【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 顏色強(qiáng)得多。在LED顯示器上播放視頻廣播圖像可能會(huì)導(dǎo)致某些場(chǎng)景著色過強(qiáng)而不準(zhǔn)確，整個(gè)圖像也會(huì)出現(xiàn)明顯的色彩（紅色或綠色）。我公司的單點(diǎn)顏色校正系統(tǒng)采用全矩陣校正，將像素的原色用電子裝置搭配成視頻標(biāo)準(zhǔn)色，最終屏幕能準(zhǔn)確地顯示各種顏色，沒有色彩偏紅或綠或異常色彩。單點(diǎn)顏色校正前單點(diǎn)顏色校正后以LED出廠色度值點(diǎn)亮顯示屏，顏色失真，特別是綠色偏差較大，人的皮膚顏色偏紅不真實(shí)，有較差的還原度。經(jīng)單點(diǎn)顏色校正后，圖像柔和，顏色過渡平滑，符合觀眾的色彩區(qū)分能力。特別是人眼最敏感的皮膚色還原力的表現(xiàn)，已接近真實(shí)感覺，將色彩偏差帶給人眼的刺激降到最低。單點(diǎn)顏色校正前單點(diǎn)顏色校正后從顏色校正曲線原理圖不難發(fā)現(xiàn)，紅綠藍(lán)三色色坐標(biāo)變換幅度最大的屬綠色LED，在顯示屏上的色彩差別也最大。上圖為選擇波長(zhǎng)525nm的純綠LED構(gòu)成顯示屏效果，可以看出綠色荷葉成像偏離真實(shí)顏色，細(xì)部特征失真，缺乏層次和真實(shí)感。校正前LED綠色波長(zhǎng)。將LED發(fā)光顏色校正到PAL制曲線后，成像具有明顯提升，特別是綠色還原能力，真實(shí)地再現(xiàn)了大自然綠色植物固有的顏色，畫面更具層次感，更加引人入勝。六 數(shù)萬億種色彩色彩數(shù)就是屏幕上最多顯示多少種顏色的總數(shù)，是指顯示屏忠實(shí)地再現(xiàn)所輸入的影像顏色的能力。色彩數(shù)越多，還原越逼真，屏幕的表現(xiàn)力越出眾。眾所周知大自然中的顏色是一種連續(xù)光譜，即波長(zhǎng)從380nm到780nm之間的光線，這些光線也被人眼接收到后，才能感知到所觀看的顏色。大自然中的顏色是無窮無盡的，人們?yōu)榱嗽佻F(xiàn)這些顏色，發(fā)明了各種辦法，其中數(shù)字化的辦法是將這些顏色劃分成非常細(xì)小的小段波長(zhǎng)的單色，由多種單色組合更多近似自然色，這種近似可以是無限接近，但永遠(yuǎn)不能真實(shí)體現(xiàn)大自然。當(dāng)然，這種劃分的越細(xì)，組成的顏色數(shù)越多，還原圖像越真實(shí)。首先我們回顧一下各種顯示設(shè)備能夠帶來的顏色數(shù)量。顯示器性質(zhì)圖像還原原理色彩數(shù)灰度等級(jí)黑白CRT電視模擬電子束轟擊熒光粉兩色10級(jí)彩色CRT電視模擬電子束轟擊熒光粉由輸入決定10級(jí)早期手機(jī)數(shù)字液晶面板偏光65536色5bit（32級(jí)）智能手機(jī)（塞班）數(shù)字液晶面板偏光262144色6bit（64級(jí)）常規(guī)液晶/智能手機(jī)數(shù)字液晶面板偏光8bit（256級(jí)）高端液晶（iphone4）數(shù)字液晶面板偏光10億色10bit（1024級(jí)）等離子電視數(shù)字微型CRT主發(fā)光12bit（4096級(jí)）LED顯示屏數(shù)字LED主發(fā)光2814749億色16bit（65536級(jí)）注：以上數(shù)據(jù)會(huì)因不同制式或系統(tǒng)而有所變化CRT電視基本原理早期黑白電視只有黑白兩色，調(diào)整輸入信號(hào)的掃描強(qiáng)度會(huì)得到10級(jí)灰度，其實(shí)我們看黑白電視時(shí)，是能看到由黑到白大約10種灰度級(jí)圖像的。后由于發(fā)明了電子束轟擊熒幕，激發(fā)出紅綠藍(lán)三色，生產(chǎn)出CRT彩色電視機(jī)，但原理與黑白電視基本相同。