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1．技术参数及指标
【1】LED灯
编号
颜色
型号
波长
亮度（mcd）
1
红
美国CREE
三合一表贴
LM1-PPP1-01-N1
625nm
300（典型值）
2
绿
525nm
450（典型值）
3
蓝
470nm
110（典型值）
【2】像素
项目
技术参数
像素间距
7mm
像素密度
17200点/m²
像素组成
1红+1纯绿+1纯蓝
4
像素材料
表贴三合一
【3】单元板
宽χ高
项目
指标
模组尺寸
488mm×
244mm
像素点数
64×
32=2048dots
【4】屏幕
指标（宽×
高）
单元板数
8块×
9块
屏幕解析度
512×
288=像素比例：
16：
9
屏幕面积
像素÷
17200点/平米=8.57平米
屏幕尺寸
3.904m×
2.196m
5
整体尺寸
4.00m×
2.29m
【5】系统指标
亮度调节
根据环境亮度，手动100级亮度调节
水平视角
灯水平视角：
＞±
75°
垂直视角
灯垂直视角：
＞50°
观看距离
3-100米显示内容清晰可见
灰度等级
逐点红、绿、蓝各256级灰度
6
屏幕亮度
1800cd/m²
，可以应用在半室外的环境中。
7
灰度校正
非线性灰度校正技术
8
对比度
100级
图像调节
白平衡/对比度/色调调节/单模组亮度调节
10
图像处理
图像有降噪/增强/运动补偿/色坐标变换处理
11
驱动方式
恒流源驱动,1/4扫描
12
显示颜色
16.7兆色；
13
换帧频率
大于100Hz
14
刷新频率
大于360Hz
15
控制方式
计算机联网控制，屏幕与控制机显示器点点对应
16
显示接口
数字RGB
17
显示模式
1024*768模式
18
输入信号
VGA、SVGA、RGB、XCA及标准计算机信号等
19
软件接口
标准计算机网络接口，如WindowsXP、Unix、Novell等
20
连续工作
大于24小时
21
屏幕寿命
大于10万小时
22
无故障时间
10,000小时（平均值）
23
离散失控点
小于万分之一
24
连续失控点
无*①
25
功率消耗
1000W/㎡（峰值）；
500W/㎡（平均）
26
供电要求
220VAC±
10%，50Hz，三相五线制
27
控制距离
80米
28
环境要求
-20℃~+60℃，10％~95%RH
注：
位于同一模组内的失控点为连续失控点。
2．系统功能
从技术等级上讲，室内LED大屏幕显示系统是一个集计算机网络技术、多媒体视频控制技术和超大规模集成电路综合应用技术于一体的大型的电子信息显示系统，具有多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据接口和视频接口。
计算机网络技术的使用使显示制作、处理、存储和传输更加安全、迅速、可靠。
采用网络系统控制技术，可以和计算机网络联网。
制造商在系统中使用了视、音频控制技术，可以对各种不同的视频和音频信号源的输入进行统一控制和管理。
【1】视频播出方式
通过多媒体视频控制技术和VGA同步技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机DVD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：
⏹支持DVI显示，显示各种计算机信息、图形、图像
⏹支持各种输入方式
⏹实时显示真彩色视频图像，实现现场转播
⏹转播广播电视、卫星电视及有线电视信号
⏹电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放（VCR、VCD、DVD、LD）
⏹支持PAL、NTSC等各种制式
⏹具有电视画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放（需另外配置非线性编辑设备）
⏹具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能
⏹可满足文艺表演的使用要求
【2】计算机播出方式
⏹图文特技显示功能：
具有对图文进行编辑、缩放、流动、动画功能
⏹显示各种计算机信息、图形、图像及2、3维计算机动画并叠加文字
⏹播出系统配有多媒体软件，可以灵活输入及播出多种信息
⏹有多种中文字体和字型可供选择，同时还可输入英文等多种文字
⏹有多种播出方式，如：
单/多行平移、单/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋转、无级缩放等
⏹主要实时新闻的编辑与播放，并有多种字体供选择
⏹重要通告的即时发布
⏹广告信息的播放等
【3】网络功能
⏹配有标准网络接口，可与其它标准网络连网（信息查询系统、市政宣传网系统等）。
⏹采集播出各数据库实时数据，实现远程网络控制。
⏹通过网络系统可以进入Internet网。
⏹具有声音接口，可接入音频设备，达到声像同步
3．系统组成及原理
从项目结构的特点出发，本工程大致可分为以下几个子项目：
⏹LED显示屏屏体
⏹计算机网络系统
⏹视、音频控制系统
【1】LED显示屏
LED视频显示屏由屏幕控制机、视频处理和控制单元、通讯模块、数据分配和扫描单元、显示屏幕等组成。
显示系统基本原理图
（1）LED主控系统
LED主控系统控制其对应的显示屏显示效果。
它可以自动运行一个不断循环的程序，根据给定的节目单显示视频内容，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。
