海佳彩亮LED全彩显示屏P2.5技术方案书

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强大的品牌代言

第一章：产品性能海佳彩亮表贴三合一全彩LED显示屏主要性能、参数说明1、三合一表贴全彩屏特点

【产品构成】

本次项目室内三合一表贴全彩屏将表贴三合一灯均匀分布构成。

【产品所用关键性技术处理】

包括逐点可调技术、多媒体控制技术、视频处理技术、色温处理、对比度处理、亮度调节、白平衡控制、超大规模集成电路技术、恒流源技术、灰度控制技术、马赛克处理。

【产品优势】

运用在计算机控制下的表贴技术，对电路板表面的元器件进行全自动组装，此表贴LED没有管腿而是采用焊盘。印制板正面贴装表贴LED，背面贴装IC、电阻、电容等驱动器件可避免大量接插件、连接件，大大提高整个系统稳定性，由于SMD全自动化的封装形式，每个SMD的都有独立的散热基座，这种显示屏可以做到较高亮度。此外该产品还具有如下优势：

1）分光分色较好、色匀性较好，且颜色饱和度高；

2）可实行单灯维修，维修方式简单；

3）功耗小、散热快，屏体使用寿命长，产品故障返修率低、可靠性高；

4）屏体表面有面罩保护，使整个屏体达到防尘，防直接与发光晶片的碰撞，并能达到保护晶片的效果；

5）工艺更成熟,可靠性更高,平整度更高，基本上不会出现虚焊和人为失误;

6)混色效果、色平衡一致性更加良好，无论是图象还是文字、视频,均有非常清晰、细腻、逼真的显示效果。

由此可以看出，此类显示屏是目前全彩屏中的最高端表现形式。

【产品质量可靠性及性能稳定性】

显示屏系统的各组成部分在设计、制造、施工过程中，严格参照与之相关的各项国际标准、国家标准、行业标准、进行规范化并结合公司先进的生产设备和生产工艺设计和施工，确保系统了的先进性、实用性和可靠

第二章 工程案例

第三章、海佳彩亮的技术优势

屏幕显示系统是一个用于数字化媒体内容发布与播出的专业系统，它的大空间、大画面、大纵深、大境界的特点是其他显示设备均无法实现的。其卓越表现完全通过高质量、高技术含量、高可靠性达成的，先进的硬件组合配以优化的软件资源，能够让大屏幕展示各种信息，其传达信息更有效，产品、服务、活动或任何营销沟通的内容更加具吸引力，极具商业价值与可靠的实用主义特征。

一、高可靠性

高质量开关电源供电：单元箱体采用高可靠直流电源供电方式，保证箱体供电的安全性。

双路信号热备份：本项目采用双信号备份，保证显示屏在一路信号出现故障或者检修设备时，依然可以正常显示工作，保证整体系统的工作可持续性。

信号回传机制：HL-VWP2箱体具备完整的信号环路形式，保证双信号源备份达到完美的呈现效果。

二、真正无缝拼接技术

液晶拼接墙因为液晶面板尺寸的限制，会在屏幕中间出现均匀的黑缝，影响整体一致性。

LED屏幕可以任意方向、任意尺寸、任意造型拼接，画面均匀一致，受众范围更广，真正无缝拼接屏。特别是用在监控背景墙或演出舞台背景屏幕的情况下，无缝屏幕的优点更加明显，图像画面任意分割，可以接收多路输入信号，同时显示在屏幕上，且画面无分隔，没有黑线，不存在遗漏信息的情况。

三 响应时间极小

在数字显示技术中，任意连续视频是由许多静止画面帧组成，其中每相邻两帧画面的更换时间，是衡量观众收看到的图像连贯、清晰的重要指标。LED显示屏的这一时间极短，在纳秒级别内，故与液晶和投影机相比，特别是在监控画面及播放动态视频的时候，具有极大的优势。

