CN111314685B - 一种led视频显示系统及其显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED视频显示系统，包括发送卡、接收模块和LED模组，发送卡包括视频信号输入接口模块和图像切割传输模块，接收模块包括帧缓存倍频模块、灰阶补偿模块和视频信号接收接口模块。发送卡的图像切割传输模块将视频信号分割成区域视频信号发送至接收模块，由接收模块单独完成对应区域的视频信号的缓存倍频和灰阶补偿工作，再将倍频、灰阶补偿后的区域视频信号发送至LED模组。在没有增加信号传输线数量的情况下解决了视频信号在发送卡与接收模块之间传输的问题，增加了系统的可靠性。

Description

一种LED视频显示系统及其显示方法

技术领域

本发明涉及LED视频显示领域，尤其是指一种LED视频显示系统及其显示方法。

背景技术

每种显示器都有其独特的光电-电光转换特性，需要进行灰阶补偿，让人眼看到的主观灰阶达到线性的体验。所以视频系统里都会使用伽马曲线(Gamma Curve)，作为这个补偿，使低灰阶的部分可以让人看到更多图像细节。电影内容的灰阶定义是每个颜色12比特(bit)，比一般LED显示屏行业常规所用的8比特及10比特要高。

现有的LED显示屏视频系统里，为了节省电路资源，都会把这个灰阶补偿的运算放在发送卡处理(如图1所示)。伽马曲线运算电路的输出端，对比输入端会增加最少两个比特(bit)的灰阶信息量，在电影图像质量的要求下，内容灰阶每个颜色的比特数要提高到12比特(bit)。同时处理3D播放模式时要做帧率倍频，就会造成从发送卡发出到接收卡的视频信号需要的带宽大幅度增加，造成了传输瓶颈。要补上这个瓶颈，只能增加发送卡对图像的切割，就是降低每条输出线的“带载”像素点的数量，也就是需要增加更多的视频信号线，是走线更复杂，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种线路简单、稳定可靠的LED视频显示系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种LED视频显示系统，包括发送卡、接收模块和LED模组，所述发送卡、接收模块和LED模组沿视频信号传输方向顺次连接；

所述发送卡包括视频信号输入接口模块和图像切割传输模块，所述视频信号输入接口模块和图像切割传输模块沿视频信号传输方向顺次连接；

所述接收模块包括视频信号接收接口模块、帧缓存倍频模块和灰阶补偿模块，视频信号顺次通过所述视频信号接收接口模块、帧缓存倍频模块、灰阶补偿模块或者顺次通过所述视频信号接收接口模块、灰阶补偿模块和帧缓存倍频模块。

进一步地，所述发送卡还包括帧缓存模块，所述视频信号输入接口模块、帧缓存模块和图像切割传输模块沿视频信号传输方向顺次连接。

进一步地，所述灰阶补偿模块为伽玛曲线对应模块。

进一步地，所述LED模组包括至少一个LED单元板。

进一步地，所述LED单元板支持至少一种显示像素。

与此同时，本发明还提供了一种上述LED视频显示系统的显示方法，包括以下步骤：

接收外部视频信号，将所述外部视频信号按照不同的显示区域分割成区域视频信号；

将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组；

所述LED模组根据接收到的区域视频信号显示视频内容。

进一步地，所述将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组包括：将所述区域视频信号缓存后进行倍频，将倍频后的所述区域视频信号进行灰阶补偿，将灰阶补偿后的所述区域视频信号发送至LED模组。

进一步地，所述将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组包括：将所述区域视频信号进行灰阶补偿，将灰阶补偿后的所述区域视频信号缓存后进行倍频，将倍频后的所述区域视频信号发送至LED模组。