屏幕上像素和屏幕控制机监视器区域上的像素——对应，直接映射。
也可以通过屏幕控制机手动调节显示屏的亮度，选择适合当前环境的灰度非线性校正数据，屏幕控制机
也可以通过网络系统根据环境亮度自动调节显示屏亮度和选择不同的灰度非线性校正数据。
通过屏幕控制机可以调节图像显示的对比度、色度等。
屏幕控制机将要显示的信息传送到视频处理和控制单元进行视频处理。
（2）视频处理和控制单元
视频处理和控制单元完成显示数据的图像处理，这些处理包括：
●灰度非线性校正，可以自动或手动调节
●自动或手动无级亮度调节
●灰度级控制系统可以控制显示屏显示每基色各8位的24位数据，即各基色256级灰度。
●图像降噪处理：
保证图像更加干净和平滑。
●图像增强技术，图像边缘增强技术
●运动补偿技术
●色坐标空间变换技术
●色度调节功能
●视觉处理：
在系统中，可以分别调整单个模组每基色的亮度，调整色平衡，基本消除马赛克现象，所有模组和显示模块亮度一致性好，单色显示无视觉差。
●白平衡处理等
视频处理和控制单元将处理好的显示信息传送到通信模块以便长距离传送到显示屏上。
（3）通信模块
通信模块保证屏幕控制机的显示内容准确无误地长距离传输到显示屏上。
通信模块对传输的信息进行编码解码处理，进行长距离传输和接收数据处理。
通信模块将显示信息传送到数据分配和扫描单元上。
（4）数据分配和扫描单元
数据分配和扫描单元是模块化结构设计，它将显示数据按区域分配到显示屏上，并完成显示数据扫描。
（5）显示屏体
显示屏是有许多显示单元模组组成，它们分成不同的区域接受数据分配和扫描单元传来的显示数据，以模块化结构显示。
保证系统安全可靠运行。
每一个模组有独立的排风系统，保证模组内温度一致，保证白平衡。
模块化结构设计，整个显示屏是由许多个单元模组组成，方便安装、调试和维修。
屏幕背后保留有维修空间，方便屏幕的安装调试，以及日后的维修维护等操作。
在显示屏正面安装有亮度探测传感系统，它将当前采集的亮度值定时传送到控制计算机，控制计算机根据当前环境亮度值和播放的内容调整显示屏的亮度和非线性灰度校正数据，以达到最佳观看效果。
【2】计算机网络系统
本项目设计采用系统集成的思维方式来规划整个LED显示系统。
屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能够将当今许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统，如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术。
网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广域网等。
通过多媒体视频控制技术，可以方便地将多种形式的视频信息源引入计算机网络系统，如广播电视和卫星电视信号、摄像视频信号、录像机VCD视频信号、计算机动画信息等，因而可以实现下列功能：
●实时显示真彩色视频图像，实现现场转播
●转播广播电视及卫星电视
●电视、摄像、影碟等视频信号的即时播放
●电视画面上叠加文字信息，全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放（需另加非线性编辑系统）
●具有同时播放左右不同比例的画面及文字的功能
【3】系统控制原理
计算机网络系统各部分的功能简述如下：
主控系统控制其对应的显示屏的显示效果。
作为一种视频设备，它可以实时地接收来自控制局域网的视频信号，并根据给定的节目单不间断地自服务器上获取相关显示数据，也可以人工干预，产生屏幕上的显示效果。
屏幕上像素和视频仪监视器相应区域上像素一一对应，直接映射。
（2）系统控制机
操作员可以通过系统控制机控制显示屏电源开关。
另外操作员还可以通过系统控制机控制视频切换矩阵，用来选择不同的视频源节目。
（3）节目制作非线性编辑系统（推荐配置）
该工作站用来制作计算机动画、文字，录入静止图片，并将这些数据存放到服务器上，供其他工作站共享使用。
具有字幕机功能，具有节目编辑功能，可能在视频画面上叠加文字信息，可以完成全景、特写、慢镜头、特技等效果的实时编辑和播放，可以对播出的视频信号进行非线性编辑。
【4】音频控制系统
LED大屏幕显示系统具有多种视频、音频输入源，系统采用视音频切换矩阵对视音频源进行管理。
视音频切换矩阵具有8个音频输入和4个视音频输出。
8个输入分别接8个不同的视、音频源节目。
两个视频输出接至两个屏幕控制机，一个音频输出接至音响系统，视、音频信号同步播放。
视音频切换矩阵由系统控制，操作员通过控制机选择不同的视频、音频节目。
也可以对播放的节目顺序进行编排。
4．关键技术
【1】多媒体控制技术
多媒体控制技术将模拟Video信号和Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。
多媒体控制技术通过A/D采集技术将模拟视频Video信号和模拟视频VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。
屏幕控制机上装有多媒体卡，可将多种Video视频源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。
通过多媒体控制技术，可以对屏幕的亮度、对比度和色饱和度进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。
输入的视频信号可以是PAL或NTSC。
【2】视频处理技术
（1）非线性校正技术
