LED电子显示屏真彩实现技术摘要讨论了实现LED电子显示屏真彩显示的几种关键技术，着重对亮度控制D／T转换、数据重构与存储、真实图像色彩再现、专用驱动电路、逻辑电路设计中的ISP技术及其它有关问题进行了深入研究。关键词电子显示屏数据重构存储技术视频信号1概述LED电子显示屏是一种利用计算机技术和信息处理技术相结合的电子宣传屏。它集微机控制技术、视频技术、光电子技术、微电子技术、通信技术、数字图像处理技术为一体，是一种高新技术产品。它可以显示来自计算机、录像机、摄像机及电视的活动图像，也可以显示来自计算机和存储器中的静态图像。对于日益广泛使用的LED电子显示屏而言，要显示高分辨率色彩逼真、层次丰富的图像信息及视频信息，在技术上还存在着一些问题，主要表现在显示刷新速度不够，灰度级不高，色彩及对比度不丰富，图像一致性及稳定性差等不足。为此，我们对LED电子显示屏真彩实现技术进行了深入研究。要在LED显示屏上实现高质量的真彩显示，其关键技术在于：像素点亮度D／T控制；数据重构与存储技术；显示驱动技术；逻辑控制电路设计；真实图像色彩再现等。2LED电子显示屏D／T转换技术2．1像素点亮度D／T转换原理LED电子显示屏是由许多相互独立的像素点（发光元）排列而成，由于像素点的分离性，决定了其发光的控制和驱动只能以数字方式进行。这些像素点的发光状态由控制器同步地控制，独立驱动。视频真彩色显示意味着要对每一个像素点的亮度分别进行控制，并且要在规定的扫描时间内同步地完成。大屏幕是由数以万计的像素点组成的，这将使得系统的复杂性较两值显示大屏幕而言大为增加，并对总体的数据传输速度提出了更高的要求。给每一像素点设置一个常规D／A显然是不现实的，必须寻找一种能最大限度降低系统复杂性且性能尽可能高的解决方案。由视觉原理知道，人对像素点的平均亮度感觉可取决于它的亮／灭占空比。也就是说，只要对像素点亮／灭占空比进行调节，就能实现对亮度的控制。对LED电子显示屏而言，这意味着只要将代表像素点亮度的数字转换为像素点发光的时间（D／T转换），即实现了亮度的D／A转换［1］。设屏幕数据刷新的周期为Ts，控制任意像素点这意味着可将Ton分成几个时间段，由于当Ts足够小时，几个分离时间段合成的Ton与总长度相同的连续的Ton其视觉效果是相同的。于是，一般地有，即为此像素点的亮／灭占空比。注意由于函数f（i）对所有像素点而言可以是共同的，因而（5）式表明，只要用f（i）统一控制各个像素点，就能实现全屏幕所有像素点相互独立而又同步的D／T转换。2．2LED电子显示屏D／T转换的逻辑电路实现对于单个像素点来说用图1的电路可实现（5）式。图1中SFR为8位移位寄存器，图为时间分割函数f（i）的波形。大屏幕显示驱动电路通常采用“串行移位＋锁存＋驱动”的结构，以期尽量减少数据传送线，美国TI公司生产的TPIC6B595即采用此结构（如图2所示）。要全屏幕同时实现（5）式，只要将所有ST信号统一由f（i）控制即可。当然这样做的前提是要求移位寄存器中存放的是各个像素点控制数据中的同权位，而这可通过预先的数据处理做到。红、绿、蓝像素数据在显示RAM中按字节存放，可分别表示256级灰度。数据传输到每个数据处理模块，经过一定的数据选择电路后被分别存放在静态RAM中，然后分256场读出，读出时数据与一个256级亮度比较器进行比较。比较得到0或1（即时间分割函数f（i））再串行送到锁存驱动电路。每读出一场亮度，比较器就加1，这样一个数据分256次控制对应像素，从视觉上达到每种基色256灰度级的效果。值得一提的是，数据处理模块中的静态RAM的读写是不同步的，我们采用快页切换（fastpage）的方法进行控制，也就是用两块SRAM、两套地址线和数据线轮流进行读写，如图3所示。这种方法的关键在于精确规定帧存储器中数据存放地址与屏幕上像素点位置的对应关系，这些取决于写入地址发生器和读出地址发生器的设计。在实际中，我们很容易采用CPLD＋SRAM等器件灵活准确地实现。3数据重构与存储技术3．1帧存的设计存储器有两种组织方式（图4）［2］：①组合像素法（PackedPixelMethod）：即画面上每个像素的所有位均集中存...
