马小华

（深圳三升高科技股份有限公司 研发中心）

 

摘   要：本文通过北京某体育馆巨型LED项目，简要介绍了超大面积不规则异形LED显示屏的控制方法和功能，包括超大LED显示屏的视频拼接带载技术、异形显示屏技术指标的特殊性、异形显示屏硬件设计以及控制系统控制显示的解决方案、冗余技术、多功能卡监控以及开屏渐亮技术运用等。

关键词：超大LED显示屏；异形天幕；条形分块；冗余热备份；状态监控；开屏渐亮

 

Large area of irregular shaped LED display control system solutions discussed

Abstract: In this paper, a Beijing stadium giant LED project, briefed the large area of irregular shaped LED display control methods and functions, including oversized LED display video splicing tape carrier technology, display technology indicators particularity shaped, profiled display control system hardware design and display solutions, redundancy, monitoring, and multifunction card opening screen fade technology utilization and so on.

Key words: large LED display; shaped canopy; strip block; redundant hot backup; condition monitoring; opening screen fade

 

引 言

     随着LED显示屏显示技术的发展，LED显示屏的应用越来越广泛，针对特殊要求的巨型的异形LED显示屏近年来也迅速发展，这给控制系统也提出了许多更高的要求。虽然控制系统只占显示屏成本的很小一部分，但是控制系统对显示屏的效果起着举足轻重的作用。如果把LED显示屏比作一个运动员的话，那么控制系统就可以比作是运动员的大脑。

 

     对于面积数百平方甚至上千平方米，或像素点超过130万像素的显示屏，需要用多台主控才能够带载。北京某体育馆LED显示屏系统工程项目分辨率高达3840*2160，达到820万像素， 远远超过了一张控制卡的带载面积和一台电脑显卡所输出的分辨率230万像素。为了保证整个显示屏画面的完整性和播放的流畅性，该项目采用了视频处理拼接器，采用了业内顶尖的图像处理芯片，内部 12 位数字处理，图像更清晰，色彩更丰富。 先进的隔行运动图像自适应处理技术，消除视频图像运动拖尾和锯齿现象，对于普通的 PAL/NTSC 视频，输出图像更加清晰细腻，对于高清的 1080i 信号，输出的图像细节丰富，色彩饱满，图像质量处于业界领先水平 。先进的图像缩放技术，最高 120Hz 刷新频率，并且可以根据 LED 显示屏的大小对输入的图像进行逐点缩放。 智能化的超大尺寸 LED 显示可以实现多发送卡的图像拼畅，无错位、拖尾现象 。

     拼接器分4个输出口，每个输出口分别控制一个区域，每个输出口可以带着1920*1080的分辨率。四个口拼接起来形成一个完整的画面。

2  异形显示屏控制系统控制技术探讨

2.1 不规则曲面显示屏技术指标的要求

     不规则曲面显示屏大部分指标与常规平面显示屏相同，其最大的差异是在机械性能的“拼接精度”相关指标中，采用了模组夹角和模组夹角偏差二个新的技术指标。

     不规则曲面显示屏由多个平面模组拼接而成的不常规显示屏，相邻模块之间的夹角越小，曲面过度就越圆滑，显示效果就越趋于常规的平面显示屏。在不同大小的弧度位置上，如果要实现夹角一样，就必须设计出不同大小和形状模组来适应相应的弧度位置的安装。使多个模块之间的夹角差异达到最小，避免显示屏显示图像形状失真。

     具体要求如下：模组夹角越小，圆弧曲面效果越好；夹角偏差等级：A级：大于2.5°，小于5°；B级：大于1°，小于2.5°；C级：小于1°。模组的夹角偏差越小，说明弧形曲面显示屏的安装精度越高。

