一种用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置，包括以下部分：第一部分，LED灯的亮度控制实现：显示屏的每个像素由红、绿、蓝3种颜色LED灯混合组成，每种颜色的LED灯都需要独立的PWM驱动；第二部分，用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置硬件实现：实现出用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种接口；第三部分，用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的扫描控制模块的FPGA实现。体立体显示的实现：立体图像需要分割成若干层平面图像，然后再进行重建显示。由于将立体图像分割为多幅图像，因此显示的整体刷新率要求便大大提高。本发明专利技术最主要的特征是超高的刷新率，其刷新频率可以达到20kHz以上，以实现立体显示要求的超高刷新率。本发明专利技术提出了一种基于FPGA的用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置实现方法。该装置不仅结构灵活、性能优越，画面清晰度、流畅度高，不会出现拖尾、留影等现象，而且可以满足立体显示的超高刷新率的要求。

An ultra high refresh rate LED video device for volumetric stereoscopic display

The invention discloses a body for stereoscopic display high refresh rate LED video device, including the following parts: the first part, control the brightness of the LED lamp: each pixel display screen composed of red, green and blue 3 color LED lamp LED lamp mixed composition, each color need independent PWM driver the second part; for stereoscopic display high refresh rate LED video device hardware realizing for body stereo display high refresh rate LED video device hardware architecture and interface; the third part body for stereoscopic display high refresh rate LED video device scanning control module of FPGA. The realization of volumetric stereo display: stereo images need to be segmented into several layers of planar images, and then reconstructed and displayed. Since the stereo image is divided into several images, the overall refresh rate of the display is greatly improved. The most important feature of the invention is that the refresh rate of the ultra high refresh rate can reach more than 20kHz, so as to realize the ultra-high refresh rate required by the stereoscopic display. The invention provides a method for realizing an ultra high refresh rate LED video device for volumetric stereoscopic display based on FPGA. The device not only has flexible structure and superior performance, clarity, fluency, no tail, pictures and other phenomena, but also can meet the stereo display high refresh rate requirements.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频数据处理和嵌入式领域，特别是一种用于体立体显示的超高刷新 率LED视频装置。
技术介绍
LED显示屏是上世纪80年代后期在全球迅速发展起来的新型显示产品，以可靠性 高、亮度高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高、功耗小、耐冲击、性能稳定等特点，迅 速成长为平板显示的主流产品。LED显示屏的最大特点其制造不受面积限制，可达几十甚至 几百平方米以上，应用于室内/室外的各种公共场合显示文字、图形、图像、动画、视频图像 等各种信息，具有较强的广告渲染力和震撼力。然而要达到高档显示屏的需求，就要有高的 刷新率，使LED显示屏能流畅无闪烁地播放画面。目前，市场上平板电视刷新率分为几个档 次一般为100Hz、120Hz，稍高一点儿的有200Hz，最高的达到了 600Hz。一般而言，图像的刷新率达到50 60Hz即可，刷新率高于60Hz之后，人眼基本上 看不出区别，我们之所以专利技术超高刷新率的显示装置，因为它有其特殊的应用，它可以利用 在立体显示中，由于立体图像的显示需要分层，将立体图像分成若干层，每幅图像都要显示 组成立体图像，因此就要有超高的刷新率。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于体 立体显示的超高刷新率LED视频装置，其整体刷新频率可以达到20kHz，甚至更高，从而使 LED显示画面清晰度、流畅度高，不会出现拖尾、留影等现象，使LED显示屏能流畅无闪烁地 播放画面，我们可以将此专利技术用在立体图像的显示中，因为立体图像的显示需要分层，将体 立体图像切割为N幅平面图像，得到的N幅平面图像重建为体立体图像进行显示，体立体显 示的超高刷新率LED视频装置要由N幅LED显示装置组合而成，整体刷新率为单个刷新率 的N倍。