户外全彩LED大屏施工技术方案设计.pdf

.专业资料 LED 显示屏 案 .专业资料 目 录 一、项目分析及设计.5 1.1 全彩显示屏参数.5 1.2 LED 显示系统可实现的功能.8 1.3 显示屏框架系统设计及说明.11 二、LED 显示单元介绍.11 2.1 显示屏系统原理简介.11 2.1.1 信号部分示意图.11 2.1.2 屏幕控制机.12 2.1.3 屏幕配电图.13 2.2 屏体达到的相关指标.14 2.3 屏体安全措指标.15 2.4 硬件选材.16 2.4.1 元器件.16 2.4.2 容差.16 2.4.3 容错.16 2.4.4 电磁兼容性.17 2.5 屏体可靠性及性能.17 2.5.1 总体要求.17 2.5.2 开关电源.17 2.5.3 户外适应性.17 2.5.4 防水处理.18 2.5.5 防尘处理.18 2.5.6 防晒.18 2.5.7防潮.18 2.5.8防冻.18 2.5.9 防眩处理.19 2.5.10 产品维护.19 2.5.11 防风、抗震设计.19 2.5.12 三级防雷技术.19 2.5.13支承钢结构、外装饰、电力电缆、通讯电缆布设设计.20 .专业资料 2.6 系统技术说明书.20 2.6.1 硬件技术指标.20 2.6.2 软件技术功能及指标.20 2.6.3 控制软件的功能.21 2.6.4 播放软件的功能.22 2.7 强电配电与控制.22 2.7.1 供电式.22 2.7.2 电压变化围.22 2.7.3 平均功耗.22 2.7.4 最大功耗.23 2.7.5 配电系统及实现功能.23 2.8 显示屏关键性技术处理.23 2.8.1 多媒体控制技术.23 2.8.2 视频处理技术.24 2.8.2.1 二级非线性校正.24 2.8.2.2色座标空间变换.25 2.8.3 色温处理.26 2.8.4 色彩真实再现.26 2.8.5 边缘增强.26 2.8.6 降噪.26 2.8.7 对比度处理.27 2.8.8 亮度调节.27 2.8.9 白平衡控制.27 2.8.10 帧同步.27 2.8.11 运动补偿.28 2.8.12 静态网格.28 2.8.13 高速扫描.28 2.9 超大规模集成电路技术.28 2.10 恒流驱动技术.30 2.11 我司 LED 显示屏所依据的相关标准.31 三、工程施工组织.33 3.1组织架构.33 3.1.1 工程管理机构及职能.33 3.1.2 工程管理组织机构图.34 3.1.3 工程实施保障职责表.34 3.1.5 工程项目部职责.35 3.2施工案设计.35 .专业资料 3.2.1施工步骤流程图.35 3.2.2 施工前期准备.36 3.2.3 工程布线.37 3.2.4 对货物的清点和开箱检验.37 3.3 屏体安装.37 3.3.1 单元箱体结构安装.37 3.3.2 电源和控制线路连接.37 3.3.3 配电系统安装.38 3.4 控制室设备安装.38 3.4.1 控制机柜和设备安装.38 3.4.2安装专用软件.38 3.4.3 系统连接时的注意事项.38 3.4.4 系统试运行及测试.38 3.5安装工艺参数.39 3.5.1 模组安装平整度.39 3.5.2 控制尺寸公差.39 3.5.3 电气安装.40 3.5.4 结构框架安装.40 3.6施工机具的配备.40 3.7安装过程中的相关说明.41 3.8检验验收案.41 3.9检验和验收标准.42 3.9.1 各项指标等级评定.42 3.9.2 生产验收质量标准.43 3.10业主配合条件.44 3.10.1 配合项目.44 3.10.2 安装调试的先决条件.44 四、质量保证措施.45 4.1 质量保证体系.45 4.2 合理的工程设计.45 4.3 格的设计、制造、验收标准.45 4.4 格的采购控制.47 .专业资料 4.5 有效老化措施.47 4.6 可靠的包装运输计划.48 五、售后服务保障及人员培训案.48 一、项目分析及设计 针对此次 LED 改造项目，我司选用 P-16户外全彩 LED 显示单元。并且针对于该项目设计考虑了防雨，防尘，防雷，防电，防磁的五防要求，管线采用耐磨耐用的抗老化管线，结构经专业工程师设计，由专业的施工队伍架设施工。用具体参数如下：1.1 全彩显示屏参数 1、LED 灯管组成（1）结构示意图 结构说明：每个象素点都由 1R1B1G 构成，由系统操控显示色彩。.