戶外LED顯示屏技術(shù)難點(diǎn)多，一文了解6大重點(diǎn)技術(shù)解析！

上世紀(jì)80年代以來，各種媒體宣傳得到了廣泛發(fā)展，戶外LED顯示屏數(shù)量越來越多。人們對(duì)顯示系統(tǒng)的色彩、亮度等要求越來越高。戶外LED顯示屏具有良好像素，無論白天夜晚、晴天雨天，戶外LED顯示屏都能夠讓觀眾看清顯示內(nèi)容，滿足人們對(duì)顯示系統(tǒng)的需求。但由于戶外LED顯示屏長(zhǎng)期受到自然環(huán)境的影響，對(duì)其使用壽命而言更是一種考驗(yàn)。

1、圖像采集與處理技術(shù)

戶外LED顯示屏顯示圖像的原理主要是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號(hào)并通過發(fā)光系統(tǒng)呈現(xiàn)出來。傳統(tǒng)做法是利用視頻采集卡結(jié)合VGA卡實(shí)現(xiàn)顯示功能。視頻采集卡的作用主要是采集視頻圖像，并借助于VGA獲得行頻、場(chǎng)頻、像素點(diǎn)的索引地址，獲得數(shù)字信號(hào)的方式主要通過復(fù)制顏色查找表。一般可利用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)復(fù)制或者硬件竊取方式，相比來說硬件竊取方式更加高效。但傳統(tǒng)方法存在與VGA之間兼容性問題，并由此導(dǎo)致邊緣模糊、圖像質(zhì)量差等不良情況，最終造成電子信息顯示器圖像質(zhì)量受損。

基于此行業(yè)專家研究出專用視頻卡JMC-發(fā)光二極管，該卡的原理是基于PCI總線利用64位圖形加速器促進(jìn)VGA以及視頻功能合二為一，并實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)以及VGA數(shù)據(jù)形成疊加效應(yīng)，之前存在的兼容性問題得到有效解決。其次，在分辨率采集上采用全屏方式，保證視頻圖像全角度最佳化，邊緣部分不再模糊，并可對(duì)圖像進(jìn)行任意縮放和移動(dòng)，滿足不同播放要求。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠藍(lán)三種顏色的有效分離，滿足電子信息顯示屏真彩播放要求。

2、真實(shí)圖像色彩再現(xiàn)

戶外LED顯示屏在視覺表現(xiàn)上的原理與電視機(jī)類似，通過紅綠藍(lán)三種顏色有效組合實(shí)現(xiàn)圖像不同色彩還原再現(xiàn)。紅綠藍(lán)三種顏色純正度會(huì)直接影響到圖像色彩的再現(xiàn)。需要注意的是圖像在再現(xiàn)并非紅綠藍(lán)三種顏色的隨機(jī)組合，而需要一定前提。首先，紅綠藍(lán)三種顏色光強(qiáng)之比應(yīng)接近于3：6：1;其次，相比于其他兩種顏色人們?cè)谝曈X上會(huì)對(duì)紅色有一定敏感性，因此，需要將紅色在顯示空間上均勻散布;第三由于人們的視覺在針對(duì)紅綠藍(lán)三種顏色光強(qiáng)的不同非線性曲線響應(yīng)，因此需要對(duì)不同光強(qiáng)的白光對(duì)電視機(jī)內(nèi)部射出光進(jìn)行糾正。第四，不同人在不同情況下對(duì)色彩分辨能力存在差異，因此必須找出色彩再現(xiàn)的客觀指標(biāo)，一般如下：

(1)紅綠藍(lán)三種基色的波長(zhǎng)：660nm、525nm、470nm;

(2)使用4 管單元配白光為佳(多于4 管也可以，主要取決于光強(qiáng));

(3)三種基色灰度為256 級(jí);

(4)必須采用非線性校正對(duì)發(fā)光二極管像素進(jìn)行處理。

紅綠藍(lán)三種顏色配光控制系統(tǒng)可由硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，也可以配之相應(yīng)播放系統(tǒng)軟件得以實(shí)現(xiàn)。

3、專用驅(qū)動(dòng)電路

對(duì)當(dāng)前像素管幾種方式進(jìn)行分類主要有：

(1)掃描驅(qū)動(dòng);

(2)直流驅(qū)動(dòng);

(3)恒流源驅(qū)動(dòng)。

針對(duì)不同需求的屏幕，采用的掃描方式是不同的。對(duì)于戶內(nèi)點(diǎn)陣塊屏，主要采用掃描方式，對(duì)于戶外LED顯示屏，為保證其圖像的穩(wěn)定性和清晰度，必須采用直流驅(qū)動(dòng)方式，給掃描裝置加上一個(gè)恒定電流。早期發(fā)光二極管主要采用低壓信號(hào)串并轉(zhuǎn)換方式，該種方式存在焊點(diǎn)較多。制作成本高昂。可靠性不足等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)在一定時(shí)期內(nèi)限制了LED顯示屏的發(fā)展。

