像素失控率
像素失控率是指顯示屏的zui小成像單元(像素)工作不正常(失控)所占的比例。而像素失控有兩種模式: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,稱之為常亮點(diǎn)。一般地,像素的組成有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)像素里的紅、綠、藍(lán)燈同時(shí)全部失控,但只要其中一顆燈失控,我們即認(rèn)為此像素失控。為簡單起見,我們按LED顯示屏的各基色(即紅、綠、藍(lán))分別進(jìn)行失控像素的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算,取其中的zui大值作為顯示屏的像素失控率。
失控的像素?cái)?shù)占全屏像素總數(shù)之比,我們稱之為“整屏像素失控率”。另外,為避免失控像素集中于某一個(gè)區(qū)域,我們提出“區(qū)域像素失控率”,也就是在100×100像素區(qū)域內(nèi),失控的像素?cái)?shù)與區(qū)域像素總數(shù)(即10000)之比。此指標(biāo)對(duì)《LED顯示屏通用規(guī)范》SJ/T11141-2003中“失控的像素是呈離散分布”要求進(jìn)行了量化,方便直觀。
目前國內(nèi)的LED顯示屏在出廠前均會(huì)進(jìn)行老化(烤機(jī)),對(duì)失控像素的LED燈都會(huì)維修更換,“整屏像素失控率”控制在1/104之內(nèi)、“區(qū)域像素失控率”控制在3/104之內(nèi)是沒問題的,甚至有的個(gè)別廠家的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求出廠前不允許出現(xiàn)失控像素,但這勢必會(huì)增加生產(chǎn)廠家的制造維修成本和延長出貨時(shí)間。在不同的應(yīng)用場合下,像素失控率的實(shí)際要求可以有較大的差別,一般來說,LED顯示屏用于視頻播放,指標(biāo)要求控制在1/104之內(nèi)是可以接受,也是可以達(dá)到的;若用于簡單的字符信息發(fā)布,指標(biāo)要求控制在12/104之內(nèi)是合理的
灰度等級(jí)
灰度也就是所謂的色階或灰階,是指亮度的明暗程度。對(duì)于數(shù)字化的顯示技術(shù)而言,灰度是顯示色彩數(shù)的決定因素。一般而言灰度越高,顯示的色彩越豐富,畫面也越細(xì)膩,更易表現(xiàn)豐富的細(xì)節(jié)。
灰度等級(jí)主要取決于系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換位數(shù)。當(dāng)然系統(tǒng)的視頻處理芯片、存儲(chǔ)器以及傳輸系統(tǒng)都要提供相應(yīng)位數(shù)的支持才行。目前國內(nèi)LED顯示屏主要采用8位處理系統(tǒng),也即256(28)級(jí)灰度。簡單理解就是從黑到白共有256種亮度變化。采用RGB三原色即可構(gòu)成256×256×256=16777216種顏色。即通常所說的16兆色。品牌顯示屏主要采用10位處理系統(tǒng),即1024級(jí)灰度,RGB三原色可構(gòu)成10.7億色。
灰度雖然是決定色彩數(shù)的決定因素,但并不是說無限制越大越好。因?yàn)槭紫热搜鄣姆直媛适怯邢薜模僬呦到y(tǒng)處理位數(shù)的提高會(huì)牽涉到系統(tǒng)視頻處理、存儲(chǔ)、傳輸、掃描等各個(gè)環(huán)節(jié)的變化,成本劇增,性價(jià)比反而下降。一般來說民用或商用級(jí)產(chǎn)品可以采用8位系統(tǒng),廣播級(jí)產(chǎn)品可以采用10位系統(tǒng)。
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)。前面提到顯示屏的灰度等級(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)別這些灰度等級(jí)。也就是說可能很多相鄰等級(jí)的灰度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)于顯示屏,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,意味著顯示屏的色空間越大,顯示豐富色彩的潛力也就越大。亮度鑒別等級(jí)可以用的軟件來測試,一般顯示屏能夠達(dá)20級(jí)以上就算是比較好的等級(jí)了。