专业资料 2、屏体参数 说 明 技 术 指 标 参 数 1、像素管单元箱 1）物理点间距：16mm 2）显示密度：3906 点/m2 3）发光点颜色：1R1G1B 4）基 色：纯红+纯绿+纯蓝 5）屏 体 尺寸：(宽)284mm(高)284mm 2、显示屏整屏 1）模组分辨率：16*16点 2）最 佳 视角：水平 110度，垂直 50 度 3）环 境 温度：存贮-40 +85，工作-30 +65 4）相 对 湿度：10%95%3、供电 1）工 作 电压：AC220V 10，50Hz（三相五线制）2）平 均 功耗：320W/m2 3）最 大 功耗：640W/m2（2）专业分析 序号 分析项目 专业分析容 1 配色分析 为使配色达到最佳的白平衡效果，配色对LED 发光的亮度有格要求，其中各种颜色亮度的配色比例为:R:G:B/3:6:1。2 序 号 项 目 中心波长 亮 度 1 纯红 LED 620nm-625nm 600mcd 2 纯绿 LED 520nm-525nm 1800mcd 3 纯蓝 LED 465nm-470nm 400mcd .专业资料 4、控制系统 1）控 制 式：同步控制 2）显 示 卡：DVI 显卡 3）编 辑 卡：PCTV 卡 5、主要技术参数 1）驱 动 器件：采用 LED 专用驱动器件 2）驱 动 式：静态恒流驱动 3）换 帧 频率：60 帧/秒 4）刷 新 频率：400 帧/秒 5）灰度/颜色：红绿蓝各 256 级，可显示 16.7M 颜色 6）白平衡亮度：8500cd/m2 7）寿 命：10 万小时 6、软件 LED 通用播放软件 7、保护技术 防潮、防尘、防腐、防静电、防雷击，同时具有过流、短路、过压、欠压保护功能。8、播放容 文本文件，WORD文件，所有图片文件（BMP JPG GIFPCX ），所有的动画文件（MPG MPEG MPV MPA AVIVCD SWF RM RA RMJ ASF ）。9、拼装结构 单元模组化结构设计，屏面采用模组显示箱体显示屏组合拼装结构，组装便。.专业资料 1.2 LED显示系统可实现的功能 1、视频功能 实时显示真彩色视频图像，实现现场转播、回放功能；（需配备相关视频处理投术设备）驳接摄像机，清晰、无闪烁的实时显示视频图像，实用显示真彩色视频图像，实现现场直播；播放录像机、影碟机（VCD、DVD、LD）等视频节目，满足视频信号播放和基本要求；支持 PAL、NTSC、SECAM等各种制式 实现文字图像迭加文字信息，全景、特写、慢镜头、拖拽影像等特技效果的编辑和播放功能。可以播放 AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等多种格式的文件。多种文字、字体可供选择；亮度、对比度、饱和度、色度可以通过软件调节，调节围为 256 级。具有重迭（VGA+Video）、影像（Video）、VGA三种显示模式。2、字/图形/信息发布功能 具有丰富的播放式，显示流动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大；播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；播出式有左右滚动、上下滚动、左右推、上下推、旋转、缩放、淡入淡出等二十种以上。同时通过网络连接，显示网络数据信息。.专业资料 3、广告功能 充分利用 LED 显示屏的商业价值，充分利用 LED 显示屏集声、光电于一体的特性，达到商业宣传的目的。播放用户自主制作的广告片、广告横幅、图片、二/三维动画广告。4、安全应急功能 系统处理精度；在信息广播中要求系统处理精度为 100%，不能出现任错误。系统响应时间；大屏幕、电视转播系统要时响应。系统应变能力；系统首要的原则是安全、及时、准确。其正常运转直接影响到公众的社会反响。在能够实现自动化的环节上尽可能彩光电设备和计算机处理。为了适应情况的多变性，必须预留人工干预接口，以便采取应急处理措施。对于可能出现变化的部分，昼彩应急调节的手段，将合法的画面自动锁定，屏蔽非法信号容，避免造成不良影响 5、防雷功能防火功能 系统采用进口防雷设备，分别设立电源、信号防雷系统，在数据舆链路和配电回路加装进口信号、电源防雷器，保证屏体供电电源和数据通讯的安全稳定工作。控制系统应设计大功率泻流电路，有效地保护系统板的安全工作。同时，安装专用接地系统屏体的大地可以接入楼宇系统的公共大地，使显示屏系统处于大厦的统一避雷系统的保护下。屏体安装烟感、温感探测器，连接到 PLC 控制系统监控屏体状况。如有特殊情况 PLC 系统可自动切断电源。6、电路防护功能 .专业资料 显示屏控制驱动电路具有良好的、完备的保护功能。具体包括：过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、断路保护、过热保护、意外掉电保护等。7、防高温功能 电路防高温设计；系统防高温设计。8、系统防护功能 显示屏系统具有防高温、防腐蚀、防水、防尘、防雷、防静电、防风、防震、抗干扰等系统保护功能。9、系统参数调整功能 亮度/灰度/色调/对比度/系统环境参数的调节设定功能。10、系统扩展功能 标准网络接口 CATV有线电视系统输入接口 音/视频输出接口 .