相对于照相机、摄像机这种记录图像的设备而言，显示屏幕是还原影像的一种设备，我们最常接触的有液晶显示屏（LCD）、等离子（PDP）、投影和LED显示屏，LED屏幕的亮度、颜色、功耗以及响应时间等方面优势明显。

注：1毫秒=1000微秒=1000000纳秒

四、亮度高且可调

LED显示屏的亮度是指单位面积所发出的光强度，单位cd/㎡，简单说就是一平方米显示屏发出的光强度。LED显示屏的亮度是衡量大屏幕的关键性技术指标。屏幕的亮度决定其应用的场合，比如室内环境安装一块显示屏，亮度在1500cd/m2以内即可。室外环境由于光线充足，环境光较强，所以要提高显示屏的亮度，至少达到5500cd/m2以应对白天无法收看到清晰图像的问题。

像素间距决定像素密度，LED灯品牌及型号确定的前提下，给出像素间距就能得出屏幕的理想状态下，在显示全白画面时所能到达的最大亮度值。

根据显示屏在白平衡时红、绿、蓝三色发光二极管亮度需满足3:6:1的关系，确定发光二极管的典型发光强度参数，以及红绿蓝灯的像素配比，得出一个像素点的理论发光强度，最后与点密度的乘积得出显示屏白平衡时的亮度值。

五、高对比度

显示屏在一定的环境照度下，其最大亮度与背景亮度之比称为最高对比度。简单的定义就是显示屏的白色亮度与黑色亮度的比值，按10bit灰阶来说，就是输入信号为1024时的亮度值除以输入信号为0时的亮度，比如一台显示器在显示全白画面时实测亮度值为1500cd/㎡，全黑画面实测亮度为0.5cd/㎡，那么它的FOFO（full on full off）对比度就是3000：1。

全开/全关FOFO（full on full off）对比度：显示器接收全白信号时所显示的亮度与全黑信号显示器的亮度的比值，这也称为最大对比度。

六、单点校正技术

LED显示屏之所以能对视频图像的完美再现，得益于LED发光颗粒自身的先天优势，包括体积小、控制灵敏、排布灵活、纯正单色发光等等，相对于这样更重要的是怎样保证大批量应用的LED发光颗粒能够均匀一致的发光，让其亮度和色度高度统一。这就需要一门称之为单点校正技术的办法，实现几百上千万颗LED能达到一模一样的发光特性。这种技术也是将普通厂家LED产品区分开来的关键技术。

在原有单点校正的基础上，TV2.5箱体新增了整屏亮度、色度校正和单模块亮度、色度校正技术。整屏亮度、色度校正会根据项目具体情况，在间隔一到两年时间对整屏进行亮度和色度的校正，这样可以保证屏幕在长时间运行和老化后，依然可以保证整屏亮度和色度的一致性。

单模块亮度、色度校正技术可以实现对单个模块进行亮度和色度的校正，该技术很好的解决了屏体更换模块后，新模块与旧模块之间的色差问题。

单点校正系统会对每个显示屏单元板中的每个像素进行单独控制，包括其亮度和颜色的控制，以获得前所未有的均匀度，生成最为清晰的图像。

在目前的LED技术中，各家显示屏制造公司都会选则专门生产LED发光颗粒的公司进行采购，即使选用同一品牌厂家，同一型号同一批次的LED，拿到的一批LED灯的亮度和色度都各不相同。这一问题导致了大屏幕颜色偏移、不一致的色纯度和质量低劣的伪白色，因为无达到真正的白平衡。为了消除这一问题，我们将采购LED芯片批次的工作尽可能做细，来分区或分解成具有近似颜色和亮度的区块。这种处理有一定的帮助，但仍有不足，所以我公司引进最先进的单点亮度及单点颜色校正技术，来应对这一问题将图像品质提升至更高档次。

在单点校正技术中，要在暗环境内对每个扫描板上的LED的颜色和亮度值进行测量，并将测量结果保存在该扫描板上的EPROM(可擦可编程只读存储器芯片)中。我们的微处理器能够读取这些数据，并正确地搭配每个独立的LED芯片的亮度级和颜色，从而给出最佳的各色均匀性和白平衡。