灰度非線性變換
灰度非線性變換是指將灰度數(shù)據(jù)按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或某種算術(shù)非線性關(guān)系進(jìn)行變換再提供給顯示屏顯示。由于LED是線性器件,與傳統(tǒng)顯示器的非線性顯示特性不同。為了能夠讓LED顯示效果能夠符合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)源同時(shí)又不損失灰度等級(jí),一般在LED顯示系統(tǒng)后級(jí)會(huì)做灰度數(shù)據(jù)的非線性變換,變換后的數(shù)據(jù)位數(shù)會(huì)增加(保證不丟失灰度數(shù)據(jù))?,F(xiàn)在國內(nèi)一些控制系統(tǒng)供應(yīng)商所謂的4096級(jí)灰度或16384級(jí)灰度或更高都是指經(jīng)過非線性變換后灰度空間大小。4096級(jí)是采用了8位源到12位空間的非線性變換技術(shù),16384級(jí)則是采用8位到16位的非線性變換技術(shù)。由8位源做非線性變換,轉(zhuǎn)換后空間肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一樣,這個(gè)參數(shù)也不是越大越好,一般12位就可以做足夠的變換了。
LED顯示屏常用術(shù)語解釋
葡萄牙足球場戶外全彩LED顯示屏
1、LED亮度
發(fā)光二極管的亮度一般用發(fā)光強(qiáng)度(LuminousIntensity)表示,單位是坎德拉cd;1000ucd(微坎德拉)=1mcd(毫坎德拉),1000mcd=1cd。室內(nèi)用單只LED的光強(qiáng)一般為500ucd-50mcd,而戶外用單只LED的光強(qiáng)一般應(yīng)為100mcd-1000mcd,甚至1000mcd以上。
2、LED象素模塊
LED排列成矩陣或筆段,預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)大小的模塊。室內(nèi)顯示屏常用的有8*8象素模塊、8字7段數(shù)碼模塊。戶外顯示屏象素模塊有4*4、8*8、8*16象素等規(guī)格。戶外顯示屏用的象素模塊因?yàn)槠涿恳幌笏赜蓛芍灰陨螸ED管束組成,故又稱其為集管束模塊。
3、象素(Pixel)與象素直徑
LED顯示屏中每一個(gè)可被單獨(dú)控制的LED發(fā)光單元(點(diǎn))稱為象素(或象元)。象素直徑∮是指每一象素的直徑,單位是毫米。
對(duì)于室內(nèi)顯示屏,一般一個(gè)為單個(gè)LED,外形為圓形。室內(nèi)顯示屏象素直徑校常見的有∮3.0、∮3.75、∮5.0、∮8.0等,其中以∮3.75和∮5.0zui多。
在戶外環(huán)境,為提高亮度,增加視距,一個(gè)象素含有兩只以上集束LED;由于兩只以上集束LED一般不為圓形,故戶外顯示屏象素直徑一般用兩兩象素平均間距表示:□10、□11.5、□16、□22、□25。
4、點(diǎn)間距、象素密度與信息容量
LED顯示屏的兩兩象素的中心距或點(diǎn)間距(DotPitch);單位面積內(nèi)象素的數(shù)量稱為象素密度;單位面積內(nèi)所含顯示內(nèi)容的數(shù)量稱為信息容量。這三者本質(zhì)是描述同一概念:點(diǎn)間距是從兩兩象素間的距離來反映象素密度,點(diǎn)間距和象素密度是顯示屏的物理屬性;信息容量則是象素密度的信息承載能力的數(shù)量單位。
點(diǎn)間距越小,象素密度越高,信息容量越多,適合觀看的距離越近。
點(diǎn)間距越大,象素密度越低,信息容量越少,適合觀看的距離越遠(yuǎn)。
5、分辨率
LED顯示屏象素的行列數(shù)稱為LED顯示屏的分辨率。分辨率是顯示屏的象素總量,它決定了一臺(tái)顯示屏的信息容量。
6、LED顯示屏(LEDPanel)