专业资料 1.3 显示屏框架系统设计及说明 1、设计依据 建筑结构荷载规 GBJ9-87 钢结构设计规 GBJ17-88 高耸结构设计规 GBJ135-90 混凝土结构设计规 GBJ10-89 输电线路技术条件 DL/T646-1998 2、构件允偏差 当构件长度 L 小于 5m，其长度偏差不大于+/-1 mm；当构件长度大于 5m,其长度偏差不大于+/-2mm。构件弯曲不得大于长度的 1/1000；局部弯曲不得大于被测长度的 1/500，法兰盘连接要牢固可靠。构件均要采用油漆防腐，连接螺栓、螺母、垫片均要求采用防腐处理。构件出厂应妥善包装，合理运输 减少构件受损。焊缝高度除注明外，不得小于被连接件最小厚度。3、安装要求 桁架及其附件的安装应遵守钢结构工程施工及验收规GB50205-95安装现场允使用气割、电焊立柱安装过程中应随时校正其垂直度，架设完毕后管身实际轴线与设计轴线偏差不得大于被测高度的 1/1000，局部弯曲不得大于被测长度的 1/500。屏体安装后应校正平整度。二、LED 显示单元介绍 2.1 显示屏系统原理简介 2.1.1 信号部分示意图 下图图示分别为信号部分实物拓扑图及简单示意图 .专业资料 2.1.2 屏幕控制机 在整个系统中的屏幕控制机控制着 LED 显示屏，通过专用的控制软件，它们可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单去服务器上取得相关的显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。屏幕上像素和屏幕控制机显示器相应区域上像素一一对应，直接映射。同时计算机还负责制作动画、文字，录入图片，并将数据存放到服务器上，供其它工作站共享。在外接了扫描仪、打印机后也能将多种信息用打印机打印出来，如彩色效果图片、业务报告等；.专业资料 操作员经过该工作站还可以控制：屏幕系统播出容的编排 屏幕系统显示效果的设置 人工消息的录入 显示屏系统数据库的日常维护 操作员可以通过系统控制机控制显示屏，并且实时反映显示屏出现的各种故障，如过压、欠压、过流、温度、火警报警等。另外操作员还可以通过系统控制机控制视频切换矩阵，用来选择不同的视频源节目。2.1.3 屏幕配电图 低压配电设备原理图 .专业资料 控制室布置图 概括性的讲,该配电系统的主要特点有：三相五线制供电 采用一根独立于保护的信号地线，供集散控制系统的 PLC 和网络设备使用。配电柜由一台 PLC 控制。他们分五步或六步将显示屏幕开通，以抑制开关电源启动时的冲击电流。PLC 接收网络控制工作站发来的指令信号，产生各种动作逻辑，并且能够将各主要触点的逻辑状态和故障信息返送回网络系统，以便网络系统实施对供电回路的控制和监测。配电柜中配备检修时的断路装置和手动开关装置。配电柜中配备的保护措施包括过流、短路、断路、过压、欠压、温度过高等，也配备相应的故障指示装置。网络供电保护设备的断电供电时间至少二十分钟。2.2 屏体达到的相关指标 屏幕外壳防护等级 .专业资料 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11281-2003 5.1.1.C 级.FNIP45 平整度-符合中华人民国光电行业标准SJ/T11281-2003 5.1.2.1 C 级.P0.5（mm）像素中心距精度 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11281-2003 5.1.2.2 C 级.Jx 5%水平相对错位 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11281-2003 5.1.2.3 C 级.Cs 5%垂直相对错位 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11281-2003 5.1.2.4 C 级 C5%2.3 屏体安全措指标 显示屏接地 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11141-2003 5.4.1 LED 显示屏应有保护接地系统 安全标记 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11141-2003 5.4.2 LED 显示屏接地端子、熔断器、开关、电源处均应有标记和警告标志 对地漏电流 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11141-2003 5.4.3 LED 显示屏的对地漏电流应不超过 3.5mA（交流有效值）抗电强度 .