液晶顯示屏原理液晶顯示圖像的原理很簡(jiǎn)單，面板上的每一個(gè)獨(dú)立像素都由紅綠藍(lán)三色構(gòu)成，背面是冷陰極燈管或者其他光源組成，當(dāng)作顯示器的背光源。為了要讓光通過每一個(gè)像素，面板被分割成一個(gè)個(gè)小門或開或關(guān)來讓光通過，液晶可以改變它的分子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。因此可以讓不同程度的光量通過，就構(gòu)成了圖像的亮度變化。液晶顯示器含有兩片偏極片、彩色濾光片陣列及取向膜，它們可決定顏色的產(chǎn)生。等離子顯示屏原理LED顯示屏構(gòu)成等離子顯示器的色彩實(shí)現(xiàn)與CRT電視是一樣的，都是通過紅、綠、藍(lán)三色熒光粉受激發(fā)光來實(shí)現(xiàn)，不同的是將三色分別規(guī)整到一個(gè)小腔體內(nèi)，經(jīng)過高壓放電激發(fā)后顯示顏色，控制每個(gè)腔體的發(fā)光亮度最后形成彩色圖像，在大屏幕顯示應(yīng)用上比較有優(yōu)勢(shì)。 LED顯示屏由發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成，特點(diǎn)是將紅綠藍(lán)三色構(gòu)成的像素單位獨(dú)立封裝，這樣體積小、響應(yīng)迅速的新型發(fā)光器件，構(gòu)成屏幕更加靈活，對(duì)應(yīng)巨大屏幕更是得心應(yīng)手。我公司LED顯示系統(tǒng)平具有16bit處理能力，由紅綠藍(lán)構(gòu)成基本像素的屏幕顏色可達(dá)2814749億色，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常見液晶顯示屏具有的顏色數(shù)，是顯示技術(shù)在圖像還原能力上質(zhì)的飛躍。顯示系統(tǒng)的超高處理能力還帶來超高灰度等級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，是LED屏幕最高品質(zhì)的根本表現(xiàn)，顯然這要比普通LED廠家的8bit處理能力超出很多，屏幕畫面更真實(shí)，色彩更絢麗，遵從原始圖像程度更高。七 廣播級(jí)灰度處理灰度也就是所謂的色階或灰階，是指亮度的明暗程度。對(duì)于數(shù)字化的顯示技術(shù)而言，灰度是顯示色彩數(shù)的決定因素。一般而言灰度越高，顯示的色彩越豐富，畫面也越細(xì)膩，更易表現(xiàn)豐富的細(xì)節(jié)?；叶鹊燃?jí)主要取決于系統(tǒng)的視頻處理芯片、存儲(chǔ)器和傳輸系統(tǒng)性能，目前國(guó)內(nèi)主流顯示屏采用8位處理系統(tǒng)256級(jí)灰度，從黑到白共有256種亮度變化。我公司采用臺(tái)灣高端驅(qū)動(dòng)芯片，16bit處理系統(tǒng)達(dá)到65536級(jí)灰度，可構(gòu)成281萬億色。不同灰度等級(jí)圖像差別電視系統(tǒng)校正圖像灰度及顏色圖案暗部紋理清晰暗部出現(xiàn)黑色塊在黑色灰階寬容度測(cè)試中，在木炭的背光位處，可以比較清楚地看到木炭的線條紋路；在木炭的向光位處，能夠很好地呈現(xiàn)木炭的質(zhì)感。在控制噪點(diǎn)方面，LED新技術(shù)表現(xiàn)很好，畫面噪點(diǎn)并不明顯。作為畫面灰階層次對(duì)比的兩極，黑、白兩色對(duì)比是顯示屏幕對(duì)比度最直接的表現(xiàn)?；译A層次部分采用的是黑白背景與黑白衣服的對(duì)比，當(dāng)然中間色彩如酒杯、頭發(fā)、人物膚色都也起到了很好對(duì)比效果。人物膚色真實(shí)膚色偏紅沒有層次感從人的視覺生理學(xué)出發(fā)，人的眼睛對(duì)于高亮度和低亮度的灰度分辨力都較差，而對(duì)中等亮度的分辨力高。顯示屏的灰度表現(xiàn)越出色，特別是在低亮度下顯示屏灰度表現(xiàn)越完整，其顯示的畫面層次感和鮮艷度比傳統(tǒng)顯示屏越高，能表現(xiàn)出的圖像細(xì)節(jié)更多，無信息損失。