七、单点亮度校正

每个LED显示屏由很多个显示单元以及成千上万颗LED灯构成，三种颜色LED灯组合成为一个像素。由于LED的离散性，同一种颜色每颗LED的亮度都不同，导致其每个像素的亮度有很大的差异。在同档同批筛选后的产品中，最亮和最暗LED之间的亮度差有时甚至能高达10%～15%。

即便是使用同一批次同一档次的LED灯，恒流驱动电路也存在着较大的差异，并呈离散性分布，驱动电路的差异也导致LED像素的亮度差达到6%，不进行修正也将影响到整屏亮度一致性。

为弥补这种差异满足屏幕的观看效果，除使用经过仔细分档筛选的LED灯以及相应驱动芯片外，必须采用单点亮度校正技术，即通过调整流入每个LED的电流来控制像素亮度。最终实现整屏LED一致的亮度。

单点校正工作是从显示单元组装完成后开始的，通过光感照相设备测量每颗LED的亮度，指定整个系统中亮度值最暗的像素为基本LED点，其他所有像素均与其进行对比，改变输入电流实现改变亮度，同时达到整屏亮度一致目的。

其中x轴为LED，y轴为以mcd表示的LED亮度和以mA表示的LED驱动电流值。在未进行点校正前，所测得的面板中每个LED之间的亮度差可高达±8%。这样大的亮度差在高端显示器中是无法接受的。

校正前，通过精确技术采样，各LED的色度偏差范围超过±20%以上，即偏差值最大差距高达40%以上。因此，直接使用LED组装的显示屏，必然出现色度亮度不均匀的马赛克现象。

通过LED单点亮度色度校正，使得各LED的色度偏差范围小于±1.5%，人眼已经无法察觉此偏差范围，因此可以保证LED显示屏的色彩鲜艳均匀，消除了色度亮度不均匀的马赛克现象。

八、单点颜色校正技术

八、单点颜色校正技术

从色度图上我们可以看到，CRT的色空间三角形与红色、纯绿色、蓝色LED发光二极管的色空间三角形是不同的。LED的色空间大于并包含了CRT的色空间，但是，CRT的还原颜色是最接近自然色的，如PAL制或NTSC制电视的效果，人眼看起来最适应。而在全彩色LED视频显示系统中如果不对红、绿、蓝色信号进行适当的调整（色坐标空间变换或颜色校正），LED显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，色彩还原效果会非常差，原本应发白色光时有可能发粉红色或产生其它色偏现象。为解决以上问题，要对视频源和LED显示系统的颜色进行色坐标变换即颜色校正，从而使画面色彩更贴近真实。

将呈离散分布的同批同档LED，经过色坐标变换校正技术，都移至PAL制式色度区域内，使显示屏播放的视频颜色在PAL或NTSC制式之内，因此能够完全适合人眼对颜色的感觉习惯，真实还原自然界的颜色。

人物肤色作为中间颜色，且要细腻表现出人物表情，因此也被认为是难以表现的色彩之一。下图综合色彩表现中，有红、黄、白三色玫瑰、有人物肤色、衣服、头发颜色可供比较，其中背景颜色是25%灰色。

由于每颗LED灯的特性都不一样,所以必须对每颗LED灯进行独立颜色校正，单点颜色校正技术实现两个功能：

一是使LED显示屏幕展现出自然界的真实色彩，实现颜色的真实还原。

再就是使每个像素同种颜色的色坐标之间的误差△x,y<0.003，保证LED显示屏色彩还原的均匀一致性。

LED的颜色是非常纯正的，红、绿、蓝色半导体发出的光非常鲜艳——比激光外的任何其它光源或显示器都更加鲜艳。LED的色纯度通常在90%以上，所以实际颜色比视频中使用的荧光阴极射线管的颜色强得多。在LED显示器上播放视频广播图像可能会导致某些场景着色过强而不准确，整个图像也会出现明显的色彩（红色或绿色）。我公司的单点颜色校正系统采用全矩阵校正，将像素的原色用电子装置搭配成视频标准色，最终屏幕能准确地显示各种颜色，没有色彩偏红或绿或异常色彩。