专业资料 符合中华人民国光电行业标准SJ/T11141-2003 5.4.4 LED 显示屏显示模组可承受 1500V 50HZ（交流有效值）的实验电压 1min不应发生绝缘击穿，或绝缘电阻实验：DC 500V测试 L、N 与E的绝缘电阻10M 2.4 硬件选材 2.4.1 元器件 2.4.1.1 采用进口工业级以上器件，所有器件按 72 小时高温老化筛选（摄氏70 度）。2.4.1.2 采用国芯封装，室表贴 2.4.2 容差 元器件降容 20%以上；开关电源冗余量 30%以上；接口电路允元器件参数电源电压5%，电路仍能可靠工作；器件动态特性具有较大冗余，确保系统在元器件特性变化时仍能可靠运行。2.4.3 容错 通讯协议有各种容错：通讯数据不停的刷新，任偶然错误都可以迅速纠正；软件采用各种容错措施；数据保存采用各种容错措施；程序误操作，实时提示；利用合理性判断，剔除不合法数据。硬件支持热插拔。.专业资料 2.4.4 电磁兼容性 电源电路采用标准电脑电源及屏蔽措施，电源噪声滤波器开关电源直流稳压电源标准程式；电源、电路的良好电磁屏蔽；大电流信号地、小电流信号地、结构安全地和电源地分开走线的四线制以及尽可能分开模拟地和逻辑地；印制板设计规，包括元器件排列、走线、滤波等面的格规定，用示波器测量每块印制板地线上的噪声干扰，峰值不超过+50mv；板、板间、机箱间的接口电路具有抗干扰设计；系统现场布线、信号线与交流电源线（动力线）格分开；良好的地线系统；为了提高系统可靠性，电源采取了降额使用的措施，预留充分余量；对外接口采用平衡电流驱动。2.5 屏体可靠性及性能 2.5.1 总体要求 要显示屏体标准模块设计，整个屏体由完全相同的单元模块组成，可以互换，系统正常工作大于五年，使用寿命大于十年。2.5.2 开关电源 采用工业级电源，使用寿命长 5V/40A 或 5V/30A，通过相关的安规认证。2.5.3 户外适应性 产品抗腐蚀显示屏外露部分有良好的抗腐蚀能力，完全能适应当地的各种户外天气；.专业资料 产品抗紫外线显示屏外露部分有良好的抗太紫外线能力，完全能适应当地的各种户外气候；产品抗冷热膨胀变形结构设计合理，充分考虑到因冷热膨胀而带来变形从而给显示屏带来危害的因素，结构件拥有自主知识产权，自主模块制造。2.5.4 防水处理 正面防水等级为 5 即防正面 90 度直接喷水。2.5.5 防尘处理 箱体能防止灰尘直径大小为 1mm左右的有害灰尘 2.5.6 防晒 从散热上考虑，采用散热风扇，采用结构性能佳的散热片，采用热辐度较好的箱体材料，采用符合热对流特性的通风通道。2.5.7防潮 关闭散热通道，使显示屏成为一个相对密封的箱体的措施。另外还要求采用船舶工业防腐蚀的技术加以处理：将金属表面进行喷砂处理，起到除锈作用。在金属表面进行氧化锓锌处理，确保二十年不锈腐；在进行了氧化喷锌处理之后，再在表面喷塑处理。最后，再对表面进行防酸树脂涂履处理，更有效地防止了大气侵蚀。2.5.8防冻 要求采用防冻的环氧树脂，防冻裂的线路板，板材选用国际知名品牌，能在低温（-35度）环境下工作的电源。喷砂 表面喷塑 防酸树脂涂履 氧化锓锌 .专业资料 2.5.9 防眩处理 显示屏正面的面罩应有仿眩、亚黑色处理，有效提高显示屏的对比度和色纯度。2.5.10 产品维护 简单便，易于维护；采用背面维修设计，维护便快捷；2.5.11 防风、抗震设计 每一个模块箱体串联接地；显示屏信号传输具有防雷设计专用电路；在钢架上加装闪接器网式避雷装置；要求在不影响承重能力的情况下，采用大裕量设计，增强抗震能力。2.5.12 三级防雷技术 根据雷电状况和 LED 显示产品的特点，完成了直击雷、侧击雷、地电位提高的综合防护设计。按照国际电工 IEC1024建筑物防雷与 IEC1312雷电电磁脉冲防护要求，采用三级防雷技术进行防。依据 IEC61643 防雷规要求以及 IEC1312防雷及过电压规中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，对低压电源供电系统实施三级保护，以分流(D)的式达到各个线路等电位(B)的要求。只做单级防雷可能会因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防从直击雷到 工业浪涌的各级过电压的侵袭所谓分级保护，逐级泄放，使被保护设备上承受的雷击能量大大减弱。原则是通过在需要保护设备的前端安装适合的电涌保护器，把沿导线（包括室外传来的电力电源线、通讯线、网络线、天馈线或这类电缆的金属外套等）传入的 过电压经电涌保护器泄放到大地，将可能进入的雷电流削弱，多级设防，以确保设备及人员的安全。.专业资料 2.5.13支承钢结构、外装饰、电力电缆、通讯电缆布设设计 我司针对此项目,在工程施工面做了详细而又密的计划,确保行之有效,行之可能.外装饰采用 0.4s/4mm 户外铝塑板包装.