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技術(shù)文章

LED顯示屏重點(diǎn)技術(shù)解析

閱讀：1262發(fā)布時(shí)間：2015-7-16

　　摘要：按LED顯示屏的各基色(即紅、綠、藍(lán))分別進(jìn)行失控圖素的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,取其中的zui大值作為屏幕的圖素失控率。失控的圖素?cái)?shù)佔(zhàn)全屏圖素總數(shù)之比,稱(chēng)之為……
　　
　　1.圖素失控率
　　
　　圖素失控率是指屏幕的zui小成像單元工作不正常所佔(zhàn)的比例。而圖素失控有兩種模式：一是盲點(diǎn)，也就是瞎點(diǎn)，在需要亮的時(shí)候它不亮，稱(chēng)之為瞎點(diǎn)；二是常亮點(diǎn)，在需要不亮的時(shí)候它反而一直在亮著，稱(chēng)之為常亮點(diǎn)。一般地，圖素的組成有2R1G1B（2顆紅燈、1顆綠燈和1顆藍(lán)燈，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不會(huì)是同一個(gè)圖素裡的紅、綠、藍(lán)燈同時(shí)全部失控，但只要其中一顆燈失控，即認(rèn)為此圖素失控。按LED顯示屏的各基色（即紅、綠、藍(lán)）分別進(jìn)行失控圖素的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，取其中的zui大值作為屏幕的圖素失控率。失控的圖素?cái)?shù)佔(zhàn)全屏圖素總數(shù)之比，稱(chēng)之為「整屏圖素失控率」。另外，為避免失控圖素集中于某一個(gè)區(qū)域，即區(qū)域圖素失控率，也就是在100×100圖素區(qū)域內(nèi)，失控的圖素?cái)?shù)與區(qū)域圖素總數(shù)（即10000）之比。
　　
　　2.灰階等級(jí)
　　
　　灰階也就是所謂的色階或灰度，是指亮度的明暗程度。對(duì)于數(shù)位化的顯示技術(shù)而言，灰階是顯示色彩數(shù)的決定因素。一般而言灰階越高，顯示的色彩越豐富，畫(huà)面也越細(xì)膩，更易表現(xiàn)豐富的細(xì)節(jié)。
　　
　　灰階等級(jí)主要取決于系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換位元數(shù)。當(dāng)然系統(tǒng)的視訊處理芯片、內(nèi)存以及傳輸系統(tǒng)都要提供相應(yīng)位元數(shù)的支援才行。LED顯示屏如果采用8位元處理系統(tǒng)，也即256（28）級(jí)灰階。簡(jiǎn)單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。如果采用RGB三原色即可構(gòu)成256×256×256=16777216種顏色，即通常所說(shuō)的16兆色。品牌屏幕主要采用10位元處理系統(tǒng)，即1024級(jí)灰階，RGB三原色可構(gòu)成10.7億色?；译A雖然是決定色彩數(shù)的決定因素，但并不是說(shuō)無(wú)限制越大越好。因?yàn)槭紫热搜鄣慕馕龆仁怯邢薜?，再者系統(tǒng)處理位元數(shù)的提高會(huì)牽涉到系統(tǒng)視訊處理、存儲(chǔ)、傳輸、掃瞄等各個(gè)環(huán)節(jié)的變化，成本劇增，性?xún)r(jià)比反而下降。一般來(lái)說(shuō)民用或商用級(jí)產(chǎn)品可以采用8位元系統(tǒng)，廣播級(jí)產(chǎn)品可以采用10位元系統(tǒng)。
　　
　　3.色差校正
　　
　　由于色座標(biāo)的差異，電視視訊信號(hào)的色域與LED的色域存在差別，造成播出的電視節(jié)目顏色顯得不真實(shí)。所以，色座標(biāo)的校正十分重要。校正的轉(zhuǎn)換計(jì)算比較復(fù)雜，難于用軟件完成。
　　
　　4.一致性
　　
　　全彩LED顯示屏的zui大難點(diǎn)就是一致性，或者說(shuō)zui容易被觀(guān)眾覺(jué)察的毛病就是一致性不好，屏幕顯得一塊深一塊淺，俗稱(chēng)馬賽克現(xiàn)象，是zui令人反感的。造成一致性不好的原因是多方面的，包括選用的LED品質(zhì)、驅(qū)動(dòng)電路、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工等。但是，除非所用發(fā)光二極體的離散性太大外，否則一致性的問(wèn)題主要是設(shè)計(jì)和施工問(wèn)題?；蛟S一般的人觀(guān)看有問(wèn)題的LED戶(hù)外顯示屏，也許一開(kāi)始看不到馬賽克現(xiàn)象，也許很輕但不是沒(méi)有，一般人與專(zhuān)業(yè)人士的觀(guān)察將有一些差異。