以LED出厂色度值点亮显示屏，颜色失真，特别是绿色偏差较大，人的皮肤颜色偏红不真实，有较差的还原度。

经单点颜色校正后，图像柔和，颜色过渡平滑，符合观众的色彩区分能力。特别是人眼最敏感的皮肤色还原力的表现，已接近真实感觉，将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。

从颜色校正曲线原理图不难发现，红绿蓝三色色坐标变换幅度最大的属绿色LED，在显示屏上的色彩差别也最大。上图为选择波长525nm的纯绿LED构成显示屏效果，可以看出绿色荷叶成像偏离真实颜色，细部特征失真，缺乏层次和真实感。校正前LED绿色波长。

将LED发光颜色校正到PAL制曲线后，成像具有明显提升，特别是绿色还原能力，真实地再现了大自然绿色植物固有的颜色，画面更具层次感，更加引人入胜。

颜色可达2814749亿色，远远超出了常见液晶显示屏具有的颜色数，是显示技术在图像还原能力上质的飞跃。

显示系统的超高处理能力还带来超高灰度等级等优点，是LED屏幕最高品质的根本表现，显然这要比普通LED厂家的8bit处理能力超出很多，屏幕画面更真实，色彩更绚丽，遵从原始图像程度更高。

九、广播级灰度处理

灰度也就是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言，灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表现丰富的细节。

灰度等级主要取决于系统的视频处理芯片、存储器和传输系统性能，目前国内主流显示屏采用8位处理系统256级灰度，从黑到白共有256种亮度变化，共有0.167亿种颜色。我公司采用台湾高端驱动芯片，16bit处理系统达到65536级灰度，可构成281万亿色。

在黑色灰阶宽容度测试中，在木炭的背光位处，可以比较清楚地看到木炭的线条纹路；在木炭的向光位处，能够很好地呈现木炭的质感。在控制噪点方面，LED新技术表现很好，画面噪点并不明显。

作为画面灰阶层次对比的两极，黑、白两色对比是显示屏幕对比度最直接的表现。灰阶层次部分采用的是黑白背景与黑白衣服的对比，当然中间色彩如酒杯、头发、人物肤色都也起到了很好对比效果。

从人的视觉生理学出发，人的眼睛对于高亮度和低亮度的灰度分辨力都较差，而对中等亮度的分辨力高。显示屏的灰度表现越出色，特别是在低亮度下显示屏灰度表现越完整，其显示的画面层次感和鲜艳度比传统显示屏越高，能表现出的图像细节更多，无信息损失。

十、超高刷新速率

LED显示屏刷新率即为图像每秒钟显示数据被重复的次数，高速的刷新频率可完全适应高速摄影机和高清电视转播需要，显示屏达到3840赫兹以上时，摄取画面稳定无波纹无黑屏，应对动态显示画面，图像边缘清晰，将图像信息准确真实地还原。

为了让客户更加直观的了解我司产品的刷新频率，我们现在利用高速相机对全白场的LED模组进行拍照。其原理是通过调整相机快门速度对产品成像进行抓拍，当快门速度低于模组刷新率时，观测到模组呈现的是完整的白场，当快门速度高于模组刷新率时照出的照片上模组呈现的是不完整的白场（明显的黑白间隔线），从而可以定性的判断一款产品的刷新频率高低的影响。

对一块显示屏用单反数码照相机进行屏摄，可以模拟人眼接受图像的实际效果，我们对快速运动的火车影像的屏摄，需要注意的图片表现包括火车头、车窗、火车背后的景物等等。

由上图示意所示，截取对比的是火车头部分，需要注意的是此部分是否有重影，虚化，如果拖尾现象严重，都可以从这张屏摄图中大致表现出来。刷新速率越高，动态表现越好，这些负面现象越小。