结构牢固,工艺美观,外观匀称;电力电缆,通讯电缆布线设计要求遵循工程安全施工标准,弱电与强电分开布线,做到安全,稳定。2.6 系统技术说明书 2.6.1 硬件技术指标 显示屏主控系统：采用置式 AGP 接口显示主控卡，集成光纤通讯接口；独立单元控制技术：每个显示单元都设置有独立的控制系统 控制式：与计算机及其他视频同步显示。图象色彩处理应具有：校正技术、降噪、色度空间转换等先进的视频处理技术。通讯要求：通讯距离不大于 10 千米，采用不衰减的单模光纤传输技术。采用最新 DVI 接口技术。视频输入应支持：支持多种制式的图象信号同步输入播出。2.6.2 软件技术功能及指标 软件技术的指标 配备中文简体 WINDOWS操作系统软件。显示屏专用播放软件：中文界面，兼容性强，提供多种种显示效果并控制显示效果的输出。提供人工录入界面。提供多种消息的编辑、排版和剪接等功能。提供播放节目和播放容的编排功能。提供对大屏幕显示系统数据库管理与维护的功能。提供对整个系统运行的监视和控制功能。能够实现多种文字多种字体的显示，能够与多种辅助设备相连接。.专业资料 多种特技显示功能，如：文字显示对汉字、西文字母、标点、数定、符号等字符，以下计算机汉字库组字模式为准，转换成统一的显示的标准格式，以实现多种文字多种字体的混合显示。设备接口：软件应有智能的设备接口功能，能与电脑、有线电视、摄象机、等多种视频信号源进行连接输出显示。特技显示：左右移动、上下滚动、左右展开、上下展开、闭和展开、简单动画、立即显示、平滑上卷、文字闪烁、放大、随机显示及淡入淡出等特技功能。系统应具有的最新的 LED 像素共享技术。2.6.3 控制软件的功能 采用标准的 WINDOWS图形人机界面，界面直观、生动，操作简便，为用户快速操作实现各项功能提供可能。控制软件的使用是在主控制器交出控制权后才使用的，由计算机控制，其所发出的各种操作指令，通过局域网传送给显示屏，实现对输入信号和显示屏的控制，即可完成的控制功能如下：可以设置输入模拟信号的亮度。可以设置输入模拟信号的对比度。可以设置输入模拟信号的饱和度。可以设置输入模拟信号的宽高比。可以设置支持输入模拟信号的分辨率。可以设置输入模拟信号的图像水平位置。可以设置输入模拟信号的图像垂直位置。可以设置输入模拟信号的图像缩放。可以设置输入模拟信号的红、绿、份量大小。可以设置输入模拟信号的校正值。可以设置显示屏的亮度。可以设置显示屏的图像水平位置。可以设置显示屏的图像垂直位置。可以控制显示屏开机时亮度逐步升高到预置值。支持自动开关显示屏功能。.专业资料 2.6.4 播放软件的功能 采用标准的 WINDOWS图形人机界面，界面直观、生动，操作简便，为用户快速操作实现各项功能提供可能。主要完成各类文字、图形的编辑制作。可选择被编辑信息的字体（符合国标字库）。可选择被编辑信息的字体大小。可以设置被播放文件的时间、顺序、间隔等等。可以设置被播放文件的特技播出式，即百叶窗、放大进入、左移入、右移入、上移、下移、马赛克、淡进淡出、扫描线进入、展开进入、收缩退出、缩小退出、擦除退出等数十种特技效果。可以对被播放文件的添加、删除、修改、调整等编辑。支持的文件格式类型 静态图片 支持 BMP/JPG/GIF/PNG格式。静态文本 支持 TXT 文本格式。动态视频 MPEG，M1V，AVI。2D、3D 动画 Animation GIF,FLC。可以预先设置播放节目单，按照节目单顺序设置成循环播放节目，已实现无人操作的目的 2.7 强电配电与控制 2.7.1 供电式 交流 380v，三相五线制，经变压器转换为 220V 2.7.2 电压变化围 正常值10%,50Hz 2.7.3 平均功耗 屏体 320W/m2 .专业资料 2.7.4 最大功耗 室外屏 640W/m2 2.7.5 配电系统及实现功能 1）、所有硬件设备必须符合光电专业相关、国际标准，标准见附件。2）、配电柜由可编程逻辑控制器控制，电力负载步迸式地投入电网，以减轻屏幕系统对供电网的电流冲击。3）、可编程逻辑控制器实现与计算机通信，启动指令经由操作计算机下达，无须人工开关按钮。同时主要开关的状态信息和故障信息送回到计算机网络，实现网络对电力开关的监视。4）、配电柜中加入过流、短路、断路、过压、欠压、温度等保护装置，同时也加上必备的指示装置，便故障的检修工作。5）、保护地线对大地的电阻小于 2 欧姆，要求采用三相五线制供电。另外需要使用一个独立于保护地的信号地，供网络系统和集散控制系统使用。电网防雷依靠屏体、线路防雷设计和配电系统解决。本子项目的容的包括：配电柜 PLC 接口信号 电源管理模块 2.8 显示屏关键性技术处理 2.8.1 多媒体控制技术 多媒体控制技术将模拟 Video 信号和 Audio 信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。多媒体控制技术通过 A/D 采集技术将模拟视 .