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超高分辨率LED显示屏控制系统设计 全彩LED显示屏已成为现代化、国际化城市的标志，它可播放文字信息、动画广告、视频图像,日益在广告、体育、交通、金融、通讯、商业、演播等各行各业得到广泛的应用。 　　LED显示屏的核心技术是LED显示屏控制系统，它包括前端数字视频图像处理器和后端LED屏控制器。目前国际、国内后端的LED屏控制器技术处于同一水平，国内较大的LED模块和LED屏一体化生产商有南京洛普、西安青松、北京利亚德、京东方、深圳联建光电、惠州德赛光电等。专业LED屏控制器生产商有深圳灵星雨、北京中庆、南京德普达等。LED屏控制器借助多媒体显卡和计算机，其性能已能满足标准分辨率的视频显示，例如1024×768 XGA，而对提升LED显示屏图像显示质量的前端数字视频图像处理器，我国产品和国外相比则处于较低水平。 　　据了解，目前国外LED专用视频信号处理器的售价约为3万美元，国内低档视频信号处理器(无高清信号输入和高清信号显示)约为2千美元。且国内大部分LED显示屏生产商目前采用的LED屏控制器仍为电脑插卡式，对视频图像只是作一般的处理，视频图像的显示效果不理想。 　　项目研发背景 　　2005年1月，东部华侨城准备在茵特拉根剧场上马大型高清晰真彩色LED显示屏项目，其分辨率高达2816×1600，通过反复论证和可行性研究，笔者公司和东部华侨城签约，正式立项承担该工程，并于2006年 1月下达了研发超高分辨率LED显示屏控制系统任务书。 　　公司LED项目组04-05年研发成功并投入使用的LED显示屏前端视频处理器LED001-01填补了国内无高档LED专用视频信号处理器的空白。然而LED显示屏市场已出现对超高分辨率高清视频图像显示的急切需求，东部华侨城茵特拉根剧场大型高清晰真彩色LED显示屏项目，其分辨率高达2816×1600，其应用分辨率大大超过高清电视1920×1080P的分辨率。 　　目前，超大屏幕显示控制系统国际上极少数公司有针对CRT、DLP等的产品，它设计复杂，价格高昂，且不支持高清视频图像显示。针对此问题LED项目组在研制LED显示屏前端视频处理器LED001-01和后端LED显示屏控制器LED001-02、LED001-03的基础上，研制开发了支持高清视频图像显示的超高分辨率LED显示屏控制系统，它采用了独创的低成本高质量系统解决方案，先后攻克了图像分割处边缘闪烁、运动图像不同步等技术难关，运用自主研发的高清图像分割、超高清图像合成、图像再同步、系统外同步技术以及非压缩高清视频图像传输、多媒体视频图像处理等先进技术，实现了数字、模拟多种视频源输入、远距离光纤传输，可支持高清(1920×1080)到四倍高清(3840×2016)LED大屏幕显示。 　　系统特点 　　与国内外用于CRT 、DLP幕墙的类似主要产品相比，笔者公司开发的超高分辨率LED显示屏控制系统，主要有以下特点： 　　(1)控制系统采用独创的系统解决方案，具有高效的多功能视频图像处理功能，并可脱离计算机运行。 　　项目中没有采用常规的基于计算机的LED显示屏控制系统，而是采用了电视专用的“视频图像处理芯片组”作为前端视频信号处理电路，不仅具有其高效的多功能视频图像处理功能，极大提高了系统的性价比，还使系统可脱离计算机运行。 　　(2)支持多种模拟、数字输入、输出源。 　　超高分辨率LED显示屏专用控制系统具有HDMI、DVI、YPbPr、HD-SDI、RGB高清模拟\数字输入端口，支持数字高清视频显示。 　　(3)采用6.25 G光纤模块传输非压缩高清视频图像。 　　为了确保高清图像的无损传输，使显示图像清晰稳定，对高清视频信号进行“非压缩”传输，项目中采用了二路3.125G带宽高达6.25 GHz的光纤模块进行传输。 　　(4)实现了高清图像分割、超高清图像合成、图像再同步，以及系统外同步等先进技术。 　　考虑到“可扩充性”，项目中设计实现了倍率可调的视频放大器，可实现高清(1920×1080P)到四倍高清(3840×2016)或更高的视频放大和LED屏显示。 　　在视频放大器的设计中，采用了基于FPGA(现场可编程逻辑器件)的硬件方法，实现了图像分割、超高清图像合成、图像再同步，以及系统外同步等先进技术。 　　(5)采用了LED逐点校正技术 　　针对LED显示屏的固疾?光强不均，设计中采用了业界很少人掌握的LED逐点校正技术，可使象素间的亮度均衡提高到一个新的水平，从而大大改善LED显示屏的视觉效果。 　　(6)LED大屏幕整体性能好。 　　采用超高分辨率LED显示屏专用控制系统构成的超大LED显示屏整体性能好,各分屏体全同步工作，没有传统大屏幕的分区边界线，视觉效果完美。 　　设计方案 　　1 控制系统方案描述 　　(1)华侨城茵特拉根剧