淺議LED拼接屏的性能和特點

徐新宇

（鄒平縣廣播電影電視中心，山東 鄒平256200）

LED 拼接屏系統(tǒng)將DID 液晶高清晰度數(shù)碼顯示技術(shù)、 窄邊拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、信號切換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進的LED 大屏幕顯示系統(tǒng)。 整個系統(tǒng)可與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其它獨立計算機工作站相聯(lián)，實現(xiàn)這些計算機圖形和視頻圖像信息的綜合顯示，滿足監(jiān)控、指揮、調(diào)度等各種顯示的需要，為用戶提供一個直觀、交互式的靈活顯示系統(tǒng)，以適應(yīng)不斷發(fā)展的工作需要。

1 液晶拼接墻系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)組成

整套液晶拼接墻顯示系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：

1）46＂LED 拼接顯示單元（DID 液晶屏面板）；2）內(nèi)置圖像拼接器；3）應(yīng)用管理軟件包；4）線材及配件；5）壁掛掛架。

1.2 系統(tǒng)規(guī)格

本方案采用的液晶拼接墻由多媒體的LED 拼接顯示單元拼接而成，選擇如下方式：

3×3 46″拼接,總共6 個單元，尺寸規(guī)格如下：

單屏面積：1025.7mm(寬)×579.8mm （高）

整屏面積：3077.1mm (寬)×1159.6mm（高）

1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖1

機柜：根據(jù)拼接墻顯示尺寸及外觀尺寸進行設(shè)計

拼接墻的大小按照慣例由拼接墻單元的個數(shù)( 寬m* 高n) 和單元的尺寸來計算。 例如3×3-46″拼接墻指高3 個單元，寬3 個單元，由9 個46″液晶拼接顯示單元組成， 具體使用時可根據(jù)安裝環(huán)境選擇立式或掛壁式安裝，選擇不同的安裝方式時再加上邊柜及立式底座的尺寸，便可得到拼接墻的外觀尺寸。

2 液晶拼接顯示單元：包含內(nèi)置圖形處理及驅(qū)動板、液晶屏和電源

2.1 圖形處理及驅(qū)動板

采用3D 數(shù)字降噪，3D 解碼，動態(tài)色度、亮度補償，驅(qū)動拼接二合一，支持1920*1080 高解屏，真正的10bitLVDS 輸出， 視頻信號環(huán)路輸出，DVI 數(shù)字高清接口，VGA 輸入，YPbPr 和RGBHV 復(fù)合輸入，ESD防靜電設(shè)計，更好的保證設(shè)備正常運行。 顯示設(shè)備自動調(diào)整處理拼接信號，顯示圖象更親切自然。采用FPGA 陣列式組合處理構(gòu)架，全硬件設(shè)計，快速啟動（啟動時間小于8S）和全天時全天候正常工作。 集超帶寬視頻信號采集、實時高分辨率數(shù)字圖像處理、3D 高階數(shù)字濾波等并行處理機制,能從根本上保證對所有輸入視頻進行全實時、圖像無延遲處理，無丟幀現(xiàn)象。 顯示設(shè)備可以實現(xiàn)高分辨率、高亮度、高色彩還原顯示。

2.2 液晶屏

拼接墻使用SAMSUNG 超窄邊DID 專業(yè)液晶屏， 并經(jīng)過技術(shù)處理，使其符合拼接墻的設(shè)計要求。

2.3 電源

拼接墻每一單元都有獨立的開關(guān)電源模塊，保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行，整機輸入使用帶保護地的單相三線制交流電源，并確保整個工程系統(tǒng)使用同一保護地。 不能使用無保護地的電源，電源線的接地腳不能破壞。

3 控制計算機

拼接墻系統(tǒng)控制提供一個軟件包， 可安裝于任何品牌的PC 機，在windows 環(huán)境下，運行軟件并通過RS232 串行通信，用于對拼接墻的信號和各種功能的控制。

4 各類線材

各類線材將按實地安裝數(shù)量及高度等數(shù)據(jù)進行定制。系統(tǒng)特點和功能

4.1 系統(tǒng)特點

4.1.1 高清晰度、高亮度、高色域

清晰度、亮度、色彩飽和度是液晶的三個重要性能指標，LED 拼接墻采用數(shù)字信號處理技術(shù)和拼接處理技術(shù)， 結(jié)合最新技術(shù)的液晶屏，具有高清晰度、高亮度、高色域的特點。