為解決戶外LED顯示屏以上缺點(diǎn)，美國(guó)某公司研制出專用集成電路，簡(jiǎn)稱ASIC，該種集成電路能夠?qū)崿F(xiàn)串并轉(zhuǎn)換以及電流驅(qū)動(dòng)合二為一，該集成電路具有以下特點(diǎn)：并行輸出驅(qū)動(dòng)能力大，驅(qū)動(dòng)電流課高達(dá)200MA，發(fā)光二極管在此基礎(chǔ)上能夠立即被驅(qū)動(dòng);電流電壓公差大，范圍寬，一般可在5-15V 之間靈活選擇;串并輸出電流較大，電流流入以及輸出都大于4MA，數(shù)據(jù)處理速度更快，適合與當(dāng)前多灰度彩色發(fā)光二極管顯示屏驅(qū)動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)。

4、亮度控制D/T 轉(zhuǎn)換技術(shù)

戶外LED顯示屏有眾多獨(dú)立像素點(diǎn)通過排列組合的方式構(gòu)成，基于像素間互相分離這一特點(diǎn)，戶外LED顯示屏發(fā)光控制驅(qū)動(dòng)方式只能夠通過數(shù)字信號(hào)形式展開。當(dāng)像素點(diǎn)發(fā)光時(shí)，其發(fā)光狀態(tài)主要由控制器控制，并實(shí)現(xiàn)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。當(dāng)視頻需要一彩色方式呈現(xiàn)時(shí)，意味著每一像素點(diǎn)的亮度及色彩都需要得到有效控制，并且要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)同步完成掃描操作。一些大型LED顯示屏有數(shù)以萬計(jì)的像素點(diǎn)組成，在進(jìn)行色彩控制過程中其復(fù)雜性大大增加，因此，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸提出更高要求。

實(shí)際控制過程中對(duì)每一像素點(diǎn)設(shè)置D/A是不現(xiàn)實(shí)的，因此，必須尋找出一種能夠有效控制復(fù)雜像素系統(tǒng)的方案。對(duì)視覺原理進(jìn)行分析，人們對(duì)像素點(diǎn)平均亮度的主要取決于其亮/滅比例，針對(duì)該點(diǎn)若是先對(duì)亮/滅比例的有效調(diào)節(jié)便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)亮度的有效控制。將這一原理利用到發(fā)光二極管電子信息顯示屏中便意味著將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間信號(hào)，即D/A之間的互相轉(zhuǎn)換。

5、數(shù)據(jù)重構(gòu)和存儲(chǔ)技術(shù)

當(dāng)前存儲(chǔ)器組組織方式主要有兩種，其一為組合像素法，即畫面上所有像素點(diǎn)位均存放于單個(gè)存儲(chǔ)體中;另一個(gè)為位平面法，即畫面上所有像素點(diǎn)位均存放于不同存儲(chǔ)體中。儲(chǔ)存體多個(gè)使用直接作用就是能夠一次實(shí)現(xiàn)多種像素信息的讀取，兩種組織方式見。以上兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中位平面法具更具優(yōu)勢(shì)，在提升led屏顯示效果時(shí)效果更佳。通過數(shù)據(jù)重構(gòu)電路以實(shí)現(xiàn)對(duì)RGB 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，將具有不同像素的同權(quán)位進(jìn)行有機(jī)結(jié)合并放在相鄰儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中。

6、邏輯電路設(shè)計(jì)中的ISP技術(shù)

傳統(tǒng)戶外LED顯示屏控制電路主要采用常規(guī)數(shù)字電路設(shè)計(jì)完成，對(duì)其控制一般采用數(shù)字電路組合方式。傳統(tǒng)技術(shù)在電路設(shè)計(jì)部分完成后首先進(jìn)行電路板制作工序，制作完畢開始安裝相關(guān)元件并調(diào)試效果。當(dāng)電路板邏輯功能無法負(fù)荷實(shí)際需求時(shí)需重新制作，直至其滿足使用效果為止。由此可見，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式不僅在效果上具有一定偶然性，并且設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，影響各項(xiàng)工序有效展開，當(dāng)元件出現(xiàn)故障時(shí)維修困難，成本高昂。

在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可編程技術(shù)(ISP)出現(xiàn)了，用戶能夠在自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)以及系統(tǒng)或電路板等原件上具有反復(fù)修改的功能，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)師們硬件程序向軟件程序轉(zhuǎn)化的過程，數(shù)字系統(tǒng)在系統(tǒng)可編程技術(shù)基礎(chǔ)上煥然一新。隨著系統(tǒng)可編程技術(shù)的導(dǎo)入使用，不僅縮短了設(shè)計(jì)周期，還在根本上拓展元件用途，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)以及目標(biāo)設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)被簡(jiǎn)化。系統(tǒng)可編程技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是采用系統(tǒng)軟件輸入邏輯時(shí)不需考慮所選器件是否有影響，在輸入時(shí)可隨意選取元件，甚至可選擇虛擬元件，輸入完成后在進(jìn)行適配即可。

7、結(jié)束語

戶外LED顯示屏已經(jīng)廣泛遍布世界各地，與人們生活緊密連接在一起，為提高戶外LED顯示屏發(fā)光效果，促進(jìn)該種技術(shù)科學(xué)發(fā)展，需對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)存在的各種弊端深入研究針對(duì)性引進(jìn)新技術(shù)，促進(jìn)戶外LED顯示屏發(fā)揮其最佳效果，為人們的生活以及生產(chǎn)帶來更多便利。在了解需求的基礎(chǔ)上對(duì)當(dāng)前幾種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析考核，選擇最佳技術(shù)方案，得到最佳顯示效果。