十一、色域覆盖率广

人眼所能看到的光线称之为可见光，在光谱图上可见光谱是波长从380nm到780nm之间的光线，而通过R红、G绿、B蓝这三种颜色的混合，可以得到近似于全部可见光谱范围内的光线。

1931年，国际照明委员会CIE制定了CIE1931 RGB系统，规定将700nm的红、546.1nm的绿和435.8nm的蓝作为三原色，后来CIE1931-xy色度图成为描述色彩范围最为常用的图表。色域就是在这张图上所覆盖的范围，而这个范围就是由RGB三种纯色的坐标所围成的三角形或者多边形（增加补色）的面积。

色域覆盖率是表征一款显示屏对色彩还原能力的体现，常用其三基色构成的三角形区域面积相对NTSC色域范围面积的百分比描述。一台显示器的色彩丰富最根本的决定因素是色域范围，只有纯度高的红、绿、蓝色光才能完整覆盖自然界存在的可见光范围。

显示屏的全色域色彩过渡效果，决定着显示颜色表现准确性和画面通透性，优秀的颜色处理技术是保证成像画面更真实的保障。从下图可以看到，普通LED显示屏由于色彩过渡处理不佳，造成黄色和绿色之间、绿色和灰白色之间存在“竖状颜色条”，颜色突变非常明显。

LED显示屏最难表现的颜色是金黄色，既要控制色彩不能过曝而显得偏白，又要控制色彩不能太浓以致偏色。达到三个线球之间有颜色深浅之别，而不会画面偏色及过曝。

广色域LED在黑背景显示色彩丰富，如上图左，而投影屏幕或液晶平板，在纯黑背景下，颜色缺失严重，整个画面犹如蒙上一层白雾，不够通透。

LED显示屏的色域覆盖率达到36%以上，大于NTSC色域范围，而常规液晶显示屏只有32%，等离子会比液晶稍高，但不及LED屏幕。

十二、广播级视频处理技术

在整个图像还原系统的各个环节中，LED显示屏本身属于终端显示设备，视频信号未经过处理，是无法在屏幕上显示的。在对标准视频信号进行解压、编码、编辑等处理操作后，发送到LED显示终端。这也是采用相同的LED灯，相同的结构技术、安装方法，并且有相同的尺寸和相同的分辨率后，能区分不同品质的LED制造商的必要办法。这种会影响显示屏成像效果预期的因素，恰恰是最容易忽视的地方。

十三、运动补偿技术

处理器接收到各种视频标准的图像后，首先进行解隔行扫描。

视频图像是由许多水平扫描线组成的，NTSC视频可见的扫描线数目约为486线；PAL视频则为576线。将一个隔行扫描信号转化成非隔行扫描信号，最简单的方法就是，提取第一组扫描线，将它翻番后显示出来，忽略第二个扫描场。

更好的方法是将第一个扫描场保存在存储器中，在第二个扫描场到达之后，将它与第二个扫描场合并在一起，然后显示完整的画面。每个扫描场代表一个一秒快镜的1/60或1/50。如果某个物体处于快速运动状态，则它在奇数扫描场和偶数扫描场中的位置是不同的。解决这一问题需要使用实时数字处理，在合并这两个扫描场之前，对其进行插值处理，避免出现图像抖动，这种处理被称之为运动补偿。这一过程意味着模拟视频信号被数字化，所以处理过程会影响最终的成像结果。

十肆、画面拼接技术

在应对超大屏幕（任意方向分辨率超过1920点以上）的视频处理任务上，我们选用了多屏拼接器技术进行多画面同步拼接。由于多画面待了的超大数据处理量，需要纯硬件解码处理功能，的专业化的图像处理设备，能够将多个动态画面显示在多个屏幕上面，实现多窗口拼接的功能。专为要求高质量显示多个视频画面的场合设计，为大屏幕多画面融合需求提供了一套理想的解决方案。

