高清LED电视墙控制系统设计及新技术详解

时间:2009/03/14 来源:专业视听网

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简介
    深圳东部华侨城茵特拉根剧场已正式落成并投入使用。新建成的“天下第一屏”与功能强大的茵特拉根剧场舞台交相辉映,气势宏伟,美轮美奂,成为华侨城集团打造的又一壮丽奇观。央视2007年春节歌舞晚会的录制现场选定的就是以“天下第一屏”为背景的东部华侨城茵特拉根剧场。
    新落成的LED大屏幕电视可视面积达299平方米,相当于4个标准尺寸的羽毛球场地大小,理论上在8公里远的地方都可以一睹芳容。它具备30位真彩色,分辨率高达2816×1600(16:9)物理解像度超过450万象素,一举刷新了由美国拉斯维加斯恺撒皇宫室内显示屏保持的133万物理解像度的世界最高纪录,因此又被誉为新的“天下第一屏”。康佳是目前国内少有的具备和掌握超高分辨率LED大屏幕视频处理、视频传输、图像分割、高速运动图像同步控制等关键技术的公司。 
    央视2007年春节歌舞晚会总导演王芙英在07年春节歌舞晚会录制现场告诉记者: “这个全新的高清晰大屏幕,亮度高、刷新率高、显示颗粒细腻,可以演示出极为逼真的舞台背景效果。今年央视春节歌舞晚会将以这个“天下第一屏”为背景,并通过高清设备和高科技视频手段,将屏幕世界和舞台实景有机地联为一体,为亿万观众打造一台全新的高清视觉盛宴”。
面对这个神奇的“天下第一屏”,可能许多人内心都充满好奇,下面将解开这个神秘的面纱,对该LED大屏控制系统和该系统说采用的最新视频处理技术做比较详细的描述。 
    1) 世界第一屏组成
    象素组成:      表贴1R1G1B三合一(日本日亚NECM325C)
    象素间距:      8mm
    有效显示尺寸:  22.528m×12.800m
    显示分辨率:     2816(列)×1600(行)
    屏体曲面半径:  35m
    有效显示面积:  288.3584 m2      
    2) LED大屏显示系统设计方案 
    如上图所示,LED显示屏控制系统主要由主控制器(包含音视频切换电路、高清视频图像处理电路、视频放大电路、高清视频图像光传输电路等)、视频分割器、液晶监视器和屏体控制器组成,来自于电视台专用高清磁带机、硬盘播放机、高清影碟机等的各种数字和模拟高清音视频图象输入信号首先送到音视频切换电路,用户通过键盘或红外遥控对输入信号源进行选择,切换到用户指定的输入信号源,然后,视频图像信号送到视频图像处理电路进行处理,音频信号送到音频处理电路进行处理。针对不同的输入信号源,视频图像处理电路会进行不同的相应的处理(如AD转换、彩色解码、γ校正、隔行转逐行、存储、缩放等),经过处理后的并行数字视频图像信号再通过发送器进行并串转换和驱动后分两路输出,一路送往液晶监视器,用于对用户LED显示屏进行实时监控和OSD菜单显示以完成相应的参数调节、输入源选择等;另一路则送往发送器,发送器将RGB(红、绿、兰)数据流转换成并行数据流后送往行(帧)缓存器,在时序控制电路控制下进行二级缓存和速率变换处理,由行(帧)存储器读出RGB并行数据再会同8bit的控制码一起送往格式转换电路进行数据转换后以固定的时钟速率送往超高带宽光发送电路,由光发送电路对其进行8B\10B编码、并串转换和光电转换后送出,经由光缆长距离传输后送往光接收电路,由光接收电路对串行数据流进行串并转换、8B\10B解码和时钟恢复后送往LED显示屏帧存储及时序控制电路,在时序控制电路的控制下将从帧存储器读出的数据分割成多路通道数据后送往LED大屏,从而完成来自不同输入信号源的视频图像信号在全彩LED显示屏上的显示。 
    3) 控制系统功能和特点
    • 支持高清磁带机、高清影碟机、电脑等各种高清输入信号源(YPbPr、HDMI、VGA、DVI、HD-SDI);
    • 支持高清信号(1080P\1080i\720P)输入;
    • 支持高清晰度超大LED屏幕显示;
    • 屏体亮度可随环境光自适应控制;
    • LED驱动方式:恒流驱动,连续脉宽调制;
    • 视频传输采用超高速光纤通讯技术,以提高高清视频信号远距离传输抗干扰能力;
    • 灰度等级:RGB各1024级;
    • 显示颜色:30位真彩色;
    • 最小刷新帧频:360Hz;
    • 无信号输入或屏体过热时有自动关断的特殊保护功能,以有效防止象素灯管意外损坏;
