某廠家小間距LED顯示屏解決方案

1、小間距LED顯示屏解決方案1. 概述小間距LED顯示屏是指LED點間距在P2.5以下的室內(nèi)LED顯示屏。小間距 LED顯示屏與其他室內(nèi)顯示設(shè)備相比，具有無縫拼接、模塊化維護(hù)、色彩自然真 實、顯示均勻性更好，色域空間更寬等優(yōu)點，小間距LED顯示屏在室內(nèi)顯示市場 具有巨大潛力。但同時，小間距顯示屏也面臨眾多挑戰(zhàn)。顯示效果（如余輝、第一掃偏暗、 低灰處發(fā)紅、低灰亮度不均勻等）、大分辨率帶載、拼接縫隙一直是高密度小間 距LED顯示屏的瓶頸，限制了小間距LED顯示屏的應(yīng)用。針對以上問題，本文分 析了各個問題的成因，并提出了相應(yīng)的解決方案。小間距顯示屏之圖像顯示小點間距顯示屏的圖像顯示效果受余暉、第一掃偏

2、暗、低灰處發(fā)紅、低灰亮 度不均勻等等問題的影響嚴(yán)重。余輝是由于掃描屏在掃瞄過程中，電荷在燈板寄生電容中逐漸積累，導(dǎo)致 LED非預(yù)期的出現(xiàn)微亮。透過斜線圖案測試，可以觀察到點亮的LED附近燈點 也會微微地被點亮。余輝現(xiàn)象會造成圖像模糊。第一掃偏暗的成因于在換行掃時，燈板寄生電容中累積電荷，在第一行掃開 啟時，累積的電荷影響LED電流，導(dǎo)致LED亮度偏暗。低灰白平衡色偏則是因為R、G、B三色LED的寄生效應(yīng)不同，通常R LED 受的影響較小，R LED亮度會略大于G/B LED，以致產(chǎn)生低灰處發(fā)紅現(xiàn)象。低灰亮度不均勻的成因主要來自LED的不一致性，以及驅(qū)動芯片自身的差 異。上述問題，可以通過驅(qū)動I

3、C與控制系統(tǒng)配合進(jìn)行抑制。目前，已經(jīng)有高端 驅(qū)動IC集成了針對上述問題的處理功能和調(diào)節(jié)接口。利用控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào) 整，即可有效改善顯示屏的顯示效果。小間距顯示屏之大面積帶載大分辨率帶載是小間距顯示屏必然面臨的另一個問題。小間距顯示屏LED 燈點間距小，在相同的面積內(nèi)有更大的分辨率。分辨率提高了，如果還是用一張 接收卡帶載，顯示性能指標(biāo)會變低；而在空間有限的箱體里，又不能安裝多張接 收卡帶載一個箱體。為了解決以上問題，我們有以下思路及方案：在不影響目前以有功能的前提下，縮小接收卡的尺寸，使得在空間有限的箱 體中，能夠安裝多張接收卡。該方案的優(yōu)點為：除尺寸不一樣外，接收卡的其它 方面均不受影響，

4、兼容性也不受影響，投入時間短。缺點為：所需要的接收卡數(shù) 量較多，成本較高，安裝較復(fù)雜。提高接收卡的處理能力，讓接收卡能夠帶載更多的點數(shù)，而不影響刷新與灰 度性能。該方案的優(yōu)點為：一張接收卡能夠帶載更多的點數(shù)，安裝方便。缺點為： 由于不能影響刷新及灰度性能，接收卡必然需要更高的處理速度與處理帶寬，由 之帶來的是，接收卡處理平臺的升級，因此，接收卡的制造成本會隨之上升，投 入時間長，且與當(dāng)前正在使用的接收卡不兼容。第1、2點同時具備，既縮小接收卡尺寸，又提高接收卡處理能力。該方案 的優(yōu)點為：一張接收卡能夠帶載更多的點數(shù)，且尺寸小，安裝方便。缺點為：由 于尺寸要更小，又要提高處理能力，這對接收卡而言

5、，開發(fā)難度高，制造成本也 高。根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)，定制化接收卡，使接收卡與模塊完美配合，實現(xiàn)大帶載、高 性能。該方案的優(yōu)點非常明顯，量身定做，不同的LED規(guī)格都有相應(yīng)的接收處理 板，而接收處理板又與燈板設(shè)計以及箱體的設(shè)計匹配，達(dá)到性能與結(jié)構(gòu)的完美。 這個方案前期投入較大，需要LED屏體廠商與LED顯示屏系統(tǒng)廠商雙方合作，投 入研發(fā)，但一旦產(chǎn)品量產(chǎn)，成本會隨著產(chǎn)量相應(yīng)下降。小間距顯示屏之逐點校正技術(shù)小間距顯示屏的快速發(fā)展給逐點校正技術(shù)帶來了的挑戰(zhàn)在于兩方面：一方面 是高密度、高分辨率下的校正；另一方面是拼接縫隙校正。本文提出兩種新技術(shù)， 以應(yīng)對上面兩個問題。1）大視角逐點校正技術(shù)常規(guī)逐點校正技術(shù)由于受

