1概述小間距LED顯示屏是指LED點(diǎn)間距在P2.5以下的室內(nèi)LED顯示屏。小間距LED顯示屏與其他室內(nèi)顯示設(shè)備相比，具有無(wú)縫拼接、模塊化維護(hù)、色彩自然真實(shí)、顯示均勻性更好，色域空間更寬等優(yōu)點(diǎn)，小間距LED顯示屏在室內(nèi)顯示市場(chǎng)具有巨大潛力。

但同時(shí)，小間距顯示屏也面臨眾多挑戰(zhàn)。顯示效果（如余輝、第一掃偏暗、低灰處發(fā)紅、低灰亮度不均勻等）、大分辨率帶載、拼接縫隙一直是高密度小間距LED顯示屏的瓶頸，限制了小間距LED顯示屏的應(yīng)用。針對(duì)以上問(wèn)題，本文分析了各個(gè)問(wèn)題的成因，并提出了相應(yīng)的解決方案。2小間距顯示屏之圖像顯示小點(diǎn)間距顯示屏的圖像顯示效果受余暉、第一掃偏暗、低灰處發(fā)紅、低灰亮度不均勻等等問(wèn)題的影響嚴(yán)重。
余輝是由于掃描屏在掃瞄過(guò)程中，電荷在燈板寄生電容中逐漸積累，導(dǎo)致 LED 非預(yù)期的出現(xiàn)微亮。透過(guò)斜線(xiàn)圖案測(cè)試，可以觀察到點(diǎn)亮的 LED 附近燈點(diǎn)也會(huì)微微地被點(diǎn)亮。余輝現(xiàn)象會(huì)造成圖像模糊。
第一掃偏暗的成因于在換行掃時(shí)，燈板寄生電容中累積電荷，在第一行掃開(kāi)啟時(shí)，累積的電荷影響 LED 電流，導(dǎo)致 LED 亮度偏暗。
低灰白平衡色偏則是因?yàn)镽、G、B 三色 LED 的寄生效應(yīng)不同，通常R LED受的影響較小，R LED亮度會(huì)略大于 G/B LED，以致產(chǎn)生低灰處發(fā)紅現(xiàn)象。  低灰亮度不均勻的成因主要來(lái)自L(fǎng)ED的不一致性，以及驅(qū)動(dòng)芯片自身的差異。 
上述問(wèn)題，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)IC與控制系統(tǒng)配合進(jìn)行抑制。目前，已經(jīng)有高端驅(qū)動(dòng)IC集成了針對(duì)上述問(wèn)題的處理功能和調(diào)節(jié)接口。利用控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，即可有效改善顯示屏的顯示效果。3小間距顯示屏之大面積帶載大分辨率帶載是小間距顯示屏必然面臨的另一個(gè)問(wèn)題。小間距顯示屏LED燈點(diǎn)間距小，在相同的面積內(nèi)有更大的分辨率。分辨率提高了，如果還是用一張接收卡帶載，顯示性能指標(biāo)會(huì)變低；而在空間有限的箱體里，又不能安裝多張接收卡帶載一個(gè)箱體。
為了解決以上問(wèn)題，我們有以下思路及方案：
1) 在不影響目前以有功能的前提下，縮小接收卡的尺寸，使得在空間有限的箱體中，能夠
安裝多張接收卡。該方案的優(yōu)點(diǎn)為：除尺寸不一樣外，接收卡的其它方面均不受影響，兼容性也不受影響，投入時(shí)間短。缺點(diǎn)為：所需要的接收卡數(shù)量較多，成本較高，安裝較復(fù)雜。
2) 提高接收卡的處理能力，讓接收卡能夠帶載更多的點(diǎn)數(shù)，而不影響刷新與灰度性能。該
方案的優(yōu)點(diǎn)為：一張接收卡能夠帶載更多的點(diǎn)數(shù)，安裝方便。缺點(diǎn)為：由于不能影響刷新及灰度性能，接收卡必然需要更高的處理速度與處理帶寬，由之帶來(lái)的是，接收卡處理平臺(tái)的升級(jí)，因此，接收卡的制造成本會(huì)隨之上升，投入時(shí)間長(zhǎng)，且與當(dāng)前正在使用的接收卡不兼容。
3) 第1、2點(diǎn)同時(shí)具備，既縮小接收卡尺寸，又提高接收卡處理能力。該方案的優(yōu)點(diǎn)為：
一張接收卡能夠帶載更多的點(diǎn)數(shù)，且尺寸小，安裝方便。缺點(diǎn)為：由于尺寸要更小，又要提高處理能力，這對(duì)接收卡而言，開(kāi)發(fā)難度高，制造成本也高。
4) 根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)，定制化接收卡，使接收卡與模塊完美配合，實(shí)現(xiàn)大帶載、高性能。
  該方 案的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，量身定做，不同的LED規(guī)格都有相應(yīng)的接收處理板，而接收處理板又與燈板設(shè)計(jì)以及箱體的設(shè)計(jì)匹配，達(dá)到性能與結(jié)構(gòu)的完美。這個(gè)方案前期投入較大，需要LED屏體廠商與LED顯示屏系統(tǒng)廠商雙方合作，投入研發(fā)，但一旦產(chǎn)品量產(chǎn)，成本會(huì)隨著產(chǎn)量相應(yīng)下降。 4小間距顯示屏之逐點(diǎn)校正技術(shù)小間距顯示屏的快速發(fā)展給逐點(diǎn)校正技術(shù)帶來(lái)了的挑戰(zhàn)在于兩方面：一方面是高密度、高分辨率下的校正；另一方面是拼接縫隙校正。本文提出兩種新技術(shù)，以應(yīng)對(duì)上面兩個(gè)問(wèn)題。 
1) 大視角逐點(diǎn)校正技術(shù)
  常規(guī)逐點(diǎn)校正技術(shù)由于受到相機(jī)分辨率的限制，一次能夠校正的點(diǎn)數(shù)非常有限，通常需要對(duì)顯示屏進(jìn)行分區(qū)校正。校正每個(gè)分區(qū)時(shí)都需要校正人員重新調(diào)節(jié)長(zhǎng)焦鏡頭對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行清晰成像以采集數(shù)據(jù)，這就嚴(yán)重降低了校正的效率。
而大視角逐點(diǎn)校正技術(shù)規(guī)避了這種繁瑣的分區(qū)采集方式，直接使用中短焦距的鏡頭對(duì)大視角內(nèi)的LED顯示屏進(jìn)行成像，在具體測(cè)量時(shí)，巧妙的利用LED顯示屏的分立顯示可控性，將相鄰的LED像素進(jìn)行分立顯示，分多次自動(dòng)完成采集，實(shí)現(xiàn)高密度、高分辨率的校正。其原理圖如圖1所示。