多屏幕拼接控制器采用大规模FPGA 阵列式组合处理构架，全硬件设计，自建核心CPU和操作系统。控制器集超宽带视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身，具有强大的处理能力。控制器采用多总线并行和多总线数据交换的处理机制,能从根本上保证对所有输入视频进行全实时处理，图像没有延迟，无丢帧现象。

多屏幕拼接控制器能支持6块屏幕的拼接显示，并支持多种视频输入模式，包括复合视频（DVD 或摄像头信号），电脑信号（VGA 和 DVI 信号）等。其中对复合视频，能做到NTSC/PAL制式自适应；对计算机视频，能支持目前几乎所有的常见显示分辨率；数字视频可支持 1080P 高清信号。

本系统具有基于 Web 的控制、动态调整窗口大小、添加边框和标题等功能，并且每路输入都可在屏幕上的任意位置进行大小调整和定位。显示方式几乎不受任何限制。支持实时、动态地移动窗口以及调整窗口大小。

处理器支持4路VGA输入、2路DVI输入、2路VGA输入、2路S-VIDO输入、2路YPBPR输入、4路DVI-I输出。

十五、使用寿命更长

LED的平均寿命是在加速寿命试验中测量出来的，即光输出功率或光通量衰减到初始值的70%的工作时间，同时色度变化保持在0.007内。LED显示屏平均寿命的意义是LED产品失效前的工作时间的平均值，用MTTF来表示。

LED的预期寿命是一个令人感兴趣的参数，任何购买显示屏的客户都会关心产品能使用多久的问题，LED的标称寿命值是在实验室模拟使用的驱动电流下测量出来的，只能作为衡量使用寿命的一个参考，真正显示屏的寿命是要根据其实际使用情况，包括气候，环境，温度，使用时间及频率，这样计算才更有意义。

LED的寿命与选用的芯片品牌和恒流驱动芯片有关，还与LED单元模组的散热性能有很大关系，因为温度是影响LED使用寿命的主要因素。电能质量也关乎产品寿命，选择较高功率因数的开关电源，以及必要的防雷措施，均能保证LED供电平稳，不出现突变电流，使其寿命更长久。

我公司有悠久的LED显示屏系统制造经验，驱动电路设计经验丰富，结合多年屏幕的使用数据，从各个方面保证LED使用更长久，达到LED典型寿命10万小时，亮度衰减到初始值的一半寿命5万小时标准。

十六、伽玛校正技术

在视频处理系统应用的早期，人们发现主流的阴极射线管(CRT)电视机不能生成与信号输入电压直接成正比的输出光强这一规律。例如50%的输入电压只能生成18%的光强。其影响就是生成一些在黑区和白区之间的中间区里过黑的图像。

所以纯数字类线性响应的LED显示设备，在视频接收处理阶段必须对信号进行伽玛校正，否则LED显示屏不能真实体现视频录制时，真实图像的本来面目。也就是说让50%的输入电压生成50%的亮度。

作为信号处理的一个组成部分，任何视频信号都需要对伽玛值进行校正。

显示器设备的伽马曲线就是输入信号与输出亮度的指数函数的幂，红绿蓝三种颜色对应的伽马曲线就决定画面的表现趋势、色温等等。PC上的液晶显示器出厂设置的伽马值为2.2，而MAC系统则要求伽马是1.8，这也是电脑显示器上看图像虽然色彩浓郁但不真实的缘故。

有的显示屏厂商将LED色彩增强，这个功能其实就是改变RGB各自的伽马曲线，来达到人为修饰的目的。但不管色彩增强功能如何偏色，如何讨人喜欢，显示器始终需要在标准模式下有一条接近标准值的并且重合度较好的伽马曲线。我公司从实际情况出发，遵从还原真实事物色彩准线，满足不同环境及不同用户需求的显示效果，在LED视频处理系统内置有20条γ曲线，并可分别调节三基色。γ值可由最小1.5调整到最大3.0，通过矩阵系统之间的关系实现颜色真实再现。

不同r系数的图像效果比较：