6、到相機分辨率的限制，一次能夠校正的點數(shù)非常有 限，通常需要對顯示屏進(jìn)行分區(qū)校正。校正每個分區(qū)時都需要校正人員重新調(diào)節(jié) 長焦鏡頭對指定區(qū)域進(jìn)行清晰成像以采集數(shù)據(jù)，這就嚴(yán)重降低了校正的效率。而大視角逐點校正技術(shù)規(guī)避了這種繁瑣的分區(qū)采集方式，直接使用中短焦距 的鏡頭對大視角內(nèi)的LED顯示屏進(jìn)行成像，在具體測量時，巧妙的利用LED顯示 屏的分立顯示可控性，將相鄰的LED像素進(jìn)行分立顯示，分多次自動完成采集， 實現(xiàn)高密度、高分辨率的校正。其原理圖如圖1所示。O OO Q Q OO0 Qo0 o O O口?？赒 o O 0 o O 0 o凸凸 0 己00 0oQ GCj O Gcoo -o a o o a

7、& aO QO O O OQQ QoQ o o oo o o o -o o o Qo oO 口o O O0 OGc O O cO O oo o O 0 o O o口 oO OO O OO0 0-oo ao o oO Qo o O 0 0 0 0 oO O0a e0 6i3i e e ae- a a a gs &0。 0 g。OQ Qo0 Oa 0 ?？赑 Q。O O QA 0O OO Q O OQ0 QoO Go o ocooO O =0 0 O 0 0& oO OO O Q O00 00a oo a oo o O O K 0 O 0 0o o仍次第胡第：-次圖1 LED顯示屏分立顯示示意圖這

8、種校正技術(shù)能夠使得單次校正分區(qū)的大小擴(kuò)充為原先的25倍乃至更多， 從而大幅度提升了校正效率，并顯著減少了人工操作環(huán)節(jié)。更難得的是，這種測 量方式避免了相鄰LED燈點之間的光串?dāng)_，能夠達(dá)到更高的測量精度。2）拼接縫隙校正技術(shù)拼接縫是小間距顯示屏的頑疾。其對顯示屏的影響主要表現(xiàn)為在拼接縫處出 現(xiàn)亮線或者暗線，而它本身的幾何錯位問題并不容易被察覺。在這里我們提出一種基于機器視覺技術(shù)和人眼視覺特性的縫隙檢測和校正 技術(shù)：a）基于機器視覺技術(shù)的縫隙檢測用相機對LED顯示屏進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，利用圖像處理技術(shù)智能識別每一顆 LED燈點的坐標(biāo)，再采用灰度重心法（式1和式2），對每一顆LED燈點進(jìn)行亞 像素級別

9、的中心定位，進(jìn)而計算出其與周圍燈點的間距，最后根據(jù)間距的大小判 斷縫隙的所在位置。UxU、（式1） m =1 n = 1 m =1 n = 1L =查 Umn/Ulmn （式2） m =1 n = 1 m =1 n = 1其中，、分別為質(zhì)心（LED燈點亞像素級別的中心位置）的行、列坐標(biāo)，為 燈點區(qū)域的大小，為像素時的灰度值。b）基于人眼視覺特性的縫隙校正Frequency人眼實質(zhì)上是一個光學(xué)器件，其MTF具有低通濾波器的特性（圖2），當(dāng)觀 察者由近到遠(yuǎn)觀看LED顯示屏的時候，在近距離處其頻譜基本上都被保存下來， 看到的是一個一個分離的像素點，隨著距離增大，高頻成分逐漸被濾除，直至看 到連續(xù)的圖

10、像。MTF圖2人眼MTF低通濾波特性拼接縫本身并沒有導(dǎo)致LED燈點發(fā)光強度的變化，但由于其改變了單位面積 內(nèi)的LED分布密度，在人眼低通濾波后，即呈現(xiàn)出明顯的亮暗線特征。結(jié)合第一步機器視覺獲得的縫隙信息，再配合人眼的低通濾波過程，可以仿 真得到人眼視網(wǎng)膜上真實的投影圖像，如圖3、圖4所示。圖3為有拼接縫隙的 LED燈點分布圖，圖4為人眼模糊圖像，可以明顯看到一條垂直亮線和一條水平 暗線。圖3 LED燈點分布圖圖4人眼模糊圖像在得到視網(wǎng)膜的投影圖之后，通過調(diào)節(jié)縫隙周圍LED的亮度就可以削弱其亮 度不一致的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)參數(shù)可以利用數(shù)值計算的方法求得最優(yōu)解。5.小結(jié)針對小間距顯示屏面臨的顯示效果、大分辨率帶載以及校正問題，本文分析 了問題的成因，并探討了解決問題的途徑