例如立体图像需要分为80层，也就是每幅立体图像需要分解为80幅二维图像，假 设立体图像的刷新率需要100Hz，则二维图像的整体的刷新率要达到8000Hz，因此目前普 通的LED显示装置无法满足如此高的刷新要求。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于体立体显示的超高刷新率LED视 频装置，包括以下部分第一部分，LED灯的亮度控制实现显示屏的每个像素由红、绿、蓝3种颜色LED灯 混合组成，每种颜色的LED灯都需要独立的PWM驱动；第二部分，用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置硬件实现实现出用于体 立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种接口 ；第三部分，用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的扫描控制模块的FPGA实 现。本专利技术中，优选地，所述第一部分包括以下步骤步骤(11)，LED显示采用RGB真彩体系，每个像素含有RGB三个分量；步骤(12)，像素灰度采用控制LED的点亮时间来实现，也就是采用PWM控制；步骤(13)，显示屏的每个像素三个RGB分量分别需要Sbit宽度的灰度数据并保存 在PWM寄存中。本专利技术中，优选地，所述第二部分包括以下步骤步骤，首先确定此装置采用积木结构，必须把规模较小的LED点阵实现成独 立模块，因为芯片引出脚数量的限制，每个芯片所能点亮驱动的LED灯数量是有限的；步骤(22)，确定此显示装置的屏幕大小，选取合适的驱动芯片；步骤，实现出用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种 接口。本专利技术中，优选地，所述第三部分包括以下步骤步骤(31)，LED扫描控制器的功能是接收视频信号源数据并存入帧缓冲；步骤(32)，从视频数据中提取出行同步，场同步信号以及每帧图像数据；步骤(33)，根据要求的刷新率的要求，计算出PWM信号的频率；步骤(34)，通过FPGA生成所需PWM频率，根据每帧的图像数据中的每个像素的 RGB分量分别生成超高频率PWM信号；步骤(35)，将生成的PWM信号以及各种控制信号输出至用于体立体显示的超高刷 新率LED视频装置。本专利技术的原理是利用FPGA芯片的超高频率以实现生成超高频率的PWM信号，每帧 图像的周期大大减小，从而实现了超高的刷新率。有益效果本专利技术不仅结构灵活、性能优越，而且可以使LED显示器画面清晰度、 流畅度高，不会出现拖尾、留影等现象。本专利技术方法可以用在高端平板电视，要求超高流畅 度视频显示方面有重要的应用前景，但是本专利技术的最重要的应用在体立体显示上，可以很 好的满足体立体显示所需要的超高刷新率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和 /或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构的系统框图。图2是PWM恒流驱动控制方式的示意图。图3是LED驱动接口电路的示意4本专利技术方法简化流程图。具体实施例方式本专利技术硬件部分由LED显示屏，驱动电路以及FPGA组成，如图1所示。如图3所示，本专利技术公开了一种用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置，包括 以下部分第一部分，LED灯的亮度控制实现显示屏的每个像素由红、绿、蓝3种颜色LED灯 混合组成，每种颜色的LED灯都需要独立的PWM驱动；4所述第一部分包括以下步骤步骤11，LED显示采用RGB真彩体系，每个像素含有 RGB三个分量；步骤12，像素灰度采用控制LED的点亮时间来实现，也就是采用PWM控制；步 骤13，显示屏的每个像素三个RGB分量分别需要Sbit宽度的灰度数据并保存在PWM寄存 中。步骤11，LED显示采用RGB真彩体系，每个像素含有RGB三个分量；步骤12，像素灰度采用控制LED的点亮时间来实现，也就是采用PWM控制；对于多级灰度显示，亮暗均勻度有严格要求，LED灯电流必须为可设定大小的恒流 驱动。多级灰度控制采用脉宽调制方式实现。PWM恒流驱动控制方式如图2所示。步骤13，显示屏的每个像素三个RGB分量分别需要Sbit宽度的灰度数据并保存在 PWM寄存中。第二部分，用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置硬件实现实现出用于体 立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种接口 ；所述第二部分包括以下步骤步骤21，首先确定此装置采用积木结构，必须把规 模较小的LED点阵实现成独立模块，因为芯片引出脚数量的限制，每个芯片所能点亮驱动 的LED灯数量是有限的；步骤22，确定此显示装置的屏幕大小，选取合适的驱动芯片；步骤 23，实现出用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种接口。步骤21，首先确定此装置采用积木结构，必须把规模较小的LED点阵实现成独立 模块，因为芯片引出脚数量的限制，每个芯片所能点亮驱动的LED灯数量是有限的；步骤22，确定此显示装置的屏幕大小，选取合适的驱动芯片；这里以选取驱动芯 片有美国TI公司的TLC5941串行接口芯片为例。步骤23，实现出用于体立体显示的超高刷新率LED视频装置的硬件架构及各种接□。若采用TLC5941驱动8*8灰度显示模块，则需要12片级联，每个PWM控制的恒流 输出端(如01)连接1个LED灯，可设定为Sbit模式，对应256灰度等级，芯片级联及接口 见图2，其中SINa为串行输入，SOa为串行输出，XTL、SCLK、BLANK、GSCLK分别对应帧同步、 数据位同步时钟、输出禁止、PWM输入时钟。图2所示的8*8LED模块，设定为Sbit模式时，则每模块需本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术公开了一种用于体立体显示的超高刷新率ＬＥＤ视频装置，其特征在于，包括以下部分：第一部分，ＬＥＤ灯的亮度控制实现：显示屏的每个像素由红、绿、蓝３种颜色ＬＥＤ灯混合组成，每种颜色的ＬＥＤ灯都需要独立的ＰＷＭ驱动；第二部分，用于体立体显示的超高刷新率ＬＥＤ视频装置硬件实现：实现出用于体立体显示的超高刷新率ＬＥＤ视频装置的硬件架构及各种接口；第三部分，用于体立体显示的超高刷新率ＬＥＤ视频装置的扫描控制模块的ＦＰＧＡ实现。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰，霍伟，盛海波，付世斌，刘凡，封婷，郑晖，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84