专业资料 频 Video 信号和模拟视频 VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。屏幕控制机上装有多媒体卡，可将多种 Video 视频源引入到大屏幕之上，如播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。通过多媒体控制技术，可以对屏幕的亮度、对比度和色饱和度进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割 Video 显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。输入的视频信号可以是 PAL 或 NTSC。2.8.2 视频处理技术 2.8.2.1 二级非线性校正 为了更加适合 LED 显示屏的显示特性，本制造商采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。无论是在电视机、计算机监视器和其它任显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。没有经灰度校正的 LED 屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；只有经灰度校正后的 LED 显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。另外，由于 LED 本身的发光特性和电视机、计算机监视器（LCD）的发光特性不一样，简单地将在 CRT 上应用的非线性校正算法和反校正算法直接应用到 LED 显示屏上是十分不科学的，会重影响 LED 显示屏的图像质量，使观看效果更差。从常识可知，当电视在充足的环境中的观看效果没有在无的环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单的灰度校正是无法满足人眼需求的，同样 LED .专业资料 显示屏更是如此，由于用户不可能随便的移动该设备，因此必须使 LED 显示屏在各种环境下均能舒适地观看。在各种环境下的正常显示体现一个公司较高的设计水平。为了保证显示效果，对显示图像进行了两级灰度非线性校正。第一级灰度非线性校正 由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：人眼的主观亮度与光强为非线性关系。人眼在环境亮度较低时，对比度的响应比在高亮度环境中敏锐；有背景光时，对比灵敏度与光强的线性关系围大大减小：为了保证显示效果，制造商和国、国外的著名公司如日本富士通、美国 TI 公司等进行了广泛的技术合作和交流，通过大量实验，克服了别的公司的同类产品的缺陷，设计并实现了更适合LED 显示屏显示效果的非线性灰度校正算法，并且在 Pro 型超大规模集成电路中得以实现。超大规模集成电路 Pro 型具有独特的非线性灰度校正技术，从近万个灰度数据中非线性选择 256 个灰度数据供显示用。第二级非线性校正 为了保证不同观看环境的显示效果，如白天、夜晚、阴雨天等，制造商设计并实现了第二级非线性校正技术，其中每基色各有 8 条非线性校正数据，可以选择不同的非线性校正数据以适应不同的观看环境。2.8.2.2色座标空间变换 从色度图上能看到，视频源的色空间三角形与 LED 发光二极管的色空间三角形是不同的。好在 LED 的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间变换）LED 显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。为克服以上问题，制造商在技术上运用高速图像 .专业资料 处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与 LED 色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。LEDGreenBlueRedNTSC/PAL GreenBlueRedLEDNTSC/PALYellowCyanMagenta 2.8.3 色温处理 配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的 6500k 的 D65 白色，还是国际光度协会规定的 5500k 的 E 光源白色真实再现。2.8.4 色彩真实再现 人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。因此，我们用FLESH ADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。