  這種校正技術(shù)能夠使得單次校正分區(qū)的大小擴(kuò)充為原先的25倍乃至更多，從而大幅度提升了校正效率，并顯著減少了人工操作環(huán)節(jié)。更難得的是，這種測(cè)量方式避免了相鄰LED燈點(diǎn)之間的光串?dāng)_，能夠達(dá)到更高的測(cè)量精度。 
2) 拼接縫隙校正技術(shù)
拼接縫是小間距顯示屏的頑疾。其對(duì)顯示屏的影響主要表現(xiàn)為在拼接縫處出現(xiàn)亮線(xiàn)或者暗線(xiàn)，而它本身的幾何錯(cuò)位問(wèn)題并不容易被察覺(jué)。
  在這里我們提出一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和人眼視覺(jué)特性的縫隙檢測(cè)和校正技術(shù)： 
a) 基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的縫隙檢測(cè)用相機(jī)對(duì)LED顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，利用圖像處理技術(shù)智能識(shí)別每一顆LED燈點(diǎn)的坐標(biāo)，再采用灰度重心法（式1和式2），對(duì)每一顆LED燈點(diǎn)進(jìn)行亞像素級(jí)別的中心定位，進(jìn)而計(jì)算出其與周?chē)鸁酎c(diǎn)的間距，最后根據(jù)間距的大小判斷縫隙的所在位置。