进一步地，所述接收外部视频信号还包括：

将所述外部视频信号进行帧缓存，将缓存后的所述外部视频信号按照不同的显示区域分割成不同的区域视频信号。

本发明的有益效果在于：现有的LED视频显示系统里，为了节省电路资源，都会将灰阶补偿的运算放在发送卡处理。在3D播放模式时要做帧率倍频，就会造成从发送卡发出到接收卡的视频信号需要的带宽大幅度增加，造成了传输瓶颈。本发明提供的视频系统将灰阶补偿的模块和帧缓存倍频的模块放在接收模块上处理，发送卡与接收模块之间的视频信号只有区域视频信号，带宽降低，便于传输，在没有增加信号传输线数量的情况下解决了视频信号在发送卡与接收模块之间传输的问题，增加了系统的可靠性。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为现有技术中LED视频显示系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1所述的LED视频显示系统的结构示意图一；

图3为本发明实施例1所述的LED视频显示系统的结构示意图二；

图4为本发明实施例2所述的LED视频显示系统的结构示意图一；

图5为本发明实施例2所述的LED视频显示系统的结构示意图二。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图2，本发明提供了一种LED视频显示系统，包括发送卡1、接收模块2和LED模组3。

发送卡1将视频信号转换为千兆网络接口，发送给接收模块2，由于视频信号的带宽通常较大，发送卡1根据不同的分辨率输出多个千兆网口。视频信号输入接口模块11接收外部R,G,B视频信号，每个颜色的灰阶精度为8-12比特，每秒24-120帧。当3D模式播放2K电影时，需要与快门式3D眼镜同步，并且显示帧率每秒需要超过100帧，此时观众的眼睛才不会感觉到闪烁感，视野中才能感觉画面是稳定的。因此当左右图像为24帧时，需要进行3倍的倍频，即(1+1)*3*24＝144帧，视频信号的传输量增加了6倍。当3D模式播放4K电影时，横向和竖向的像素都要再增加一倍，视频信号的传输任务又增加了4倍。播放电影时，电影内容的灰阶定义是每个颜色12比特，比一般LED显示屏行业常规所用的8比特及10比特高。因此采用LED显示屏播放3D电影，视频信号的传输任务很艰巨。

本发明提供的系统中，发送卡1的工作内容做了一些调整，发送卡1包括视频信号输入接口模块11和图像切割传输模块12。不再包含灰阶补偿功能和帧缓存倍频功能，此时单个信号传输线的传输工作只与外部R,G,B视频信号相关。视频信号输入接口模块11接收外部R,G,B视频信号，并将外部R,G,B视频信号传输至图像切割传输模块12，图像切割传输模块12根据LED显示屏的分区，将外部R,G,B视频信号分割成不同的区域视频信号，将不同的区域视频信号分别发送至接收模块2，此时单条信号传输线路的视频信息量减小。

此时所述的接收模块2不仅要完成视频信号接收接口模块23的功能，还包括灰阶补偿功能和帧缓存倍频功能。因此接收模块2包括帧缓存倍频模块21、灰阶补偿模块22和视频信号接收接口模块23。帧缓存倍频模块21将发送至对应LED模组的区域视频信号进行倍频，帧率被频的倍数根据初始视频信号确定。当视频原帧率为24、25、30、60时，帧率被频的倍数分别为3、3、2、1，LED显示屏显示的帧率分别为144、150、120、120，可以满足人眼接收连续视频的功能。视频原帧率和帧率倍频的倍数不局限于上述的几种，可以进行调整以达到良好的观感。

每种显示器(包括液晶、OLED等)都有其独特的光电-电光转换特性，需要做灰阶补偿，让人眼看到的主观灰阶达到线性的体验，低灰阶的部分可以看到更多图像细节。现有的LED显示屏视频系统里，为了节省电路资源，都会把这个灰阶补偿的运算放在发送卡1处理。灰阶补偿运算电路的输出端对比输入端会增加最少两个比特(bit)的灰阶信息量，因此导致了信息传输量的增加。本发明提供的LED视频显示系统在接收模块2上设置了灰阶补偿模块22，灰阶补偿模块22接收倍频后的区域视频信号，将视频信号做线性处理，然后通过视频信号接收接口模块23将灰阶补偿后的对应区域的视频信号发送给LED模组3。LED模组3由LED单元板31拼接而成，LED单元板31的数量可以为一个，也可以有多个。LED单元板31可以做成不同的显示像素，例如160*90、240*135等等。本实施例中灰阶补偿模块22采用伽玛曲线对应模块。