2.8.5 边缘增强 采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。2.8.6 降噪 LED 显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干 .专业资料 净和平滑。2.8.7 对比度处理 对比度是人工重显图像的一个非常关键的技术指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起。屏幕图像对比度至少要保证不小于100，才能获得较为满意的视觉效果。为了获得较高的对比度，制造商采取了下面两种法，使对比度达到了 150：1 2.8.8 亮度调节 为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，制造商设计显示屏具有亮度调节功能，PLC 系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动式调节功能。2.8.9 白平衡控制 保证屏幕白平衡的主要法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的 LED 发光管。当显示屏体的温度超过一定围，以至 LED 发光管的发光波长产生偏移，影响到显示屏白平衡时，控制系统采取措施，例如开启排风扇或空调、适当降低显示屏亮度等，保证显示屏体温度在一个合理的围，不影响显示屏的白平衡，有效保证显示屏的寿命。2.8.10 帧同步 显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。通过对输入的每一帧图像所采用的 LOCKEVENT技术，确保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得 LED 显示屏 10 万小时的寿命有真正的意义。因为如果采用早期的像素分解，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于 LED 驱动的不均衡，除了一段时间后由于 LED 衰减不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问 .专业资料 题是将直接影响屏幕寿命。2.8.11 运动补偿 视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。这种现象一面会影响观看效果，另一面会影响摄像效果。为此，制造商在 LED 显示屏视频采集后端专门添加了运动补偿电路。无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将是清晰稳定的。2.8.12 静态网格 在对视频图像处理上，我们使用了运动补偿技术以确保消除高速图像时所产生的拉毛、锯齿边现象。而静态网络技术更使得静态图像被网络准确捕获，更稳定地输出。这两项技术的采用使输出图像在专业级的概念上超过了电视显示的效果。2.8.13 高速扫描 由于采用分布式控制，使系统的高速扫描成为可能。在我们最大限度的提高扫描频率的情况下，使我们的显示屏不仅仅是人眼，即使是专业的摄像机亦无法捕捉到帧闪烁，并且可根据用户要求采用逐点检测技术，以实现对显示屏状态的完全监控。2.9 超大规模集成电路技术 实现视频显示的传统法是采用离散的、小规模的集成电路技术。当系统要求的性能有了大规模地提高时（如从 16 级灰度提高至 4096 级灰度），系统所使用的离散器件和小规模集成电路的数量将大幅度增加，整个系统的和可维护性将很难保证。另外，为保证显示效果需采取的非线性灰度校正措施，随着数据运算量的增加，也不得不采取更复杂的、更繁多的小规模离散器件，这也将使系统的可 .专业资料 靠性和可维护性更加难以保证。为解决上述问题，提高显示效果，降低设计难度，保证系统的可靠性和可维护性，我司采用的芯片有以下优势：可实现 4096 级显示灰度 当以 4096 级灰度显示，并进行无级调节亮度时，灰度无损失。可任意设置各种校正曲线。超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用极大地提高了系统的显示性能，简化了系统的设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。4096级灰度高度集成化视频显示屏显示控制芯片采用集中控制的设计电路，运用 ASIC 设计的法完成，极大地提高了 LED 显示屏控制部分的准确性、稳定性、从而提高 LED 显示屏质量，最大限度的满足 LED 显示屏是半永久性光电产品这一要求。控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的 4096 级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。