　　
　　5.亮度鑒別等級(jí)
　　
　　亮度鑒別等級(jí)是指人眼能夠分辨的圖像從zui黑到zui白之間的亮度等級(jí)。前面提到屏幕的灰階等級(jí)有的很高，可以達(dá)到256級(jí)甚至1024級(jí)。但是由于人眼對(duì)亮度的敏感性有限，并不能*識(shí)別這些灰階等級(jí)。也就是說(shuō)可能很多相鄰等級(jí)的灰階人眼看上去是一樣的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。對(duì)于屏幕，人眼識(shí)別的等級(jí)自然是越多越好，因?yàn)轱@示的圖像畢竟是給人看的。人眼能分辨的亮度等級(jí)越多，意味著屏幕的色空間越大，顯示豐富色彩的潛力也就越大。亮度鑒別等級(jí)可以用的軟體來(lái)測(cè)試，一般屏幕能夠達(dá)20級(jí)以上就算是比較好的等級(jí)了。
　　
　　6.數(shù)位處理能力
　　
　　要達(dá)到圖像，必須有高品質(zhì)的視訊信號(hào)源。對(duì)于一般的大屏幕用戶(hù)，所能得到的信號(hào)就是廣播電視信號(hào)，DVD、VCD等只是家用級(jí)的。因此，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)位處理、提升圖像品質(zhì)就是*的了。事實(shí)上大家都有這樣的體會(huì)：播放經(jīng)過(guò)挑選的節(jié)目時(shí)，顯示效果是非常滿(mǎn)意的，但如果是實(shí)況轉(zhuǎn)播電視節(jié)目或放映DVD影片，難免有各種畫(huà)面和鏡頭，例如夜景等暗畫(huà)面或大面積的高亮度明亮畫(huà)面，那時(shí)效果就要大打折扣了。怎樣才能在各種畫(huà)面和鏡頭下都有滿(mǎn)意的效果呢?這就要靠數(shù)位信號(hào)處理，例如數(shù)位梳形濾波，濾波降噪，邊緣銳化，遠(yuǎn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償，色度修正，非線(xiàn)性修正等等。特別值得一提的是比例縮放(SCALE)處理，是LED顯示屏大屏的特殊問(wèn)題，要大家下功夫研究。由于大屏幕像素總是少于視訊資訊源，在播放時(shí)必然遇到比例縮放問(wèn)題，採(cǎi)樣和重現(xiàn)中的損失以及造成的混迭和缺陷會(huì)造成圖像品質(zhì)下降。如何減少和降低損失，需要數(shù)位信號(hào)處理技術(shù)。數(shù)位圖像處理技術(shù)已經(jīng)取得很大的進(jìn)展，有許多成果，例如大尺寸電視或投影中的技術(shù)成果，可以直接運(yùn)用到大屏幕顯示中來(lái)。數(shù)位處理系統(tǒng)的處理能力集中體現(xiàn)在處理位元數(shù)和處理速度上，運(yùn)用DSP或FPGA是必然趨勢(shì)。
　　
　　7.灰階非線(xiàn)性變換
　　
　　灰階非線(xiàn)性變換是指將灰階數(shù)據(jù)按照經(jīng)驗(yàn)資料或某種算術(shù)非線(xiàn)性關(guān)係進(jìn)行變換再提供給屏幕顯示。由于LED是線(xiàn)性器件，與傳統(tǒng)顯示器的非線(xiàn)性顯示特性不同。為了能夠讓LED顯示效果能夠符合傳統(tǒng)資料源同時(shí)又不損失灰階等級(jí)，一般在LED顯示系統(tǒng)后級(jí)會(huì)做灰階數(shù)據(jù)的非線(xiàn)性變換，變換后的資料位元數(shù)會(huì)增加（保證不遺失灰階數(shù)據(jù)）。
　　
　　8.可靠性和壽命
　　
　　可靠性是屏幕的生命，無(wú)論是用于企業(yè)形象，或是基于商業(yè)模式的活動(dòng)，LED顯示屏穩(wěn)定可靠都是至關(guān)重要的?？煽啃灾笜?biāo)由平均*時(shí)間(MTBF)和平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)來(lái)表述。MTBF10000小時(shí)是一個(gè)非常高的指標(biāo)，實(shí)際上也不一定需要。文/深圳LED基地（公眾號(hào)：深圳LED基地）

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