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 拼接屏系統將DID 液晶高清晰度數碼顯示技術、 窄邊拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術、網絡技術等的應用綜合為一體，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。 整個系統可與計算機網絡系統、視頻監控系統和其它獨立計算機工作站相聯，實現這些計算機圖形和視頻圖像信息的綜合顯示，滿足監控、指揮、調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，以適應不斷發展的工作需要。

1 液晶拼接墻系統設計

1.1 系統組成

整套液晶拼接墻顯示系統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）內置圖像拼接器；3）應用管理軟件包；4）線材及配件；5）壁掛掛架。

1.2 系統規格

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 系統結構圖

圖1

機柜：根據拼接墻顯示尺寸及外觀尺寸進行設計

拼接墻的大小按照慣例由拼接墻單元的個數( 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， 具體使用時可根據安裝環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：包含內置圖形處理及驅動板、液晶屏和電源

2.1 圖形處理及驅動板

采用3D 數字降噪，3D 解碼，動態色度、亮度補償，驅動拼接二合一，支持1920*1080 高解屏，真正的10bitLVDS 輸出， 視頻信號環路輸出，DVI 數字高清接口，VGA 輸入，YPbPr 和RGBHV 復合輸入，ESD防靜電設計，更好的保證設備正常運行。 顯示設備自動調整處理拼接信號，顯示圖象更親切自然。采用FPGA 陣列式組合處理構架，全硬件設計，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、實時高分辨率數字圖像處理、3D 高階數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，無丟幀現象。 顯示設備可以實現高分辨率、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 專業液晶屏， 并經過技術處理，使其符合拼接墻的設計要求。

2.3 電源

拼接墻每一單元都有獨立的開關電源模塊，保證系統長時間穩定運行，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

拼接墻系統控制提供一個軟件包， 可安裝于任何品牌的PC 機，在windows 環境下，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量及高度等數據進行定制。系統特點和功能

4.1 系統特點

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 拼接墻采用數字信號處理技術和拼接處理技術， 結合最新技術的液晶屏，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，自帶內置處理功能，在無外部控制器的情況下，實現多個N*M 組合屏顯示任意多路信號。

4.1.3 嵌入式系統

一般來說，我們把非PC 系統，但又具有計算機功能的設備或器材稱為嵌入式系統。也可以說它是以應用為中心，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。也就是說嵌入式系統集應用軟件與硬件于一體，具有軟件代碼小、高度自動化、響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的應用。 嵌入式系統的軟硬件設計難度通常都更高，但是它為用戶提供了以下好處：

1）易于使用。用戶無須經過專門培訓，只需會簡單的操作，便能使用。

2）系統穩定性高，軟件容錯能力更強，無需專人管理。嵌入式系統將功能集中到一個體積較小的設備內，系統的實時性、穩定性、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，系統開關機快。

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

6）機械尺寸較小，結構簡單緊湊。 一體化的設計使整個系統結構簡單，體積小，重量輕，同時也提高了系統的穩定性和可靠性。

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

4.1.5 拼接臺數不限

一般拼接墻由于技術限制，拼接臺數受限。 LED 拼接墻采用最新的嵌入式硬件拼接技術， 拼接單元數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不同用戶、不同使用環境的要求進行個性化設計，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動電路可能出現的離散性問題，液晶拼接墻使用了自主研發的先進的拼接墻系數（亮度、對比度、色度、白平衡）自動調校功能，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 穩定運行壽命超長，維護成本低

液晶顯示技術是目前最優異的平板顯示技術之一，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定沒任何變化。 液晶顯示技術沒有任何需要定期更換的耗材設備，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，適應不同使用場所的應用要求。拼接墻機柜采用全鋼與鋁合金結構，堅固牢靠，拼接屏掛入式安裝，簡單方便，整體結構緊湊大方、節省空間。

4.1.10 環保健康

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

4.2 系統功能

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 拼接墻的優勢及技術指標

DID 液晶（LED）單元的主要特點：

習近平總書記在2017年亞太經合組織工商領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點和落腳點。”［10］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、權益得到保障來檢驗。人民利益至高無上，增進人民福祉是發展的根本目的，逐步實現共同富裕是中國特色社會主義建設的根本原則……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的出發點和落腳點、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規律的認識。

（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 新開發的色彩校準技術，通過這個技術，除了對靜止畫面進行色彩校準外，還能對動態畫面進行色彩的校準，這樣才能確保畫面輸出的精確和穩定。

（4）更寬的視角

PVA（Patterned Vertical Alignment）技術即“圖像垂直調整技術”，利用這種技術，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 顯示器設計， 不支持日夜連續使用；DID液晶屏為監視器、廣告牌設計，支持在公眾場合日夜連續使用。

（6）純平面顯示

LED 是平板顯示設備的代表，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，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，其優秀的窄邊設計，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畫面單屏顯示，全屏顯示、多屏組合顯示。