biāo)準(zhǔn)的實施， LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在向健康有序的方向發(fā)展。 現(xiàn)代信息社會中，作為人一機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速發(fā)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代， LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。 高亮度、全彩化、 藍(lán)色及純綠色 LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件。基礎(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。使 LED全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應(yīng)用加快。以全彩色室外 φ26 顯示屏為例， 1996年的產(chǎn)品市場價格每平方米在 12萬元左右， 1999年已降至 7－ 8萬人民幣 /m2， LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足室外全天候的環(huán)境條件要求，同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計在未來幾年的發(fā)第 7 頁 共 38 頁 展中，全彩色 LED顯示屏在室外廣告媒體中會越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色 LED屏更會成為主流產(chǎn)品。全彩色 LED顯示屏的廣泛應(yīng)用會是 LED顯示屏產(chǎn) 業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。 標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、 材料、技術(shù)的成熟及市場價格的基本均衡之后， LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為 LED顯示屏發(fā)展的一個新趨勢。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展，市場競爭在傳統(tǒng)產(chǎn)品條件下是以價格作為主要的競爭手段，幾番價格回落調(diào)整達(dá)到基本均衡，產(chǎn)品質(zhì)量，系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競爭因素，這就對 LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高要求，業(yè)內(nèi)一些骨干企業(yè)已開始在企業(yè)實施ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系的形成，對產(chǎn)品的檢測有了相對統(tǒng)一的認(rèn)識和評判依據(jù)，生產(chǎn)條件差、技術(shù)性不強、售后服務(wù)體系不完善 的企業(yè)將受到市場的淘汰，預(yù)計今后幾年內(nèi)一批小規(guī)模 LED顯示屏廠商會逐步淡出，行業(yè)的發(fā)展趨于有序。 信息化社會的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛， LED顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。預(yù)計大型或超大型 LED顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點和專業(yè)性要求的小型 LED顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的 LED顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兴黄?，如公共交通、停車場、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng) LED顯示屏在 LED顯示屏 市場總量中將會占有多數(shù)份額。 、 LED 顯示屏的組成 LED顯示系統(tǒng)由計算機(jī)專用設(shè)備、顯示屏幕、視頻輸入端口和系統(tǒng)軟件等組成。 計算機(jī)及專用設(shè)備：計算機(jī)及專用設(shè)備直接決定了系統(tǒng)的功能，可根據(jù)用戶對系統(tǒng)的不同要求選擇不同的類型。 