4.1.2 高級窄邊拼接，內(nèi)置處理器

高級的窄邊液晶拼接， 采用比以往機器薄二分之一的高級窄邊，即使拼接，邊緣也不注意。 每個液晶單元，自帶內(nèi)置處理功能，在無外部控制器的情況下，實現(xiàn)多個N*M 組合屏顯示任意多路信號。

4.1.3 嵌入式系統(tǒng)

一般來說，我們把非PC 系統(tǒng)，但又具有計算機功能的設(shè)備或器材稱為嵌入式系統(tǒng)。也可以說它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，并將軟件固化在FLASH 中，對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的微型專用計算機系統(tǒng)。也就是說嵌入式系統(tǒng)集應(yīng)用軟件與硬件于一體，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的應(yīng)用。 嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計難度通常都更高，但是它為用戶提供了以下好處：

1）易于使用。用戶無須經(jīng)過專門培訓，只需會簡單的操作，便能使用。

2）系統(tǒng)穩(wěn)定性高，軟件容錯能力更強，無需專人管理。嵌入式系統(tǒng)將功能集中到一個體積較小的設(shè)備內(nèi)，系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高，所以無需專人管理。

3）軟件固化在FLASH 中，不可修改，可靠性高。

4）使用嵌入式實時操作系統(tǒng)，系統(tǒng)開關(guān)機快。

5）軟硬件成本低。嵌入式系統(tǒng)采用一體化的硬件結(jié)構(gòu)和專用的操作系統(tǒng)，用戶不需要支付軟件費用，總體成本較低。

6）機械尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 一體化的設(shè)計使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4.1.4 拼接方式任意選擇，使用場所適應(yīng)性強LED 拼接墻，除了拼接數(shù)量任意選擇外（mXn），屏的大小亦多種選擇，滿足不同場所的需要。

4.1.5 拼接臺數(shù)不限

一般拼接墻由于技術(shù)限制，拼接臺數(shù)受限。 LED 拼接墻采用最新的嵌入式硬件拼接技術(shù)， 拼接單元數(shù)理論上可以達到無限多單元，目前工程實踐已達二百多單元。

4.1.6 靈活多變的拼接顯示組合功能

液晶拼接墻可以根據(jù)不同用戶、不同使用環(huán)境的要求進行個性化設(shè)計，可以選擇單屏顯示、整屏顯示、任意組合顯示。

4.1.7 先進的屏幕參數(shù)自動高校功能

針對液晶拼接墻使用的液晶單元中液晶屏及驅(qū)動電路可能出現(xiàn)的離散性問題，液晶拼接墻使用了自主研發(fā)的先進的拼接墻系數(shù)（亮度、對比度、色度、白平衡）自動調(diào)校功能，從而保證了整幅拼接屏幕的色彩一致性和亮度的均勻性。

4.1.8 穩(wěn)定運行壽命超長，維護成本低

液晶顯示技術(shù)是目前最優(yōu)異的平板顯示技術(shù)之一，尤其是拼接墻使用的液晶屏，其背光源的使用壽命就超過6 萬小時，長時間工作后圖像穩(wěn)定沒任何變化。 液晶顯示技術(shù)沒有任何需要定期更換的耗材設(shè)備，所以維護、維修成本極低。

LED 拼接墻壁掛式機柜厚度不超過350mm， 機架厚度不超過180mm，可以選用立柜和壁掛兩種安裝方式，適應(yīng)不同使用場所的應(yīng)用要求。拼接墻機柜采用全鋼與鋁合金結(jié)構(gòu)，堅固牢靠，拼接屏掛入式安裝，簡單方便，整體結(jié)構(gòu)緊湊大方、節(jié)省空間。

4.1.10 環(huán)保健康

LED 液晶拼接墻發(fā)熱量小、無輻射、無閃爍、不傷眼、不含有害物質(zhì)（如鉛、汞、鎘和六價鉻等符合相關(guān)標準規(guī)定），是新一代環(huán)保健康拼接墻，在歐美一些發(fā)達國家， LED 拼接墻已成為主流顯示設(shè)備。