將LED象素模塊按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣,配以顯示驅(qū)動(dòng)電路,直流穩(wěn)壓電源,軟件,框架以及外裝飾等,即構(gòu)成一臺(tái)LED顯示屏。
7、灰度
灰度是指象素發(fā)光明暗變化的程度,一種基色的灰度一般有8級(jí)至1024級(jí)。例如,若每種基色的灰度為256級(jí),對(duì)于雙基色彩色屏,其顯示顏色為256×256=64K色,亦稱該屏為256色顯示屏。
8、雙基色
現(xiàn)今大多數(shù)彩色LED顯示屏是雙基色彩色屏,即每一個(gè)象素有兩個(gè)LED管芯:一為紅光管芯,一為綠光管芯。紅光管芯亮?xí)r該象素為紅色,綠光管芯亮?xí)r該象素為綠色,紅綠兩管芯同時(shí)亮?xí)r則該象素為黃色。其中紅,綠稱為基色。
9、全彩色
紅綠雙基色再加上藍(lán)基色,三種基色就構(gòu)成全彩色。由于構(gòu)成全彩色的藍(lán)色管和純綠色管芯的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟,故市面基本都用全彩色。
led顯示屏市場前景
現(xiàn)狀:目前由于led顯示屏造價(jià)昂貴,主要應(yīng)用于比較的場所,主要集中在城市的繁華場所,
作為多媒體廣告的一部分。單雙色led顯示屏主要應(yīng)用于交通,高速公路,銀行、證券交易等金融場所。
以后:LED顯示屏采用了低電壓掃描驅(qū)動(dòng),具有耗電省、使用壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠(yuǎn)、防水、規(guī)格品種多等優(yōu)點(diǎn),可以滿足各種不同應(yīng)用場景的需求,發(fā)展前景非常廣闊,被*為增長潛力也是發(fā)展zui快的的LED應(yīng)用市場。而在即將到來的2010年上海世博會(huì)、未來各項(xiàng)大型運(yùn)動(dòng)賽事等新增需求,都將促使LED顯示屏的大規(guī)模發(fā)展。此外,已架設(shè)的大型LED顯示屏幕每10年將歷經(jīng)一次換機(jī)潮,隨著人們生活水平的提高,戶外led顯示屏將逐漸應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。
目前中國至少有2000家號(hào)稱做LED顯示屏的,規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)混亂,如果不能簡化,構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)業(yè)體系,本土企業(yè)的發(fā)展將遭遇瓶頸.
LED顯示屏技術(shù)優(yōu)勢
?。?)采用進(jìn)口LED管芯制作全彩顯示屏:具有視角大、功耗小、色彩均勻一致、屏厚超薄、屏體重量輕、故障率低、易維護(hù)等優(yōu)勢.
?。?)采用PCTV卡:該卡是一塊性能的集顯示、采集、視頻捕獲等功能的多媒體顯示卡,該卡附有一個(gè)Studio編輯軟件.Studio是PinnacleSystems公司的一個(gè)備受贊譽(yù)的軟件,其與現(xiàn)有通用普通多媒體卡相比較
它有如下優(yōu)勢:
①使用戶能夠在自己的PC機(jī)上制作數(shù)字電影、捕獲視頻、編輯和添加風(fēng)格化的標(biāo)題、轉(zhuǎn)換,甚至自己的樂曲以及數(shù)字視頻制作的敘述.
②Studio可以讓用戶選擇以MPEG或者AVI文件的格式輸出視頻并且存儲(chǔ)到CD盤上,或者在Web站點(diǎn)上展示,或者創(chuàng)建視頻電子郵件.由于Studio可以和PinnacleSystems公司的一系列的捕獲裝置進(jìn)行工作,視頻捕獲變得前所沒有的輕而易舉.
③Studio的應(yīng)用軟件象一個(gè)VCR有從容易到用著好、更好、的質(zhì)量形式,并且計(jì)算計(jì)算機(jī)能存儲(chǔ)多少視頻.Studio自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和記錄場景變化,使編輯變的輕而易舉
?、苁褂肧tudio來創(chuàng)作是一個(gè)快速的和交互的過程.使用即時(shí)預(yù)覽視窗可以在編輯的任何時(shí)候預(yù)覽電影,即所看即所得.