  其中，、分別為質(zhì)心（LED燈點(diǎn)亞像素級(jí)別的中心位置）的行、列坐標(biāo)，為燈點(diǎn)區(qū)域的大小，為像素時(shí)的灰度值。全彩LED顯示屏它是一種通過(guò)控制RGB半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個(gè)RGB三色的發(fā)光二極管組成，每個(gè)像素組合均有RGB二極管，靠每組像素?zé)舻牧翜鐏?lái)顯示不同顏色的全彩畫(huà)面。用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。
b) 基于人眼視覺(jué)特性的縫隙校正人眼實(shí)質(zhì)上是一個(gè)光學(xué)器件，其MTF具有低通濾波器的特性（圖2），當(dāng)觀察者由近到遠(yuǎn)觀看LED顯示屏的時(shí)候，在近距離處其頻譜基本上都被保存下來(lái)，看到的是一個(gè)一個(gè)分離的像素點(diǎn)，隨著距離增大，高頻成分逐漸被濾除，直至看到連續(xù)的圖像。液晶廣告機(jī)展會(huì)、港口、機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、汽車(chē)站、大型體育及會(huì)展場(chǎng)館、智能交通、高速公路、銀行、廣告、電力、商業(yè)、電信、醫(yī)院、稅務(wù)、銀行、交易市場(chǎng)、市民廣場(chǎng)等幾乎所有的相關(guān)系統(tǒng)及行業(yè)。

  拼接縫本身并沒(méi)有導(dǎo)致LED燈點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度的變化，但由于其改變了單位面積內(nèi)的LED分布密度，在人眼低通濾波后，即呈現(xiàn)出明顯的亮暗線(xiàn)特征。55寸液晶拼接屏效果好；采用非線(xiàn)性校正技術(shù)，圖像更清晰、層次感更強(qiáng)；可靠性強(qiáng)：采用分布式掃描技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，可靠性、穩(wěn)定性更高。
  結(jié)合第一步機(jī)器視覺(jué)獲得的縫隙信息，再配合人眼的低通濾波過(guò)程，可以仿真得到人眼視網(wǎng)膜上真實(shí)的投影圖像，如圖3、圖4所示。圖3為有拼接縫隙的LED燈點(diǎn)分布圖，圖4為人眼模糊圖像，可以明顯看到一條垂直亮線(xiàn)和一條水平暗線(xiàn)。

在得到視網(wǎng)膜的投影圖之后，通過(guò)調(diào)節(jié)縫隙周?chē)鶯ED的亮度就可以削弱其亮度不一致的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)參數(shù)可以利用數(shù)值計(jì)算的方法求得最優(yōu)解。5小結(jié)針對(duì)小間距顯示屏面臨的顯示效果、大分辨率帶載以及校正問(wèn)題，本文分析了問(wèn)題的成因，并探討了解決問(wèn)題的途徑。通過(guò)高端專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)芯片與控制系統(tǒng)的配合，可以解決了余輝、第一掃偏暗、低灰處發(fā)紅、低灰亮度不均勻的問(wèn)題；高性能的接收卡，為小間距顯示屏的應(yīng)用提供了完備的帶載方案；大視角逐點(diǎn)校正技術(shù)使得高密度、高分辨率的顯示屏校正精度和校正效率更高；采用基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和人眼視覺(jué)特性的縫隙檢測(cè)和校正技術(shù)，解決了拼接縫隙校正問(wèn)題。