    • 具有“零负荷”渐变起动技术,以有效地避免大屏上电时的冲击;
    • 可对图像各种参数进行调节;
    • 具有亮丽、标准、柔和、记忆四种图像模式;
    • 具有新闻、剧场、标准、记忆四种声音模式;
    • 电脑输入时提供彩色自动调节功能。
    4) 采用的专业视频处理技术介绍
    1) Faroudja的DCDi™
    • DCDi™(Directional Correlational Deinterlacing)是由Faroudja为HDTV广播系统开创的新型专利技术;
    • 起先应用于将NTSC信号转换成HD
      电视台知道观众看到画面上锯齿状的边角,就能分辨出转换的信号和原始的HD信号之间的区别,因此他们要求供应商解决这个难题;
    • 最终Faroudja的DCDi技术解决了这个难题–这是一个非常专业的方案,现在已经应用于普通消费产品。
      Faroudja Directional Correlational Deinterlacing (DCDi™)在每一像素上调整其方向解决了这个难题。
      Faroudja的DCDi™斜线平滑锯齿处理 
    2) Cross Color Suppression串色抑制技术 (CCS)
    串色是由于复合视频的不良解码所引起,串色极大地损害了画面质量
    • CCS消除了来自于亮度信号的残余的色度信息
    • 从而可以使用2D解码系统功能,达到3D解码系统的同等效果
    • CCS消除了画面的闪动,保持最佳色度
    • 早期的显示器无论采用何种相互连接方式,画面都将出现串色
    • 在CCS技术出现前,解决串色问题唯一的方法就是使用价格昂贵的3D解码器,这样信号就能在一个高端电视中通过3D解码器来消除串色干扰
    3) TrueLife™数字视频增强技术
    • 亮度和色度的放大
    • 展现更多细节
    • 色彩更逼真
    • 3-D和深度的感觉
    • 绝妙的生活画面
    TrueLife™细节放大技术
    • 亮度增强–横向和纵向
    – 小幅度转换的锐度
    – 加入高频率内容
    • 可编程的噪声抑制电平
    • 大幅度的转换,如分别处理黑白二色
    TrueLife™大边缘增强
    • 在水平范围内提高亮度和色度
    • 提高信号变换率
    • 提高信号带宽
    • 无上溢出/下溢出
    –上溢出/下溢出将引起令人讨厌的噪声
      TrueLife™ Chroma增强 
    色度瞬变率的提高是基于亮度瞬变的时序,用于降低由色度改变而引起的模糊
    TrueLife™增强细节 
    4) 3D运动自适应降噪技术
    • 真实的3D噪音滤波技术
    – 普通滤波和空间滤波
    – 不同于其他低滤波技术,3D滤波技术不会造成画面软弱无力的效果
    – 使用合适的循环滤波技术
    •  动态自适应操作
    – 与逐行扫描的算法和动态检测相连 
    •  防止“ghost trails”模糊画面
    •  肤色敏感滤波技术
    – 肤色区域采用不同技术来处理
    – 消除 “Plastic Faces”和对画面细节的扭曲
    3D 运动自适应降噪技术
    可降低6-10dB的噪音,并且不会引起任何彩虹现象或者降低画面的清晰度。
    5) 任意可变的/非线性缩放技术 
    6) DSP逐点数字图像处理
    • 与传统的以“线”为基础的扫描方式相比,DSP是按照像素(点)处理数字图像的新型高清电视微显示技术,实现了从"线"到"点"的数字显示技术的重大突破,具有高清晰度、超百万像素处理、逐点优化和数字点阵显像四大优势,使画质极为细腻精微。色彩更鲜艳明亮。超高分辨率显示屏视频图象的分割、放大与同步控制处理技术 
    由于显示屏分辨率为:2816(列)×1600(行),超出高清1080P标准(1920×1080象素);对于1080P视频信号,需要先对1080P视频信号进行四分割,然后对每一部分进行视频处理、放大后传至显示屏;此外,在视频处理上采用了康佳独有的视频同步专利技术,确保了高速运动画面逼真的临场震撼效果。


深圳市康佳视讯系统工程有限公司
电话:0755-26608866-6864
传真:0755-26608866-6864
电子邮件:led@konka.com
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