?、萑绻幌矚g標(biāo)題或者效果,可以做一個(gè)改變并且可以立即看到這種改變,視頻編輯從來沒有象這樣快速和有趣.夠自由、夠個(gè)性化,還具有背景音樂、畫外音等效果.
?。?)采用DVI接口技術(shù):DVI接口(DigitalVisualInterface)是PC機(jī)與數(shù)字式平板顯示器(包括)接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),*,計(jì)算機(jī)是數(shù)字式的,即它所處理的信息全是數(shù)字量,但是迄今用得zui廣泛的CRT顯示器(如電視機(jī))是模擬式的.因此在將計(jì)算機(jī)處理好的數(shù)據(jù)送往顯示器顯示之前,必須做一個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換(D/A),這種處理造成了信息的損失和顯示效果的缺陷.LCD、PDP、HDTV等新一代顯示器本身就是數(shù)字式的,用傳統(tǒng)的方式,計(jì)算機(jī)圖形卡的輸出(模擬量)還要再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)才能送往顯示器,這又造成新的損失和麻煩.采用DVI接口,開發(fā)的LED顯示系統(tǒng)可直接從PC機(jī)的DVI接口取數(shù),不需要銀河卡之類的顯卡,也不需要特殊的采集卡,可不受PC機(jī)的限制,由于沒有D/A和MD轉(zhuǎn)換過程,避免了圖像細(xì)節(jié)的丟失,從而保證了計(jì)算機(jī)圖像在顯示屏中的再現(xiàn).同時(shí)由于DVI是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所以雖然帶寬高達(dá)83MHZ,也能很好地工作.現(xiàn)在DVI可支持VGA(640×480)到HDTV(1920×1080)和QXGA(2048×1536)的所有顯示模式.除此以外采用DVI接口,開發(fā)的LED顯示系統(tǒng),在獲得穩(wěn)定可靠的顯示數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,還能將許多重要的功能集成在一起
例如:①無數(shù)據(jù)損失,②不受到PC機(jī)限制,③方便升級(jí),一般顯示卡內(nèi)存為8M,而該卡內(nèi)存為128-256M,④窗口位置和大小的調(diào)整;⑤幀頻高達(dá)60HZ;⑥非線性調(diào)整輸出,更適合人眼觀看;⑦100級(jí)屏體亮度控制;⑧恒流驅(qū)動(dòng);⑨單元板紅、綠、藍(lán)三色亮度分別可調(diào),消除馬賽克.
?。?)采用室內(nèi)全彩系統(tǒng):該芯片除了完成顯示數(shù)據(jù)的分配任務(wù)之外,其特性是將接收的8位(8bit)顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成12位的PWM輸出脈沖,使顯示屏實(shí)現(xiàn)4096(12bit)級(jí)灰度控制,保證非線性256級(jí)視覺灰度的實(shí)現(xiàn),達(dá)到全真彩色的視覺效果,能在根本上解決了數(shù)字顯示系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)傳輸量過大造成的系統(tǒng)復(fù)雜.
具有如下特點(diǎn):
?、俸唵涡杂捎谙到y(tǒng)zui為復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分都以芯片內(nèi)部邏輯的形式實(shí)現(xiàn),使系統(tǒng)變得非常簡單.
?、谝拙S護(hù)性與簡單性直接相關(guān)的是系統(tǒng)的易維護(hù)性,由于免去了復(fù)雜的控制部分,系統(tǒng)維護(hù)變成了一項(xiàng)由初級(jí)技術(shù)人員就可以完成的工作,這既降低了總體維護(hù)成本、又提高了用戶滿意度.
?、鄹呖煽啃韵到y(tǒng)控制部分的簡單進(jìn)一步帶來了系統(tǒng)的高可靠性,這也主要是因?yàn)榧尚酒夹g(shù)相比于分離器件技術(shù)具有數(shù)倍的穩(wěn)定性.