综上所述，本发明提供的LED视频显示系统是这样实现的：视频信号输入接口模块11接收外部初始R,G,B视频信号，并将初始R,G,B视频信号发送至图像切割传输模块12。由图像切割传输模块12根据LED显示屏的不同区域，将初始视频信号分割成区域视频信号。此过程没有倍频以及灰阶补偿的内容，因此区域视频信号的传输量没有扩大，在发送卡1至接收模块2这一过程的传输信息量没有改变，因此视频信号传输线不需要增加，保证了系统的可靠性与稳定性。区域视频信息在接收模块2上完成帧缓存、倍频、灰阶补偿过程后，通过视频信号接收接口模块23将视频信息发送至LED模组3。

需要说明的是，接收模块2包括帧缓存倍频模块21、灰阶补偿模块22和视频信号接收接口模块23。视频信号接收接口模块23接收来自发送卡1的区域视频信号，接收区域视频信号后再进行灰阶补偿和帧缓存倍频，灰阶补偿或者帧缓存倍频的处理顺序可以调整，不影响视频信号的处理效果。即区域视频信号可以顺次通过视频信号接收接口模块23、帧缓存倍频模块21和灰阶补偿模块22，也可以顺次通过视频信号接收接口模块23、灰阶补偿模块22和帧缓存倍频模块21，再发送至LED模组3。

与此同时，本发明还提供了一个利用上述系统进行LED视频显示的方法，包括以下步骤：

接收外部视频信号，将所述外部视频信号按照不同的显示区域分割成区域视频信号；

将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组；

所述LED模组根据接收到的区域视频信号显示视频内容。

在本方法的步骤中，将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组，这一步骤可以分为两种顺序：

第一种顺序是先将所述区域视频信号缓存后进行倍频，将倍频后的所述区域视频信号进行灰阶补偿，再将灰阶补偿后的所述区域视频信号发送至LED模组。

第二种顺序是先将所述区域视频信号进行灰阶补偿，将灰阶补偿后的所述区域视频信号缓存后进行倍频，再将倍频后的所述区域视频信号发送至LED模组。

第一种顺序和第二种顺序的区别是区域视频信号的缓存倍频和灰阶补偿处理顺序发生变化，但不影响最终的显示效果，在实践中可以选择其中之一应用。

通过视频信号输入接口模块11接收外部初始R,G,B视频信号，并将初始R,G,B视频信号发送至图像切割传输模块12。由图像切割传输模块12根据LED显示屏的不同区域，将视频信号分割成区域视频信号。此过程没有倍频以及灰阶补偿的内容，因此区域视频信息的量没有扩大，在发送卡1至接收模块2这一过程的传输信息量没有改变，因此传输线不需要增加，保证了系统的可靠性与稳定性。区域视频信息在接收模块2上完成帧缓存、倍频、灰阶补偿过程后，将对应的视频信息发送至LED模组3。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：现有的LED视频系统里，为了节省电路资源，都会将灰阶补偿的运算放在发送卡处理。在3D播放模式时要做帧率倍频，就会造成从发送卡发出到接收模块的视频信号需要的带宽大幅度增加，造成了传输瓶颈。本发明提供的视频显示系统将灰阶补偿的模块和帧缓存倍频的模块放在接收模块上处理，发送卡与接收模块之间的视频信号只有区域视频信号，带宽降低，便于传输，在没有增加信号传输线数量的情况下解决了视频信号在发送卡与接收模块之间传输的问题，增加了系统的可靠性。

实施例2

在发送卡阶段，视频信号输入接口模块11接收外部初始R,G,B视频信号，并将初始R,G,B视频信号发送至图像切割传输模块12。在此过程中，外部初始R,G,B视频信号如果不连续或者传输速度发生变化，会导致切割后的区域视频信号不连续。因此在本实施例中，对发送卡1做了进一步改进，在视频信号输入接口模块11和图像切割传输模块12之间增设帧缓存模块13(如图3所示)，将外部R,G,B视频信号缓存完整后再发送至图像切割传输模块12，防止LED视频显示内容的不连续。