4.2 系統(tǒng)功能

可顯示多種畫面拼接方式：

（1）整個拼接墻顯示任意一路信號；

（2）每個單元屏幕顯示一路信號；

（3）N*M 組合與任意位置、大小顯示任意多路信號。

4.2.1 拼接墻的優(yōu)勢及技術(shù)指標

DID 液晶（LED）單元的主要特點：

習近平總書記在2017年亞太經(jīng)合組織工商領(lǐng)導人峰會上的主旨演講中指出：“讓人民過上好日子，是我們一切工作的出發(fā)點和落腳點?！保?0］為此，我們黨的一切政策，都要圍繞合民意、惠民生來制定和落實；我們黨的一切工作成效，最終都要靠人民得到實惠、生活得到改善、權(quán)益得到保障來檢驗。人民利益至高無上，增進人民福祉是發(fā)展的根本目的，逐步實現(xiàn)共同富裕是中國特色社會主義建設(shè)的根本原則……這些重要思想第一次明確提出了為民造福是中國特色社會主義建設(shè)的出發(fā)點和落腳點、人民幸福是檢驗我們一切工作成效的標準等問題，進一步回答了中國特色社會主義建設(shè)為了誰、依靠誰、誰享有的問題，進一步深化了對社會主義建設(shè)規(guī)律的認識。

（1）高亮度

與TV 和PC 液晶屏相比，DID 液晶屏擁有更高的亮度。 TV 或PC液晶屏的亮度一般只有250～300cd/㎡(≤20.1〞)和460～500 cd/m2(≥26〞)，而DID 液晶屏的亮度為450～1000 cd/㎡(≥26〞)。

（2）高對比度

DID 液晶屏具有3000：1（≥26〞）對比度，比傳統(tǒng)PC 或TV 液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的三倍。

（3）更好的彩色飽和度

目前普通LED 和CRT 的彩色飽和度只有72%，而DID LED 可以達到92%的高彩色飽和度，這得益于DID 新開發(fā)的色彩校準技術(shù)，通過這個技術(shù)，除了對靜止畫面進行色彩校準外，還能對動態(tài)畫面進行色彩的校準，這樣才能確保畫面輸出的精確和穩(wěn)定。

（4）更寬的視角

PVA（Patterned Vertical Alignment）技術(shù)即“圖像垂直調(diào)整技術(shù)”，利用這種技術(shù)，可視角度可達雙178°以上(橫向和縱向)。

（5）可靠性更好

普通液晶屏為電視，PC 顯示器設(shè)計， 不支持日夜連續(xù)使用；DID液晶屏為監(jiān)視器、廣告牌設(shè)計，支持在公眾場合日夜連續(xù)使用。

（6）純平面顯示

LED 是平板顯示設(shè)備的代表，是真正的純平顯示器，完全無曲率大畫面，無變形失真。

（7）亮度均勻，影像穩(wěn)定不閃爍

由于LED 每一個點在接收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，而不像CRT 那樣需要不斷刷新亮點。因此，LED 亮度均勻、畫質(zhì)高而且絕對不會閃爍。

（8）120Hz 倍頻刷新頻率

專利的120Hz 倍頻液晶顯示技術(shù)，能有效解決圖像快速運動過程中的拖尾和模糊，增強圖像的清晰度和對比度，使畫面更清澈，人眼長時間觀看也不易疲勞。

（9）更長使用壽命

普通的NB、PC 及TV 使用的LED 液晶屏其背光源的使用壽命為1 萬至3 萬小時， 而DID LED 液晶屏背光源的使用壽命均可達10 萬小時以上，這就確保了拼接幕墻使用的每片液晶屏在長時間使用后的亮度、對比度和色度的一致性并且確保幕墻的使用壽命不低于8 萬小時。

（10）超薄窄邊設(shè)計

DID 液晶屏在擁有超大顯示面積的同時，還有厚度薄，重量輕等優(yōu)勢，可以方便地拼接、安裝。 一般46 英寸的DID LED，其重量只有19.5KG，厚度不到10 公分，拼接專用的液晶屏，其優(yōu)秀的窄邊設(shè)計，使其邊緣分別只有2.4mm/4.3mm，相對于46 寸的大屏幕來說，這么小的邊緣完全不影響幕墻的整體顯示效果。

（11）接入信號可開多模式窗口

每臺DID 液晶顯示單元可同時接入2 路外部信號， 無需外接多屏圖形處理器即可實現(xiàn)畫面單屏顯示，全屏顯示、多屏組合顯示。