?、芨咝詢r(jià)比系統(tǒng)以zui可靠的性能實(shí)現(xiàn)屏幕基色4096級(jí)灰度的控制,圖象顯示逼真、自然,實(shí)現(xiàn)同等顯示控制效果.
?、輪卧?、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與目前行業(yè)的發(fā)展方向相一致,大型顯示屏系統(tǒng)在屏體結(jié)構(gòu)上采用單元化設(shè)計(jì),系統(tǒng)連線直觀簡便,不但保證了顯示屏體的大小可以根據(jù)需要拼接調(diào)整,而且使系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與維護(hù)變得極為簡便,從而zui大程度地降低顯示屏系統(tǒng)的不可見故障率.
?、薰I(yè)化可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用單元化設(shè)計(jì),取代了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中大量的分離器件,使系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性大幅度提高.
⑦全套方案組成系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)源、傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分配及軟件管理工具等,使LED顯示屏的建設(shè)變?yōu)楹唵螛?biāo)準(zhǔn)化.該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程不斷得到發(fā)展與完善,已經(jīng)成為一套zui為成熟、穩(wěn)定、便于實(shí)施的系統(tǒng)方案.
?、嗟韧珻RT的顯示效果LED顯示屏zui為核心的性能指標(biāo)是對(duì)每一基色(紅、綠、蘭)所實(shí)現(xiàn)的灰度即亮度等級(jí),目前的顯示標(biāo)準(zhǔn)是要求每一基色達(dá)到視覺的256級(jí)灰度.灰度控制芯片內(nèi)置的處理邏輯可以輸出達(dá)到4096級(jí)的灰度,并從中選取與CRT顯示器相擬合的256級(jí)灰度輸出,使整體圖像效果更加清晰、逼真,富有感染力.
⑨高解析度和高刷新頻率除了灰度等級(jí)之外,顯示屏的另外兩個(gè)性能指標(biāo)是其解析度和刷新頻率.由于LED顯示屏本身的特點(diǎn)和要求,傳統(tǒng)的解決方案往往要以喪失其中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)作為另一項(xiàng)指標(biāo)提高的代價(jià).由于芯片每個(gè)管腳的每秒數(shù)據(jù)輸出量達(dá)到1兆,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)方案的數(shù)據(jù)輸出能力,從而使該問題在根本上得到解決.本全彩系統(tǒng)可以在同時(shí)支持1024×768的屏幕解析度和高達(dá)300Hz的屏幕刷新頻率,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)解決方案的性能指標(biāo),使顯示畫面穩(wěn)定、無閃爍、無拖尾.
?。?)采用恒流驅(qū)動(dòng):該電路技術(shù)成熟運(yùn)行可靠,已經(jīng)在全彩顯示屏上廣泛的運(yùn)用,性能價(jià)格比高,為目前眾多公司常用的恒流驅(qū)動(dòng)芯片,較好解決LED管壓降離散性之缺陷且性能良好,消除馬賽克.
?。?)光纖傳輸,不衰減的光纖傳輸技術(shù):
?、俟饫w傳輸頻帶寬,通信容量大.光纖可利用的帶寬約為1.25G,頻帶寬,提高了掃描頻率和刷新頻率,本公司設(shè)計(jì)的LED全彩屏幕刷新頻率≥200Hz/s.
②光纖傳輸損耗低,中繼距離長.其zui大中繼距離則可達(dá)15000米,提高了可靠性和穩(wěn)定性.
?、酃饫w傳輸抗電磁干擾.光纖是絕緣體材料,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動(dòng)的干擾,也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾.
?、芄饫w線徑細(xì)、重量輕、柔軟.光纖的芯徑很細(xì),約為0.1mm,它只有單管同軸電纜的百分之一;光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm.利用光纖這一特點(diǎn),使傳輸系統(tǒng)所占空間小.使施工布線方便快捷.
⑤光纖傳輸除具有以上突出的優(yōu)點(diǎn)外,還具有耐腐蝕力強(qiáng)、抗核輻射、能源消耗小等優(yōu)點(diǎn).
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