同理，本发明提供的LED视频显示方法中，对该方法做了进一步的优化，接收外部视频信号后，还可以进行以下操作：

将所述外部视频信号进行帧缓存，将缓存后的所述外部视频信号按照不同的显示区域分割成不同的区域视频信号。

本步骤的目的是，将外部R,G,B视频信号缓存完整后再进行图像切割传输，防止LED视频显示内容的不连续。

综上所述，本发明提供的LED视频显示系统将传统LED视频显示系统中发送卡阶段的灰阶补偿、帧倍频功能省去，视频信号的带宽不增加，便于传输。发送卡的图像切割传输模块将视频信号分割成区域视频信号发送至接收模块，接收模块单独完成对应区域的视频信号的接收、倍频和灰阶补偿工作，再将倍频、灰阶补偿后的区域视频信号发送至LED模组。在没有增加信号传输线数量的情况下解决了视频信号在发送卡与接收模块之间传输的问题，增加了系统的可靠性。同时，在视频信号输入接口模块和图像切割传输模块之间增设帧缓存模块，将外部R,G,B视频信号缓存完整后再发送至图像切割传输模块，防止LED视频显示内容的不连续。

此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于3D电影放映的LED视频显示系统，包括发送卡、接收模块和LED显示屏，所述LED显示屏包括对应其分区的多个LED模组，所述接收模块与所述LED模组一一对应，所述发送卡、接收模块和LED模组沿视频信号传输方向顺次连接，其特征在于：

所述发送卡包括视频信号输入接口模块、帧缓存模块和图像切割传输模块，所述视频信号输入接口模块、帧缓存模块和图像切割传输模块沿视频信号传输方向顺次连接；

所述接收模块包括视频信号接收接口模块、帧缓存倍频模块和灰阶补偿模块，视频信号顺次通过所述视频信号接收接口模块、帧缓存倍频模块、灰阶补偿模块或者顺次通过所述视频信号接收接口模块、灰阶补偿模块和帧缓存倍频模块；

所述视频信号输入接口模块接收外部视频信号，所述图像切割传输模块将外部视频信号分割成区域视频信号并分发至所述接收模块，所述接收模块中的灰阶补偿模块将对应接收的区域视频信号进行灰阶补偿，所述接收模块中的帧缓存倍频模块将对应接收的区域视频信号进行倍频，所述接收模块中的视频信号接收接口模块将经过灰阶补偿和倍频的区域视频信号发送至其对应的LED模组；

所述图像切割传输模块分发至所述接收模块的区域视频信号信息量之和等于所述视频信号输入接口模块接收外部视频信号的信息量；

所述LED显示屏播放的视频信号总信息量大于所述视频信号输入接口模块接收外部视频信号的信息量。

2.如权利要求1所述的用于3D电影放映的LED视频显示系统，其特征在于：所述灰阶补偿模块为伽玛曲线对应模块。

3.如权利要求1所述的用于3D电影放映的LED视频显示系统，其特征在于：所述LED模组包括至少一个LED单元板。

4.如权利要求3所述的用于3D电影放映的LED视频显示系统，其特征在于：所述LED单元板支持至少一种显示像素。

5.一种采用如权利要求1－4任一所述的用于3D电影放映的LED视频显示系统的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收外部视频信号，将所述外部视频信号进行帧缓存，将缓存后的所述外部视频信号按照不同的显示区域分割成不同的区域视频信号；

将不同的区域视频信号分别发送至接收模块；

将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组；

所述LED模组根据接收到的区域视频信号显示视频内容。

6.如权利要求5所述的LED视频显示方法，其特征在于，所述将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组包括：将所述区域视频信号缓存后进行倍频，将倍频后的所述区域视频信号进行灰阶补偿，将灰阶补偿后的所述区域视频信号发送至LED模组。

7.如权利要求5所述的LED视频显示方法，其特征在于，所述将所述区域视频信号缓存倍频和灰阶补偿后发送至LED模组包括：将所述区域视频信号进行灰阶补偿，将灰阶补偿后的所述区域视频信号缓存后进行倍频，将倍频后的所述区域视频信号发送至LED模组。