八 超高刷新速率LED顯示屏刷新率即為圖像每秒鐘顯示數(shù)據(jù)被重復(fù)的次數(shù)，高速的刷新頻率可完全適應(yīng)高速攝影機(jī)和高清電視轉(zhuǎn)播需要，顯示屏達(dá)到3840赫茲以上時(shí)，攝取畫面穩(wěn)定無波紋無黑屏，應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)顯示畫面，圖像邊緣清晰，將圖像信息準(zhǔn)確真實(shí)地還原。為了讓客戶更加直觀的了解我司產(chǎn)品的刷新頻率，我們現(xiàn)在利用高速相機(jī)對(duì)全白場(chǎng)的LED模組進(jìn)行拍照。其原理是通過調(diào)整相機(jī)快門速度對(duì)產(chǎn)品成像進(jìn)行抓拍，當(dāng)快門速度低于模組刷新率時(shí)，觀測(cè)到模組呈現(xiàn)的是完整的白場(chǎng)，當(dāng)快門速度高于模組刷新率時(shí)照出的照片上模組呈現(xiàn)的是不完整的白場(chǎng)（明顯的黑白間隔線），從而可以定性的判斷一款產(chǎn)品的刷新頻率高低的影響。測(cè)試視頻動(dòng)態(tài)響應(yīng)由上圖示意所示，刷新速率越高，動(dòng)態(tài)表現(xiàn)越好，這些負(fù)面現(xiàn)象越小。 完美的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)性能 出現(xiàn)拖影現(xiàn)象九 色域覆蓋率廣人眼所能看到的光線稱之為可見光，在光譜圖上可見光譜是波長(zhǎng)從380nm到780nm之間的光線，而通過R紅、G綠、B藍(lán)這三種顏色的混合，可以得到近似于全部可見光譜范圍內(nèi)的光線。電磁波頻譜表1931年，國(guó)際照明委員會(huì)CIE制定了CIE1931 RGB系統(tǒng)，規(guī)定將700nm的紅、后來CIE1931xy色度圖成為描述色彩范圍最為常用的圖表。色域就是在這張圖上所覆蓋的范圍，而這個(gè)范圍就是由RGB三種純色的坐標(biāo)所圍成的三角形或者多邊形（增加補(bǔ)色）的面積。CIE1931色度圖色域覆蓋率是表征一款顯示屏對(duì)色彩還原能力的體現(xiàn)，常用其三基色構(gòu)成的三角形區(qū)域面積相對(duì)NTSC色域范圍面積的百分比描述。一臺(tái)顯示器的色彩豐富最根本的決定因素是色域范圍，只有純度高的紅、綠、藍(lán)色光才能完整覆蓋自然界存在的可見光范圍。顯示屏的全色域色彩過渡效果，決定著顯示顏色表現(xiàn)準(zhǔn)確性和畫面通透性，優(yōu)秀的顏色處理技術(shù)是保證成像畫面更真實(shí)的保障。從下圖可以看到，普通LED顯示屏由于色彩過渡處理不佳，造成黃色和綠色之間、綠色和灰白色之間存在“豎狀顏色條”，顏色突變非常明顯。 色彩過渡柔和均勻 色彩過渡階梯感強(qiáng)有分割感LED顯示屏最難表現(xiàn)的顏色是金黃色，既要控制色彩不能過曝而顯得偏白，又要控制色彩不能太濃以致偏色。達(dá)到三個(gè)線球之間有顏色深淺之別，而不會(huì)畫面偏色及過曝。 廣色域LED在黑背景顯示色彩豐富，如上圖左，而投影屏幕或液晶平板，在純黑背缺失嚴(yán)重，整個(gè)畫面猶如蒙上一層白霧，不夠通透。 色彩還原真實(shí) 有偏色現(xiàn)象 色彩還原真實(shí) 有偏色現(xiàn)象 LED色域覆 廣投影機(jī)色域小LED顯示屏的色域覆蓋率達(dá)到36%以上，大于NTSC色域范圍，而常規(guī)液晶顯示屏只有32%，等離子會(huì)比液晶稍高，但不及LED屏幕。十 廣播級(jí)視頻處理技術(shù)在整個(gè)圖像還原系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，LED顯示屏本身屬于終端顯示設(shè)備，視頻信號(hào)未經(jīng)過處理，是無法在屏幕上顯示的。