顯示屏幕：顯示屏的控制電路接收來自計算機(jī)的顯示信號，驅(qū)動 LED發(fā)光產(chǎn)生畫面，并通過增加功放、音箱輸出聲音。 視頻輸入埠：提供視頻輸入端口，信號源可以是錄像機(jī)、影碟機(jī)、攝像機(jī)等，支援 NTSC、 PAL、 SVideo等多種制式。 系統(tǒng)軟件：提供 LED播放專用軟件， PowerPoint或 TL2000視頻播放軟件。 第 8 頁 共 38 頁 、 LED 顯示屏的分類 真彩色顯示屏 真彩色顯示屏適用于表現(xiàn)絢麗色彩的重要場合。如火車站廣場、街心廣場、機(jī)場候機(jī)樓等。它表現(xiàn)色彩的方式與彩色電視機(jī)相似，屏上每個像素點都由紅、綠、藍(lán)三種顔色的發(fā)光二極管組成。這三基色按一定比例搭配，就可以變幻出自然界里的所有顔色。 真彩色顯示屏可以用來顯示文字、表格、彩色 圖像、彩色視屏。顯示內(nèi)容可以來源于電腦、電視、 VCD、 DVD、錄相機(jī)等。如果配合音響功放系統(tǒng)，在欣賞畫面的同時，還可以聽到同步伴音。 雙基色顯示屏 因為藍(lán)色發(fā)光二級管價格昂貴，出于降低成本的考慮，更多的客戶選擇雙基色顯示屏。它雖然只有紅和綠兩種基本顏色，但通過控制每種顏色的灰度，依然可以變幻出成千上萬種顏色。 雙基色顯示屏常用于顯示車船的刻表、航班起降信息、醫(yī)院門診排班、藥品廣告、商場廣告宣 傳等場合。可以顯示文表、表格、圖象、視頻、在彩色表達(dá)上缺少藍(lán)色 單基色顯示屏 組成每個像素的發(fā)光二極管都是單一的紅色、 綠色、或藍(lán)色（極少）?？梢酝ㄟ^灰度控制來表現(xiàn)畫面的明暗，這一點類似于黑白電視機(jī)。 單色顯示屏又分為文字屏和圖文屏，前者只能顯示文字、表格，而后者還可以顯示單色的圖象、視頻。 由于成本較低，單色顯示屏也有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。銀行、郵電、稅務(wù)、機(jī)場、第 9 頁 共 38 頁 證券、醫(yī)院、商場處處可見。 利率屏 用于項目名稱變動小，數(shù)字卻經(jīng)常變動的場合，如銀行的利率牌、工廠的生產(chǎn)進(jìn)度牌、各種倒記時牌等。數(shù)字的變動可以使用遙控器，也可以使用電腦聯(lián)網(wǎng)控制。 除此以外，利率屏還可以附加電腦萬年歷，用來顯示年、月、日、時、分、秒、星期。也可以把條屏 和利率屏有機(jī)地結(jié)合為一個整體。 條屏 條屏主要用于發(fā)布一些簡單的文字信息，如在銀行、郵電、稅務(wù)等柜臺上顯示服務(wù)內(nèi)容、宗旨、口號，在機(jī)場、車站、碼頭顯示車次、航班，在停車場顯示出入口信息等。 條屏又分為單色條屏和雙色條屏。屏長可以是 8字、 10字、 12字等?？梢詢Υ鎺浊€漢字，用來滾動循環(huán)顯示?？梢酝ㄟ^選配的紅外遙控器輸入漢字，也可以和電腦聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行輸入。 條屏可以單獨使用，也可以若干條屏聯(lián)成網(wǎng)，由一臺主控電腦進(jìn)行控制。聯(lián)網(wǎng)的每個條屏可以同時顯示相同或不同的信息。 證券屏 主要用于證券、期貨、外匯市場。項目名稱 由點陣塊組成，可顯示漢字，價格由數(shù)碼管組成，只顯示變動的數(shù)字。有紅、綠、黃三種顔色，可以實時、動態(tài)、直觀地顯示價格的升跌。 第 10 頁 共 38 頁 第三章 室內(nèi)全彩屏硬件方案 系統(tǒng)概述 我公司 確定的 全彩 LED電子顯示屏設(shè)計目標(biāo)是： 高保真性保證其色彩還原最大程度地與 PAL/NTSC色度空間持久相交 灰度深處理及運動補償保證視頻圖像清晰、連續(xù) 為確保達(dá)到以上目標(biāo)，我們在設(shè)計上從以下幾個方面著手： 嚴(yán)格按照色度空間表選擇 LED光材料，確保色彩還原的失真度最??； 嚴(yán)格按照 LED衰減曲線設(shè)定工作點，確 保 LED與 PAL/NTSC色度空間持續(xù)相交； 吸取數(shù)字電視應(yīng)用技術(shù)，加強灰度深處理和運動補償，確保視覺效果； 下面對以上 幾 點進(jìn)行說明： 嚴(yán)格按照色度空間表選擇 LED光材料，確保色彩還原的失真度最小 第 11 頁 共 38 頁 為確保 LED度色度空間最大程度地與 PAL/NTSC相交，依據(jù) NICHIA提供的色度空間圖 (Chromaticity Diagram)，我們選擇的紅綠蘭色坐標(biāo)順次是 R G W1。 以上選擇解決不了兩個色度空間的差集部份，因此還需對其進(jìn)行空間變換，以確保將視頻圖像高保真地在 LED顯示屏上再現(xiàn)出來。如下圖所示 ： 第 12 頁 共 38 頁 同時由于 LED驅(qū)動電流大小會影響波長，為確保色彩還原的失真度最小，必須依據(jù)正向電流與 LED波長的曲線，設(shè)定 LED的工作點。 