非线性灰度校正后的 256 级灰度的 LED 显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。高度集成型控制芯片使屏 LED 显示块采用串行的数据连接式，有效降低信号的衰减，确保 LED 显示屏准确的接收、传送，并完成全视频动态显示。控制芯片利用高集成度，使 LED 显示屏的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往 LED 显示屏庞大复杂的电路设计，并且增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。这样，生产、安装、维修、升级都变得便易行。独特性的设计案简化了 LED 显示屏的驱动系统，使数据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。.专业资料 模块化设计与串联的连接式极大的减小了信号的衰减，使大规模长距离显示成为可能。在进行系统逻辑电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路 FPGA，替代以往系统量的中小规模的可编程集成电路GAL和 EPLD。超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真正的 4096 级灰度、非线性灰度校正功能。2.10 恒流驱动技术 恒流源：顾名思义是一种恒定电流输出的驱动器件，它的交流等效电阻很大，直流压降却不大，其等效的数字模型是 VCCS（电压控制的电流源），工作于开关状态，其电流输出一旦通过调节电阻设定后，仅受控于输入的逻辑状态0 或者1，输入信号有效时，其输出电流保持为某个给定时间常数的函数，不会因它所联接的外电路不同而变化，输入信号无效时，其输出电流关断。LED 是一种电流驱动的双端口器件，其发光特性仅与流过的电流大小相对应，普通的驱动器件不具备恒流特性，其输出电流亦会随输入电压变化。而我们知道，TTL 电路的电压是一阀值，一点微小的变化虽不影响逻辑状态，但会影响 到输出电流的大小，而直接反映到 LED 的发光，解决这一问题的唯一途径即是采用如上所提到的恒流源。另外，恒流源驱动器件的选用，保证了输出电流的大小恒定，也就可以去掉变通驱动器件必须要有的串联限流电阻，大大降低了消耗在电阻上的功率，降低了系统的发热，恒流源驱动器件的输出电流可以通过调节电阻很便的调校，这样对于系统最终的白平衡定位提供了最大程度上的便。我司选用的LED 显示屏采用恒流源驱动集成电路，对显示发光单元 LED（发 .专业资料 光二极管）进行直接驱动，从而保证了每一个发光二极管的发光显示效果的一致性。显示屏显示的画面图像效果亮度均匀，过渡平滑，纹理细腻，真实动人。如果电路中不采用恒流源驱技术，由于每个发光二极管的显示效果不一致，有的偏亮、有的偏暗，图像画面上将会存在少数零星分布的亮点和暗点，图像画面粗糙，过渡生硬。恒流源驱动电路是采用多路恒流源集成芯片驱动发光二极管，使通过二极管的电流恒定一致。非恒流源电路采用电阻 PNP 三极管驱动发光二极管发光，由于电阻阻值的不一致，PNP三极管的饱和特性不一致，发光二极管的发光亮度互相之间存在细微的差别。对于本项目采用的恒流源驱动芯片，基本特性如下：90mA恒流输出 8 路恒流驱动 SOP10 脚封装 低功耗 CMOS锁存逻辑。LED 单点恒流偏差小于 4%。2.11 我司 LED 显示屏所依据的相关标准 SJ/T11141-1997 LED 显示屏通用规 SJ/T104636-93 光电测量仪器包装、标志、存储要求 JDJ16-83 建筑电气设计技术技术规程 JGJ/TT1692 民用建筑电气设计规 GBF16-87 建筑设计防炎规 GB50169-92 电气装置安装工程及验收规 GB1245-87 电气装置暗装用面板、调整板和接线盒 .专业资料 GB50169-93 电气装置安装工程接地装置施工及验收规 GB50174-93 计算机机房设计规 GB50054-95 低压配电设计规 GB50034-95 工业企业照明设计规 CECS72：97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规 DBJ08-47-95 智能建筑标准 GB191-90 包装、储存、图示标志 GB2421 电工光电产品基本环境实验规则 总则 GB2421 电工光电产品基本环境实验规则 名称术语 GB2423.1 电工光电产品基本环境实验规则 低温试验法 GB2423.2 电工光电产品基本环境实验规则 高温试验法 GB8898-98 电网电源供电的家庭和类似一般用途的电了