在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)進(jìn)行解壓、編碼、編輯等處理操作后，發(fā)送到LED顯示終端。這也是采用相同的LED燈，相同的結(jié)構(gòu)技術(shù)、安裝方法，并且有相同的尺寸和相同的分辨率后，能區(qū)分不同品質(zhì)的LED制造商的必要辦法。這種會(huì)影響顯示屏成像效果預(yù)期的因素，恰恰是最容易忽視的地方。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)對(duì)比十一 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)處理器接收到各種視頻標(biāo)準(zhǔn)的圖像后，首先進(jìn)行解隔行掃描。視頻圖像是由許多水平掃描線組成的，NTSC視頻可見的掃描線數(shù)目約為486線；PAL視頻則為576線。將一個(gè)隔行掃描信號(hào)轉(zhuǎn)化成非隔行掃描信號(hào)，最簡(jiǎn)單的方法就是，提取第一組掃描線，將它翻番后顯示出來，忽略第二個(gè)掃描場(chǎng)。更好的方法是將第一個(gè)掃描場(chǎng)保存在存儲(chǔ)器中，在第二個(gè)掃描場(chǎng)到達(dá)之后，將它與第二個(gè)掃描場(chǎng)合并在一起，然后顯示完整的畫面。每個(gè)掃描場(chǎng)代表一個(gè)一秒快鏡的1/60或1/50。如果某個(gè)物體處于快速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則它在奇數(shù)掃描場(chǎng)和偶數(shù)掃描場(chǎng)中的位置是不同的。解決這一問題需要使用實(shí)時(shí)數(shù)字處理，在合并這兩個(gè)掃描場(chǎng)之前，對(duì)其進(jìn)行插值處理，避免出現(xiàn)圖像抖動(dòng)，這種處理被稱之為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。這一過程意味著模擬視頻信號(hào)被數(shù)字化，所以處理過程會(huì)影響最終的成像結(jié)果。十二 畫面拼接技術(shù)在應(yīng)對(duì)超大屏幕（任意方向分辨率超過1920點(diǎn)以上）的視頻處理任務(wù)上，我們選用了多屏拼接器技術(shù)進(jìn)行多畫面同步拼接。由于多畫面待了的超大數(shù)據(jù)處理量，需要純硬件解碼處理功能，的專業(yè)化的圖像處理設(shè)備，能夠?qū)⒍鄠€(gè)動(dòng)態(tài)畫面顯示在多個(gè)屏幕上面，實(shí)現(xiàn)多窗口拼接的功能。專為要求高質(zhì)量顯示多個(gè)視頻畫面的場(chǎng)合設(shè)計(jì)，為大屏幕多畫面融合需求提供了一套理想的解決方案。圖像拼接系統(tǒng)多屏幕拼接控制器采用大規(guī)模FPGA 陣列式組合處理構(gòu)架，全硬件設(shè)計(jì)，自建核心CPU和操作系統(tǒng)?？刂破骷瑢拵б曨l信號(hào)采集、實(shí)時(shí)高分辨率數(shù)字圖像處理、二維高階數(shù)字濾波等高端圖像處理技術(shù)于一身，具有強(qiáng)大的處理能力?？刂破鞑捎枚嗫偩€并行和多總線數(shù)據(jù)交換的處理機(jī)制,能從根本上保證對(duì)所有輸入視頻進(jìn)行全實(shí)時(shí)處理，圖像沒有延遲，無丟幀現(xiàn)象。多畫面拼接系統(tǒng)多屏幕拼接控制器能支持6塊屏幕的拼接顯示，并支持多種視頻輸入模式， 包括復(fù)合視頻（ DVD 或攝像頭信號(hào)），電腦信號(hào)（VGA 和 DVI 信號(hào)）等。其中對(duì)復(fù)合視頻，能做到NTSC/PAL制式自適應(yīng)；對(duì)計(jì)算機(jī)視頻，能支持目前幾乎所有的常見顯示分辨率；數(shù)字視頻可支持 1080P 高清信號(hào)。