为了更加适合LED显示屏的显示特性，本制造商采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。
视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。
无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。
没有经灰度校正的LED屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；
只有经灰度校正后的LED显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。
另外，由于LED本身的发光特性和电视机、计算机监视器（CRT）的发光特性不一样，简单地将在CRT上应用的非线性γ校正算法和反γ校正算法直接应用到LED显示屏上是十分不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效果更差。
从常识可知，当电视在阳光充足的环境中的观看效果没有在无阳光的环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单的灰度校正是无法满足人眼需求的，同样LED显示屏更是如此，由于用户不可能随便的移动该设备，因此必须使LED显示屏在各种环境下均能舒适地观看。
在各种环境下的正常显示体现一个公司较高的设计水平。
由目前对人眼的视觉特性研究可知如下原理：
人眼的主观亮度与光强为非线性关系。
人眼在环境亮度较低时，对比度的响应比在高亮度环境中敏锐；
有背景光时，对比灵敏度与光强的线性关系范围大大减小：
为了保证显示效果，制造商和国内、国外的著名公司如日本富士通、美国TI公司等进行了广泛的技术合作
和交流，通过大量实验，克服了别的公司的同类产品的缺陷，设计并实现了更适合LED显示屏显示效果的非线性灰度校正算法，并且在本制造商的产品中得以实现。
（2）色座标空间变换
从色度图上能看到，视频源的色空间三角形与LED发光二极管的色空间三角形是不同的。
好在LED的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间变换）LED显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可能会发粉红色或发生其它色偏现象。
为克服以上问题，制造商在技术上运用高速图像处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与LED色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。
（3）色温处理
我公司首先完成了从3500k至8500k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。
针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。
（4）边缘增强
采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。
（5）降噪
LED显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干净和平滑。
（6）对比度处理
对比度是人工重显图像的一个非常关键的技术指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起。
本制造商产品图像的对比度达到100，获得了较为满意的视觉效果。
降低屏幕表面的光反射系数。
对于屏幕表面光反射系数的控制，制造商采用乌光黑色材料和黑色胶水封装像素，并且采用乌光黑色模组。
屏幕表面雕刻特殊纹理，使入射光全部被吸收。
（7）亮度调节
为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，制造商设计显示屏具有亮度调节功能，光传感器采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。
（8）白平衡控制
保证屏幕白平衡的主要方法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的LED发光管。
设计中制造商采用色还原度比较好的纯色发光二极管：
美国CREE公司表贴三合一LED发光二极管产品。
（9）帧同步
显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。
通过对输入的每一帧图像所采用的LOCKEVENT技术，确保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得LED显示屏10万小时的寿命有真正的意义。
因为如果采用早期的像素分解，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于LED驱动的不均衡，除了一段时间后由于LED衰减不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问题是将直接影响屏幕寿命。
（10）运动补偿
视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。
这种现象一方面会影响观看效果，另一方面会影响摄像效果。
为此，制造商在LED显示屏视频采集后端专门添加了运动补偿电路。
无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将是清晰稳定的。
