LED屏視頻信號逐點校正的原理與實踐

1、LED屏視頻信號逐點校正原理與實踐近兩年來，伴隨著專業(yè)逐點校正系統(tǒng)的成熟和各通用控制系統(tǒng)的技術(shù)改進，逐點校正技術(shù)作為一項大幅提升LED屏顯示質(zhì)量，提升產(chǎn)品競爭力的前沿技術(shù)，在業(yè)界迅速普及，得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，校正系數(shù)的應(yīng)用主要還是依賴控制系統(tǒng)實現(xiàn)，控制系統(tǒng)處理能力及存儲空間的局限也就成為了逐點校正技術(shù)應(yīng)用的門檻。例如：舊版本的控制系統(tǒng)不支持逐點校正；單卡校正后帶載點數(shù)不足；控制系統(tǒng)尚未支持色度校正這些限制因素不僅讓很多需要校正的老屏望洋興嘆，也讓很多小點距及需要色度校正的高端新屏面臨存儲空間或成本困境。為突破以上藩籬，讓逐點校正技術(shù)更好地為LED顯示產(chǎn)業(yè)服務(wù)，中科維優(yōu)公司最新推出了一款專業(yè)

2、LED屏視頻信號校正器 VU Visual Box。本文將簡述這種前端視頻處理實現(xiàn)逐點校正的工作原理，并通過實驗對比VU Visual Box和靈星雨系統(tǒng)、德普達系統(tǒng)的亮度校正結(jié)果，檢驗VU Visual Box的亮度和亮色一體校正能力。1 LED屏前端視頻校正原理顯示屏是通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)視頻源和LED大屏幕的軟硬件連接的。如果要對LED大屏做逐點校正，需要在基本的控制連接之外還要額外增加一定的存儲空間和計算能力。校正系數(shù)的存儲位置最常見的是放在控制系統(tǒng)接收卡（分控）上。校正系數(shù)的傳輸與應(yīng)用如圖一：（圖一）而使用LED屏視頻信號校正器實現(xiàn)校正，則是在前端對視頻信號進行逐點校正后，再交付控制系

3、統(tǒng)和顯示屏。LED屏視頻信號校正器包含用于存放LED屏全屏每個像素的校正系數(shù)的大容量存儲器，并應(yīng)用獨立的處理器將所有通過處理器的數(shù)字視頻源信號進行實時的校正運算處理，承擔(dān)起原由控制系統(tǒng)承擔(dān)的大量數(shù)據(jù)存儲和實時運算工作。中科維優(yōu)（VU）的VU Visual Box 的工作原理框圖如下：（圖二）圖中可見，校正過程首先是SV-1專業(yè)逐點校正系統(tǒng)與顯示屏控制電腦（控制器）通信，完成LED顯示屏的燈點數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過運算生成校正系數(shù)后交付LED屏視頻信號校正器存儲。LED屏工作時，數(shù)字視頻信號不再直接交付控制系統(tǒng)的發(fā)送卡（主控），而是首先交由視頻信號校正器，應(yīng)用SV-1 專業(yè)逐點校正系統(tǒng)提供的校正系數(shù)進行

4、校正后，再輸出到控制系統(tǒng)和顯示屏。校正系數(shù)存儲于專業(yè)視頻信號校正器的存儲單元，校正在前端視頻信號源上實現(xiàn)。這種校正模式使得逐點校正不再受限于控制系統(tǒng)的校正能力和存儲空間。2 VU Visual Box亮度校正對比試驗VU Visual Box的校正效果主要體現(xiàn)在兩個方面：1）通過Visual Box校正后，顯示屏輝度變化能否體現(xiàn)出平滑的亮度曲線，這直接關(guān)系到播放畫面的灰階和色彩是否異變；2）通過Visual Box校正后，不同輝度時均勻度的表現(xiàn)如何，而均勻度的改善是逐點校正的首要目標(biāo)。下面通過和市場通用的2款典型的控制系統(tǒng)：靈星雨和德普達的校正效果對比，檢驗VU Visual Box LED屏

5、視頻信號校正器的實用性。2.1 實驗概述2.1.1 被校屏箱體參數(shù)：點間距：6mm像素構(gòu)成：表貼三合一，1R1G1B掃描方式：1/8掃恒流驅(qū)動芯片：MBI5024GF顯示屏尺寸（dot）：96*642.1.2 控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：靈星雨系統(tǒng)型號：TS801，RV801D；主要參數(shù)：掃描移位時鐘15M；LED屏刷新率426；灰階2048級；顯卡幀頻60HZ；亮度有效率77.87%。德普達系統(tǒng)型號：DBT-Q2009S；主要參數(shù)：掃描移位時鐘15.62M；LED屏刷新率426；灰度較佳；顯卡幀頻60HZ；亮度有效率80.13%。VU Visual Box：連接于沒有校正數(shù)據(jù)的德普達DBT-Q2009