2.2 圆弧曲面异形显示屏控制解决方案

     由于组成弧形曲面的LED显示屏的模组是各种不同形状大小的模组，这给控制点亮这些模组的控制卡提出了更高的要求，一个接收卡必须同时控制一个小区域内不同形状大小的模组。这些大小不一的模组可能走点方向不一样，或者长度不一样。控制的解决方法是：把整个小区域内的不同模组的控制程序制作保存，再进行区域设计，把整个区域当成一个箱体进行箱体设计，箱体设计时调入所有已经保存的模组程序文件来完成整个箱体的设计。在整屏幕连接时根据不同区域调入相应的箱体设计文件。由于箱体设计的复杂程度取决于弧形曲面显示屏的弯曲复杂程度，这样越复杂的显示屏，发送卡的带载面积将会受到影响。发送卡的带载面积随着曲面复杂的程度的增加而减小。

2.3 不规则曲面条形分块显示屏

     条形分块异形屏是将一个完整屏幕分成若干个条形的屏幕。这些条形小长屏虽然间隔一定距离，但是又能和两侧的屏相互辉映组成完整的图像。这使得显示屏达到若隐若现的效果，视频图像若即若离，虚实结合，显得虚幻美丽且绚丽多彩，而这就是条形分块异形屏的魅力所在。如北京某体育馆天幕项目。

 

3  显示屏控制系统中“多功能卡”的运用

3.1  显示屏电源远程控制

     显示屏电源可以远程控制开关，开关实现“顺序延时上电，逆序延时掉电”的保护功能，保证上电和掉电均平稳进行。同时系统提供开屏渐亮的功能，保证整个系统在启动时，电流不会瞬间增加，避免了造成其他用电系统的供电不稳定所带来的隐患。

3.2 显示屏环境监测亮度控制以及声音传输

     显示屏可以通过多功能卡，来传输视频源的声音，避免了另外拉线，同时具备有温度，湿度传感器的信息采集功能。亮度传感器监测环境亮度，系统根据现场环境的亮度来调节显示屏的亮度，达到人眼感官最适宜的观看效果。

 

4  冗余技术

     冗余技术既控制系统的备份技术，大致分两种：一种是单线环路冗余，这种冗余技术成本较低，但理论上来讲，因为在整个环路中如果有两处传输故障就会导致部分黑屏，并且在任何一台主控或扫描板自身出现故障时显示屏会出现黑屏；还有一种冗余技术是将控制系统全部进行了冗余备份，也就是采用了双备份的主控和扫描卡。由于主控系统采用了双冗余备份，在某台主控或某块扫描板发生故障时，显示屏还能正常显示。此方案的成本比环路冗余成本高了一倍，但其稳定性却得到了很大的提高。相信今后会有越来越多的重大项目会采用该种冗余技术。

     北京某体育馆LED显示屏系统工程项目，采用就是第二种备份技术，该系统采用的是双信号双主控冗余，在某台主控或某条传输线路出现故障时，显示屏还能正常工作；如果某张接收卡出现故障，只是出现故障的接受卡所带面积黑屏，不会出现该卡之后的屏体全部黑屏。相比较双主控双接收卡冗余备份，节约了很大的成本。

 

5 结论

     本文所描述的北京某体育馆LED显示屏项目，视频处理拼接器和LED显示屏控制系统方案提供商提供了从播放到控制，简洁方便的解决方案。在相对较低的成本下，实现了稳定性，易用性，绿色节能环保等方面全面的提升。显示屏控制系统更加稳定、显示效果更加细腻、显示屏的均匀性也有了显著改善。实时状态监控技术使得显示屏的维护更加快速。 

 

 

 

参考文献

【1】宗靖国等。超大的面积室内LED显示屏控制系统之关键技术。现代显示，2012.09

【2】ST/T11141.LED显示屏通用规范【S】

 马小华：男，广西桂林人，毕业于广西大学梧州分校电子信息工程专业，现任职于深圳三升高科技股份有限公司,主要负责显示屏系统集成、控制系统硬件软件设计与研究。