專利名稱：一種用于體立體顯示的超高刷新率led視頻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻數(shù)據(jù)處理和嵌入式領(lǐng)域，特別是一種用于體立體顯示的超高刷新 率LED視頻裝置。
背景技術(shù)：
LED顯示屏是上世紀(jì)80年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型顯示產(chǎn)品，以可靠性 高、亮度高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性價(jià)比高、功耗小、耐沖擊、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，迅 速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品。LED顯示屏的最大特點(diǎn)其制造不受面積限制，可達(dá)幾十甚至 幾百平方米以上，應(yīng)用于室內(nèi)/室外的各種公共場(chǎng)合顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻圖像 等各種信息，具有較強(qiáng)的廣告渲染力和震撼力。然而要達(dá)到高檔顯示屏的需求，就要有高的 刷新率，使LED顯示屏能流暢無(wú)閃爍地播放畫面。目前，市場(chǎng)上平板電視刷新率分為幾個(gè)檔 次一般為100Hz、120Hz，稍高一點(diǎn)兒的有200Hz，最高的達(dá)到了 600Hz。一般而言，圖像的刷新率達(dá)到50 60Hz即可，刷新率高于60Hz之后，人眼基本上 看不出區(qū)別，我們之所以發(fā)明超高刷新率的顯示裝置，因?yàn)樗衅涮厥獾膽?yīng)用，它可以利用 在立體顯示中，由于立體圖像的顯示需要分層，將立體圖像分成若干層，每幅圖像都要顯示 組成立體圖像，因此就要有超高的刷新率。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于體 立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，其整體刷新頻率可以達(dá)到20kHz，甚至更高，從而使 LED顯示畫面清晰度、流暢度高，不會(huì)出現(xiàn)拖尾、留影等現(xiàn)象，使LED顯示屏能流暢無(wú)閃爍地 播放畫面，我們可以將此發(fā)明用在立體圖像的顯示中，因?yàn)榱Ⅲw圖像的顯示需要分層，將體 立體圖像切割為N幅平面圖像，得到的N幅平面圖像重建為體立體圖像進(jìn)行顯示，體立體顯 示的超高刷新率LED視頻裝置要由N幅LED顯示裝置組合而成，整體刷新率為單個(gè)刷新率 的N倍。例如立體圖像需要分為80層，也就是每幅立體圖像需要分解為80幅二維圖像，假 設(shè)立體圖像的刷新率需要100Hz，則二維圖像的整體的刷新率要達(dá)到8000Hz，因此目前普 通的LED顯示裝置無(wú)法滿足如此高的刷新要求。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視 頻裝置，包括以下部分第一部分，LED燈的亮度控制實(shí)現(xiàn)顯示屏的每個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)3種顏色LED燈 混合組成，每種顏色的LED燈都需要獨(dú)立的PWM驅(qū)動(dòng)；第二部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置硬件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)出用于體 立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接口 ；第三部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的掃描控制模塊的FPGA實(shí) 現(xiàn)。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第一部分包括以下步驟
步驟(11)，LED顯示采用RGB真彩體系，每個(gè)像素含有RGB三個(gè)分量；步驟(12)，像素灰度采用控制LED的點(diǎn)亮?xí)r間來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是采用PWM控制；步驟(13)，顯示屏的每個(gè)像素三個(gè)RGB分量分別需要Sbit寬度的灰度數(shù)據(jù)并保存 在PWM寄存中。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第二部分包括以下步驟步驟，首先確定此裝置采用積木結(jié)構(gòu)，必須把規(guī)模較小的LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)成獨(dú) 立模塊，因?yàn)樾酒瞿_數(shù)量的限制，每個(gè)芯片所能點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)的LED燈數(shù)量是有限的；步驟(22)，確定此顯示裝置的屏幕大小，選取合適的驅(qū)動(dòng)芯片；步驟，實(shí)現(xiàn)出用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種 接口。本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第三部分包括以下步驟步驟(31)，LED掃描控制器的功能是接收視頻信號(hào)源數(shù)據(jù)并存入幀緩沖；步驟(32)，從視頻數(shù)據(jù)中提取出行同步，場(chǎng)同步信號(hào)以及每幀圖像數(shù)據(jù)；步驟(33)，根據(jù)要求的刷新率的要求，計(jì)算出PWM信號(hào)的頻率；步驟(34)，通過(guò)FPGA生成所需PWM頻率，根據(jù)每幀的圖像數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素的 RGB分量分別生成超高頻率PWM信號(hào)；步驟(35)，將生成的PWM信號(hào)以及各種控制信號(hào)輸出至用于體立體顯示的超高刷 新率LED視頻裝置。本發(fā)明的原理是利用FPGA芯片的超高頻率以實(shí)現(xiàn)生成超高頻率的PWM信號(hào)，每幀 圖像的周期大大減小，從而實(shí)現(xiàn)了超高的刷新率。