6、S前端，控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不變。2.1.3 實驗過程簡述：對2.1.1中所述顯示屏，應(yīng)用SV-1專業(yè)逐點校正系統(tǒng)，用同樣的校正目標(biāo)比例值85% 做亮度校正，將校正數(shù)據(jù)分別寫入靈星雨、德普達接收卡和VU Visual Box中；使用統(tǒng)一的播放器分別顯示三種校正實現(xiàn)方式；設(shè)置RGBW的不同輝度，用PR655亮度色度計實測顯示屏亮度，并用SV-1系統(tǒng)對校正后的顯示屏進行不同輝度級別上的均勻度測量。2.2 輝度-亮度曲線實驗結(jié)果如表一：（表一）由上表的數(shù)據(jù)，可得到如下輝度-亮度曲線圖：（圖三）通過RGBW四色的輝度-亮度趨勢線，可以直觀的看到三種校正方式對于控制亮度變化表現(xiàn)能力接近重合，僅存在輕微的亮度

7、數(shù)值差別。實驗表明：VU Visual Box視頻信號校正器校正后的灰階表現(xiàn)與靈星雨系統(tǒng)、德普達系統(tǒng)校正后趨同，也就是說色彩表現(xiàn)力、視頻效果相當(dāng)。2.3 校正前后均勻度對比SV-1系統(tǒng)中提供LED屏亮度均勻性評估指標(biāo)：像素亮度均方差，及LEDChecker軟件模擬的亮度分布圖。2.3.1 校正前后及不同輝度表現(xiàn)的均方差表（表二）2.3.2 校正前后及不同輝度表現(xiàn)的亮度分布圖表（表三）2.3.3 數(shù)據(jù)和圖表分析從“2.3.1校正前后及不同輝度表現(xiàn)的均方差表中的數(shù)據(jù)”和“2.3.2 校正前后及不同輝度表現(xiàn)的亮度分布圖”中可以看到，兩種控制系統(tǒng)與VU Visual Box校正后，顯示屏均勻度都得到了

8、很大的提升，實驗中觀察顯示屏畫質(zhì)均得到很大改善。隨著輝度值降低，三種校正方式的均勻度改善效果均有所下降，但改善依然非常顯著，均方差也均處于2%以內(nèi)，可以說表現(xiàn)相當(dāng)出色。從上述表中圖中均可觀察到，通過視頻信號校正器VU Visual Box應(yīng)用校正系數(shù)，均勻度比控制系統(tǒng)自身應(yīng)用校正系數(shù)表現(xiàn)略遜，這是由于視頻信號校正時應(yīng)用的理論伽瑪曲線，與控制系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用的實際伽瑪曲線不完全吻合造成的。然而對于LED屏校正應(yīng)用來說，能夠?qū)崿F(xiàn)2%以下的像素均勻度，人眼已無法分辨，足可滿足需要。3 VU Visual Box亮色一體校正實驗VU Visual Box的亮色一體校正效果可通過以下2個方面進行評估：1）是

9、否能將顯示屏的色域空間精準(zhǔn)校正到目標(biāo)值上；2）亮色一體校正后的均勻度表現(xiàn)；3.1 實驗用顯示屏為2.1.1中所述的同一箱體。3.2 實驗使用控制系統(tǒng)為德普達2009。3.3 實驗過程簡述用PR655亮度色度計測出該屏原始的色域空間，應(yīng)用SV-1系統(tǒng)的LEDChecker軟件和CCM色度校正軟件，根據(jù)原始色域空間設(shè)置4組目標(biāo)色域空間，分別輸出亮色校正系數(shù)文件，寫入VU Visual Box并應(yīng)用校正，并用PR655測量屏的RGBW的色坐標(biāo)驗證色度校正結(jié)果，用SV-1系統(tǒng)測量檢驗色度校正后的均勻度。3.4 實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果原始色域空間：R(0.6933,0.3065)、G(0.1703,0.7280)、B(0.1280,0.0698) 、W(0.2998,0.3203)亮色一體校正色坐標(biāo)與均方差對比表（表四） 從上表可以看到，校正后實測的色坐標(biāo)與設(shè)置的目標(biāo)色坐標(biāo)值非常吻合，平均誤差0.0011，最大誤差<0.003。亮色一體校正后的均勻度表現(xiàn)依然顯著，四組亮色一體校正后的像素亮度均方差處于2%以內(nèi)。實驗表明：應(yīng)用前端視頻信號校正器VU Visual Box 進行亮色一體校正是可行的，校正后色域空間精準(zhǔn)，均勻度改善效果良好。4 結(jié)束語本文通過實驗數(shù)據(jù)驗證了LED屏視頻信號校正器VU Visual Box實現(xiàn)亮度校正與亮色一體校正的可