本系統(tǒng)具有基于 Web 的控制、動(dòng)態(tài)調(diào)整窗口大小、添加邊框和標(biāo)題等功能，并且每路輸入都可在屏幕上的任意位置進(jìn)行大小調(diào)整和定位。顯示方式幾乎不受任何限制。支持實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地移動(dòng)窗口以及調(diào)整窗口大小。處理器支持4路VGA輸入、2路DVI輸入、2路VGA輸入、2路SVIDO輸入、2路YPBPR輸入、4路DVII輸出。十三 使用壽命更長(zhǎng)LED的平均壽命是在加速壽命試驗(yàn)中測(cè)量出來的，即光輸出功率或光通量衰減到初始值的70%的工作時(shí)間。LED顯示屏平均壽命的意義是LED產(chǎn)品失效前的工作時(shí)間的平均值，用MTTF來表示。LED的預(yù)期壽命是一個(gè)令人感興趣的參數(shù)，任何購買顯示屏的客戶都會(huì)關(guān)心產(chǎn)品能使用多久的問題，LED的標(biāo)稱壽命值是在實(shí)驗(yàn)室模擬使用的驅(qū)動(dòng)電流下測(cè)量出來的，只能作為衡量使用壽命的一個(gè)參考，真正顯示屏的壽命是要根據(jù)其實(shí)際使用情況，包括氣候，環(huán)境，溫度，使用時(shí)間及頻率，這樣計(jì)算才更有意義。LED的壽命與選用的芯片品牌和恒流驅(qū)動(dòng)芯片有關(guān)，還與LED單元模組的散熱性能有很大關(guān)系，因?yàn)闇囟仁怯绊慙ED使用壽命的主要因素。電能質(zhì)量也關(guān)乎產(chǎn)品壽命，選擇較高功率因數(shù)的開關(guān)電源，以及必要的防雷措施，均能保證LED供電平穩(wěn)，不出現(xiàn)突變電流，使其壽命更長(zhǎng)久。LED 加速壽命試驗(yàn)我公司有悠久的LED顯示屏系統(tǒng)制造經(jīng)驗(yàn)，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富，結(jié)合多年屏幕的使用數(shù)據(jù)，從各個(gè)方面保證LED使用更長(zhǎng)久，達(dá)到LED典型壽命10萬小時(shí)，亮度衰減到初始值的一半壽命5萬小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。十四 高效率PFC電源更節(jié)能LED發(fā)光顆粒均需要穩(wěn)定可靠的直流電才能正常發(fā)光，而將380V三相五線制交流電轉(zhuǎn)變成高質(zhì)量的直流電，是LED顯示屏能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，這個(gè)過程通常交給AC/DC模塊完成，其中包括變壓、濾波、整形等步驟，這種轉(zhuǎn)換必然帶來能量損耗和諧波干擾等影響。AC/DC原理一般的開關(guān)電源運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè)備過載過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。而帶PFC功能的電源能有效抑制諧波的產(chǎn)生。未選用PFC電源三次諧波 選用PFC電源三次諧波 通過改善功率因數(shù)，減少了LED供電系統(tǒng)線路中各種元器件對(duì)供電系統(tǒng)的干擾，這樣選用帶PFC功能的開關(guān)電源后，不但起到了凈化電網(wǎng)改善電能質(zhì)量的作用，還降低了大屏幕本身的電能損耗，節(jié)省電費(fèi)，可謂兩全其美。十五 伽瑪校正技術(shù)在視頻處理系統(tǒng)應(yīng)用的早期，人們發(fā)現(xiàn)主流的陰極射線管(CRT)電視機(jī)不能生成與信號(hào)輸入電壓直接成正