有益效果本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)靈活、性能優(yōu)越，而且可以使LED顯示器畫面清晰度、 流暢度高，不會(huì)出現(xiàn)拖尾、留影等現(xiàn)象。本發(fā)明方法可以用在高端平板電視，要求超高流暢 度視頻顯示方面有重要的應(yīng)用前景，但是本發(fā)明的最重要的應(yīng)用在體立體顯示上，可以很 好的滿足體立體顯示所需要的超高刷新率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。圖1是用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)的系統(tǒng)框圖。圖2是PWM恒流驅(qū)動(dòng)控制方式的示意圖。圖3是LED驅(qū)動(dòng)接口電路的示意4本發(fā)明方法簡(jiǎn)化流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明硬件部分由LED顯示屏，驅(qū)動(dòng)電路以及FPGA組成，如圖1所示。如圖3所示，本發(fā)明公開了一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，包括 以下部分第一部分，LED燈的亮度控制實(shí)現(xiàn)顯示屏的每個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)3種顏色LED燈 混合組成，每種顏色的LED燈都需要獨(dú)立的PWM驅(qū)動(dòng)；
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所述第一部分包括以下步驟步驟11，LED顯示采用RGB真彩體系，每個(gè)像素含有 RGB三個(gè)分量；步驟12，像素灰度采用控制LED的點(diǎn)亮?xí)r間來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是采用PWM控制；步 驟13，顯示屏的每個(gè)像素三個(gè)RGB分量分別需要Sbit寬度的灰度數(shù)據(jù)并保存在PWM寄存 中。步驟11，LED顯示采用RGB真彩體系，每個(gè)像素含有RGB三個(gè)分量；步驟12，像素灰度采用控制LED的點(diǎn)亮?xí)r間來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是采用PWM控制；對(duì)于多級(jí)灰度顯示，亮暗均勻度有嚴(yán)格要求，LED燈電流必須為可設(shè)定大小的恒流 驅(qū)動(dòng)。多級(jí)灰度控制采用脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)。PWM恒流驅(qū)動(dòng)控制方式如圖2所示。步驟13，顯示屏的每個(gè)像素三個(gè)RGB分量分別需要Sbit寬度的灰度數(shù)據(jù)并保存在 PWM寄存中。第二部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置硬件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)出用于體 立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接口 ；所述第二部分包括以下步驟步驟21，首先確定此裝置采用積木結(jié)構(gòu)，必須把規(guī) 模較小的LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立模塊，因?yàn)樾酒瞿_數(shù)量的限制，每個(gè)芯片所能點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng) 的LED燈數(shù)量是有限的；步驟22，確定此顯示裝置的屏幕大小，選取合適的驅(qū)動(dòng)芯片；步驟 23，實(shí)現(xiàn)出用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接口。步驟21，首先確定此裝置采用積木結(jié)構(gòu)，必須把規(guī)模較小的LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立 模塊，因?yàn)樾酒瞿_數(shù)量的限制，每個(gè)芯片所能點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)的LED燈數(shù)量是有限的；步驟22，確定此顯示裝置的屏幕大小，選取合適的驅(qū)動(dòng)芯片；這里以選取驅(qū)動(dòng)芯 片有美國(guó)TI公司的TLC5941串行接口芯片為例。步驟23，實(shí)現(xiàn)出用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接□。若采用TLC5941驅(qū)動(dòng)8*8灰度顯示模塊，則需要12片級(jí)聯(lián)，每個(gè)PWM控制的恒流 輸出端(如01)連接1個(gè)LED燈，可設(shè)定為Sbit模式，對(duì)應(yīng)256灰度等級(jí)，芯片級(jí)聯(lián)及接口 見圖2，其中SINa為串行輸入，SOa為串行輸出，XTL、SCLK、BLANK、GSCLK分別對(duì)應(yīng)幀同步、 數(shù)據(jù)位同步時(shí)鐘、輸出禁止、PWM輸入時(shí)鐘。圖2所示的8*8LED模塊，設(shè)定為Sbit模式時(shí)，則每模塊需12片TLC5941級(jí)聯(lián)，每 幀數(shù)據(jù)為1536bit，假設(shè)幀刷新頻率為20000幀/s，考慮幀間隙，則串行數(shù)據(jù)傳輸速率必須 大于 32Mbit/s。因此對(duì)于大塊的LED顯示屏我們可以采取分塊的方式。第三部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的掃描控制模塊的FPGA實(shí) 現(xiàn)。所述第三部分包括以下步驟步驟31，LED掃描控制器的功能是接收視頻信號(hào)源 數(shù)據(jù)并存入幀緩沖；步驟32，從視頻數(shù)據(jù)中提取出行同步，場(chǎng)同步信號(hào)以及每幀圖像數(shù)據(jù)； 步驟33，根據(jù)要求的刷新率的要求，計(jì)算出PWM信號(hào)的頻率；步驟34，根據(jù)每幀的圖像數(shù)據(jù) 中的每個(gè)像素的RGB分量分別生成超高頻率PWM信號(hào)；步驟35，將生成的PWM信號(hào)輸出至 用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置。步驟31，LED掃描控制器的功能是接收視頻信號(hào)源數(shù)據(jù)并存入幀緩沖；步驟32，從視頻數(shù)據(jù)中提取出行同步，場(chǎng)同步信號(hào)以及每幀圖像數(shù)據(jù)；
