单点校正技术
LED显示屏之所以能对视频图像的再现,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、单色发光等等,相对于这样更重要的是怎样大批量应用的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,这样可以屏幕在长时间运行和老化后,依然可以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控制,包括其亮度和颜色的控制,以获得的均匀度,生成为清晰的图像。
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,并正确地搭配每个立的LED芯片的亮度级和颜色,从而给出佳的各色均匀性和白平衡。
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,亮和暗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,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。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,整个系统中亮度值暗的像素为基本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。
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、、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的还原颜色是接近自然色的,如PAL制或NTSC制电视的效果,人眼看起来适应。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,所以对每颗LED灯进行立颜色校正,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,LED显示屏色彩还原的均匀一致性。
LED的颜色是非常的,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,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大的属绿色LED,在显示屏上的色彩差别也大。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。
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。
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,的颜色处理技术是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。
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。
LED显示屏是集光电子技术,微电子技术,计算机技术和视频技术为一体的高科技产品,它的发光部分由LED(即光发二极管)拼装组成的,其优点是耗电量少,亮度高,工作电压低,驱动简单,寿命长,性能稳定。显示屏面积可以根据需要由单元模块任意拼装,响应速度快。
LED显示屏的出现弥补了以往磁翻板,霓虹灯等信息发布媒体效果的缺陷。以其变化丰富的色彩,图案,实时动态的显示模式,的多媒体效果和强大的视觉冲击力,将信息、文字、图片、动画及视频等多种方式显示出来,成为信息传播的划时代产品,在铁路、民航、体育场馆、会议厅堂、高速公路、广场、大型商场、银行、证券市场以及多种监控调度中得到了广泛的应用。
LED电子显示屏是一种显示文字、图像、二维或三维动画及电视、录像、VCD等视频信号的理想的公众信息显示媒体,作为当代高科技发展的产物,它与广告牌、灯箱、霓虹灯等传统宣传媒体比较,具有无可比拟的优势:
1、可实时播放无限的信息(每秒钟高达60幅图像);2、是目前世界上各种宣传媒体中亮度高的;3、图像清晰、视觉大、功耗低、寿命极长等。现已在城市的各种行政事业单位得到了广泛的应用,在提高形象和度及渲染单位主办各项活动的气氛等方面起到了良好的作用。
1、起到方便公众、政务公开的作用。
2、起到普及知识、宣传相关法规、条例的作用。
3、起到公告板的作用。
4、起到公益广告的作用。通过显示屏幕可播放天气预报、及重要新闻等。
5、起到烘托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢迎词,各种重大节日的庆祝词等。