（11）逐行扫描补偿技术
由于现在的电视信号多为隔行扫描，普通画面的单数行和双数行内容并非完全一致，画面中常有横向纹理。
运用实时DSP数字信息处理和逐行扫描补偿技术，能在输入普通电视信号时，达到近似逐行扫描的显示效果，尤其在LED显示屏上，由于像素间距大，显示面积大，这种改善非常明显。
（12）高速扫描
由于采用分布式控制，使系统的高速扫描成为可能。
在我们最大限度的提高扫描频率的情况下，使我们的显示屏不仅仅是人眼，即使是专业的摄像机亦无法捕捉到帧闪烁，并且可根据用户要求采用逐点检测技术，以实现对显示屏状态的完全监控。
【3】超大规模集成电路技术
实现视频显示的传统方法是采用离散的、小规模的集成电路技术。
当系统要求的性能有了大规模地提高时（如从16级灰度提高至256级灰度），系统所使用的离散器件和小规模集成电路的数量将大幅度增加，整个系统的和可维护性将很难保证。
另外，为保证显示效果需采取的非线性灰度校正措施，随着数据运算量
的增加，也不得不采取更复杂的、更繁多的小规模离散器件，这也将使系统的可靠性和可维护性更加难以保证。
为解决上述问题，提高显示效果，降低设计难度，保证系统的可靠性和可维护性，我公司从1997年开始进行LED显示屏专用超大规模集成电路的设计工作。
在1998年中旬成功地推出了LED显示屏专用芯片。
该芯片采用国际上先进的集成电路设计工艺和生产工艺。
这一成果极大地提高了系统的性能。
超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用极大地提高了系统的显示性能，简化了系统的设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。
256级灰度高度集成化视频显示屏显示控制芯片采用集中控制的设计电路，运用ASIC设计的方法完成，极大地提高了LED显示屏控制部分的准确性、稳定性、从而提高LED显示屏质量，最大限度的满足LED显示屏是半永久性电子产品这一要求。
控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的256级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。
灰度校正后的256级灰度的LED显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。
高度集成型控制芯片使屏内LED显示块采用串行的数据连接方式，有效降低信号的衰减，确保LED显示屏准确的接收、传送，并完成全视频动态显示。
控制芯片利用高集成度，使LED显示屏的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往LED显示屏庞大复杂的电路设计，并且增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。
这样，生产、安装、维修、升级都变得方便易行。
独特性的设计方案简化了LED显示屏的驱动系统，使数据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。
模块化设计与串联的连接方式极大的减小了信号的衰减，使大规模长距离显示成为可能，从而保证信号可能传输1024点×
768点，即全屏显示。
在进行系统逻辑电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路FPGA，替代以往系统中大量的中小规模的可编程集成电路GAL和CPLD。
超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。
采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真正的256级灰度、非线性灰度校正功能。
【4】恒流源技术
恒流源：
顾名思义是一种恒定电流输出的驱动器件，它的交流等效电阻很大，直流压降却不大，其等效的数字模型是VCCS（电压控制的电流源），工作于开关状态，其电流输出一旦通过调节电阻设定后，仅受控于输入的逻辑状态0或者1，输入信号有效时，其输出电流保持为某个给定时间常数的函数，不会因它所联接的外电路不同而变化，输入信号无效时，其输出电流关断。
LED是一种电流驱动的双端口器件，其发光特性仅与流过的电流大小相对应，普通的驱动器件不具备恒流特性，其输出电流亦会随输入电压变化。
而我们知道，TTL电路的电压是一阀值，一点微小的变化虽不影响逻辑状态，但会影响到输出电流的大小，而直接反映到LED的发光，解决这一问题的唯一途径即是采用如上所提到的恒流源。
另外，恒流源驱动器件的选用，保证了输出电流的大小恒定，也就可以去掉变通驱动器件必须要有的串联限流电阻，大大降低了消耗在电阻上的功率，降低了系统的发热，恒流源驱动器件的输出电流可以通过调节电阻很方便的调校，这样对于系统最终的白平衡定位提供了最大程度上的方便。
本投标人选用的LED显示屏采用恒流源驱动集成电路，对显示发光单元LED（发光二极管）进行直接驱动，从而保证了每一个发光二极管的发光显示效果的一致性。
显示屏显示的画面图像效果亮度均匀，过渡平滑，纹理细腻，真实动人。
如果电路中不采用恒流源驱技术，由于每个发光二极管的显示效果不一致，有的偏亮、有的偏暗，图像画面上将会存在少数零星分布的亮点和暗点，图像画面粗糙，过渡生硬。
恒流源驱动电路是采用多路恒流源集成芯片驱动发光二
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