步驟33，根據(jù)要求的刷新率的要求，計(jì)算出PWM信號(hào)的頻率；步驟34，通過(guò)FPGA生成所需PWM頻率，根據(jù)每幀的圖像數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素的RGB 分量分別生成超高頻率PWM信號(hào)；步驟35，將生成的PWM信號(hào)以及各種控制信號(hào)輸出至用于體立體顯示的超高刷新 率LED視頻裝置。本發(fā)明提供了一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的思路及方法，本 發(fā)明主要應(yīng)用在體立體顯示上面，可以很好的滿足體立體顯示所需要的超高刷新率。具體 實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和 潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可 用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明公開了一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，其特征在于，包括 以下部分第一部分，LED燈的亮度控制實(shí)現(xiàn)顯示屏的每個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)3種顏色LED燈混合 組成，每種顏色的LED燈都需要獨(dú)立的PWM驅(qū)動(dòng)；第二部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置硬件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)出用于體立體 顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接口 ；第三部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的掃描控制模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，其特征在 于，所述第一部分包括以下步驟步驟(11)，LED顯示采用RGB真彩體系，每個(gè)像素含有RGB三個(gè)分量； 步驟(1 ，像素灰度采用控制LED的點(diǎn)亮?xí)r間來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是采用PWM控制； 步驟(13)，顯示屏的每個(gè)像素三個(gè)RGB分量分別需要Sbit寬度的灰度數(shù)據(jù)并保存在 PWM寄存中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，其特征在 于，所述第二部分包括以下步驟步驟，首先確定此裝置采用積木結(jié)構(gòu)，必須把規(guī)模較小的LED點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)成獨(dú)立模 塊，因?yàn)樾酒瞿_數(shù)量的限制，每個(gè)芯片所能點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)的LED燈數(shù)量是有限的； 步驟(22)，確定此顯示裝置的屏幕大小，選取合適的驅(qū)動(dòng)芯片； 步驟03)，實(shí)現(xiàn)出用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，其特征在 于，所述第三部分包括以下步驟步驟(31)，LED掃描控制器的功能是接收視頻信號(hào)源數(shù)據(jù)并存入幀緩沖； 步驟(32)，從視頻數(shù)據(jù)中提取出行同步，場(chǎng)同步信號(hào)以及每幀圖像數(shù)據(jù)； 步驟(33)，根據(jù)要求的刷新率的要求，計(jì)算出PWM信號(hào)的頻率； 步驟(34)，通過(guò)FPGA生成所需PWM頻率，根據(jù)每幀的圖像數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素的RGB分 量分別生成超高頻率PWM信號(hào)；步驟(35)，將生成的PWM信號(hào)以及各種控制信號(hào)輸出至用于體立體顯示的超高刷新率 LED視頻裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置，包括以下部分第一部分，LED燈的亮度控制實(shí)現(xiàn)顯示屏的每個(gè)像素由紅、綠、藍(lán)3種顏色LED燈混合組成，每種顏色的LED燈都需要獨(dú)立的PWM驅(qū)動(dòng)；第二部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置硬件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)出用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的硬件架構(gòu)及各種接口；第三部分，用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置的掃描控制模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)。體立體顯示的實(shí)現(xiàn)立體圖像需要分割成若干層平面圖像，然后再進(jìn)行重建顯示。由于將立體圖像分割為多幅圖像，因此顯示的整體刷新率要求便大大提高。本發(fā)明最主要的特征是超高的刷新率，其刷新頻率可以達(dá)到20kHz以上，以實(shí)現(xiàn)立體顯示要求的超高刷新率。本發(fā)明提出了一種基于FPGA的用于體立體顯示的超高刷新率LED視頻裝置實(shí)現(xiàn)方法。該裝置不僅結(jié)構(gòu)靈活、性能優(yōu)越，畫面清晰度、流暢度高，不會(huì)出現(xiàn)拖尾、留影等現(xiàn)象，而且可以滿足立體顯示的超高刷新率的要求。
文檔編號(hào)G09G3/32GK102087831SQ20111004324
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者付世斌, 劉凡, 封婷, 盛海波, 袁杰, 鄭暉, 霍偉 申請(qǐng)人:南京大學(xué)