嚴(yán)格按照 LED衰減曲線設(shè)定工作點，確保 LED與 PAL/NTSC色度空間持續(xù)相交 LED波長越小，能量越大，其衰減也就越快。因此 在實際中，紅色的 LED呈現(xiàn)的是一條平穩(wěn)的衰減曲線，綠色的衰減曲線下降的就稍快一些，而蘭色的衰減曲線在 1000小時時就產(chǎn)生了嚴(yán)重的下降。這樣即是在電子顯示屏剛投入使用時表現(xiàn)第 13 頁 共 38 頁 有較好的白平衡效果，快則三、五個月，慢則一、二年，由于紅綠蘭的衰減特性不一致，電子顯示屏的白平衡也就會被嚴(yán)重破壞。 我們采用專用的 LED恒流源芯片，將其設(shè)定在穩(wěn)定的恒流區(qū)，鎖定 LED工作點，以盡可能地延緩綠、蘭 LED的衰減速度，尤其是延緩蘭 LED的衰減速度，以確保預(yù)先設(shè)定的 LED與 NTSC/PAL色度空間持續(xù)相交。 另一方面，紅色 LED的亮度對于溫度的變化是相當(dāng)敏感的（如上圖所示），在白平衡的動態(tài)調(diào)整中，必須考慮到以環(huán)境溫度參數(shù)為自變量之一，自動選擇最合適的紅色匹配曲線 。 否則由于室外溫度的變化，電子顯示屏的白平衡效果就會出現(xiàn)時好時壞的現(xiàn)象。我們通過兩種辦法來實現(xiàn)它： 第一 在主控機(jī)上預(yù)裝有經(jīng)驗選擇曲線，以人工方式直接選擇； 第二 在屏體安裝環(huán)境監(jiān)測模塊，由灰度控制系統(tǒng)自動選擇匹配曲線。對于顯示效果要求高的某些戶內(nèi)顯示屏，與溫度相關(guān)的控制功能亦可以省略，但對于室外顯示屏，則是必不可缺的。 吸取數(shù)字電視應(yīng)用技術(shù)，加強灰度深處理和運動補償，確保視覺效 果 我們設(shè)計的 LED電子顯示屏，充分吸取了現(xiàn)代數(shù)字電視技術(shù)，除具備常規(guī)的控制功能外，另具備梳狀濾波運動補償功能，從而產(chǎn)生清晰、細(xì)膩圖像的同時，仍不錯過各種運動的精彩瞬間。因為一般顯示屏對運動圖像的表現(xiàn)效果不理想，通常在運動的圖像中很容易出現(xiàn)鋸齒、抖動現(xiàn)象，影響畫面的清晰度，如高速度第 14 頁 共 38 頁 的滑冰運動，運動員的手臂擺動速度很快，若沒有梳狀濾波和運動補償處理，高速運動的手臂很難被看清楚。在視頻前端我們選用了 PHILIP專為 HDTV開發(fā)的前端處理芯片，實現(xiàn)了梳狀濾波和運動補償處理，明顯地改善了顯示效果。下圖是不采用相關(guān)技 術(shù)和采用相關(guān)技術(shù)的對比圖。 針對 LED顯示屏的單點工作的特性，我們還采用了二級運動補償技術(shù)。在每一塊灰度控制板上，由 FPGA/CPLD控制兩級緩存，實現(xiàn)圖像分塊后二次復(fù)合時運動補償處理 — 即 EDTV技術(shù)，一方面實現(xiàn)了相鄰幀的復(fù)合處理，另一方面在顯示屏水平和垂直方向?qū)崿F(xiàn)了一幅完整畫面的同時再現(xiàn)，既增加了圖像的清晰度，又消除了兩幅相鄰圖像之間產(chǎn)生的串?dāng)_。實現(xiàn)該功能的主要手段是通過雙存貯器，我們在灰度控制系統(tǒng)中以六片大容量的 SRAM為基本組件，將圖像分 解為數(shù)塊后以并行方式對其進(jìn)行高速處理運算。其效果示意圖如下： 為確保圖像的清晰度和畫面的景深，我們還采用了 16位灰度深處理技術(shù)。 以GAMMA曲線和經(jīng)驗數(shù)據(jù)模型為算法依據(jù)，在所劃分的 8位子亮度空間里，均具有1024級的灰度控制能力，再將相鄰的子亮度空間合并為一個完整的視頻表現(xiàn)空間，從而獲得 細(xì)膩的灰度表現(xiàn)力，提高畫面的清晰度和景深。要達(dá)到此目的， GAMMA第 15 頁 共 38 頁 曲線的數(shù)學(xué)模型必須是基于 16Bit的，為此我們專門開發(fā)了基于此數(shù)學(xué)模型的GAMMA生成器，可針對單個基色進(jìn)行不同 GAMMA值的運算及測試。最終選定的 GAMMA曲線由主控系統(tǒng)中的專用 FPGA進(jìn)行選擇后與當(dāng)前圖像進(jìn)行運算變換，運算后的圖像由雙緩存管理系統(tǒng)處理。 依據(jù)電子顯示屏的類型或應(yīng)用場合不同，我們提供 10Bit或 12Bit以上的處理能力。下圖展示了當(dāng)采用 10Bit灰度深處理技術(shù)時 LED灰度層次的變化示意圖。 對于亮度不高的戶內(nèi)顯示屏，我 們一般只采用 10Bit處理技術(shù)，但對于半室外或室外顯示屏，我們均采用大于 12Bit的處理技術(shù)。在環(huán)境亮度較高的情況下，10Bit已基本可滿足視覺要求，但當(dāng)環(huán)境亮度較低的情況下（如夜晚）， 10Bit仍有大塊的黑色盲區(qū)，對顯示效果有較嚴(yán)重的影響，而在