一种LED屏幕一屏多模显示方法及系统与流程

本发明属于LED显示技术领域，尤其涉及一种LED屏幕一屏多模显示方法及系统。

背景技术：

LED显示屏已成为被广泛应用的信息发布和传播的载体，而且越来越向高密度、小间距方向发展。

LED显示屏借助视频源、发送卡、接收卡等前端设备将信号转化、传输至LED灯珠并通过LED灯珠(发光二极管)显示播放信息，一颗LED灯珠即一个像素点，小间距、高密产品即单位面积的LED灯珠大量增加，像素点也同步增多。与此同时，LED显示屏的前端设备必然不断增加，设备成本、人员成本和维护成本随之大幅上升，尤其是在屏体面积较大时。最终，成本的大幅上升必然制约LED显示屏的发展和应用。

LED屏幕根据使用环境的不同对其分辨率的需求也是有很大差异的，主要取决于观看者与屏幕的距离。

例如：对于小型室内场景(新闻演播室内的主持人背景或互动屏幕)往往要求点距在3mm或以下的LED屏幕；对于较大型的户外演艺活动(跨年晚会)，点距在8mm左右就足以满足要求；而某些大型建筑或山顶高处的广告屏幕，点距往往会在25mm左右甚至更高。

对于舞美行业(尤其是租赁行业)为适应不同的应用场景去备用各种点距屏幕是不现实的，且花费巨大。

理论上用小点距的屏幕替代大点距的屏幕是可行的，然而其会带来的前端系统设备数量及技术复杂性呈几何级别的增长，同样花费巨大。同时超高清素材制作的成本也将成倍地增加。

下面用P5(即点距5mm)的屏幕替代P10及P20点距屏幕的实例来进行说明：

假设需要呈现视频源的分辩率为1920*1080(高清)：

(1)对于P5屏幕本身实现情况：

1、信号源分辨率：1920*1080

2、屏幕面积：9600*5400(9.6米宽，5.4米高)

3、接收卡数量：1

4、播放设备：普通高清播放器

即，使用普通高清播放器、一个接收卡即可播放。

(2)对于P10屏幕本身实现情况：

1、信号源分辨率：1920*1080

2、屏幕面积：19200*10800(19.2米宽，10.8米高)

3、接收卡数量：1

4、播放设备：普通高清播放器

即，使用普通高清播放器、一个接收卡即可播放。

(3)当用P5屏幕替代P10时的实现情况：

1、信号源分辨率：3840*2160

2、屏幕面积：19200*10800(19.2米宽，10.8米高)

3、接收卡数量：4

4、播放设备：超高清4K播放器

即，用4块P5屏幕拼接成一块P10屏幕，每块P5屏幕具有一个接收卡，因此，共有4个接收卡，由于屏幕尺寸增加，在4块P5屏幕拼接成的屏幕上播放视频时，信号源的分辨率需要达到3840*2160，此时需要使用超高清4K播放器。也就是说，在P10屏幕播放分辨率为1920*1080的信号源，在4块P5屏幕拼接成的同样物理尺寸的屏幕上播放的信号源分辨率需要达到3840*2160。

(4)对于P20屏幕本身实现情况：

1、信号源分辨率：1920*1080

2、屏幕面积：38400*21600(38.4米宽，21.6米高)

3、接收卡数量：1

4、播放设备：普通高清播放器

即，使用普通高清播放器、一个接收卡即可播放。

(5)当用P5屏幕替代P20屏幕时的实现情况：

1、信号源分辨率：7680*4320

2、屏幕面积：38400*21600(38.4米宽，21.6米高)

3、接收卡数量：8

4、播放设备：超高清8K播放器

即，用8块P5屏幕拼接成一块P20屏幕，每块P5屏幕具有一个接收卡，因此，共有8个接收卡，由于屏幕尺寸增加，在8块P5屏幕拼接成的屏幕上播放视频时，信号源的分辨率需要达到7680*4320，此时需要使用超高清8K播放器。也就是说，在P20屏幕播放分辨率为1920*1080的信号源，在8块P5屏幕拼接成的同样物理尺寸的屏幕上播放的信号源分辨率需要达到7680*4320。

上述对比还没有列出视频处理器、分配器使用数量的情况，加上超高清素材制作成本的倍增，使得用小间距屏幕替代大间距屏幕的可能性大大降低。

高密LED显示屏使用中存在很大问题问题，如：

(1)摄像机镜头下画面的摩尔纹现象明显，画面的柔和度被削弱。

(2)高密度LED屏幕箱体大面积使用时，对于播放源文件的像素要求较高，文件将非常大。对于播放设备的DVI信号输出要求较高，而且前端控制设备(视频处理器、屏幕控制系统发送设端设备)也随之增加。

针对高密度屏幕大面积使用，如果屏幕素材制作无法达到超大像素而采用视频处理器机械地拉伸图像输出给屏幕系统发送端，屏幕信号接收端的单元箱体中的LED灯获取的图像品质将严重下降，成像效果画质粗糙。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种LED屏幕一屏多模显示方法，在不改变视频源分辨率的情况下，使得视频源能够适应分辨率比其大的LED屏幕上播放，降低对视频源分辨率的要求，进而降低素材制作的难度，还可有效减少视频处理器、屏幕系统接收卡等前端设备投入，解决了现有技术所存在的需要根据不同应用场景采用不同分辨率LED屏幕以及用小间距屏幕替代大间距屏幕带来的系统复杂性、前端系统设备用量倍增及视频素材制作成本急剧加大的问题。

本发明提供的LED屏幕一屏多模显示方法，其特征在于：获取信号源、LED屏幕分辨率，根据LED屏幕及信号源分辨率获得两者之间的倍数N，其中，N为整数；将信号源的每个像素点作为N路信号输出，在LED屏幕对应的N个显示位置显示。

本发明根据LED屏幕分辨率与信号源分辨率之间的倍数关系，将信号源的每个像素点作为多路信号输出并在LED屏幕上显示，使得低分辨率的视频源适合在高分辨率的LED屏幕的播放，一个像素点对应多个LED显示灯点，每个像素点的发光面变大，画面更柔和，可有效避免高密显示屏在摄像机镜头下出现马赛克和摩尔纹现象，可有效减少视频处理器、屏幕系统发送卡等前端设备投入。并在一定程度上降低对视频源分辨率的要求，进而降低素材制作的难度。

如果LED屏幕及信号源分辨率获得两者之间的倍数N不是整数，则对视频源分辨率进行调整，直至两者之间的倍数为整数。

本发明还提供一种LED屏幕一屏多模显示系统，包括视频源播放端设备、主控制器、分控制器以及LED屏幕；所述视频源播放端设备用于向所述主控制器输出视频源；所述主控制器用于根据LED屏幕与视频源的分辨率获得两者之间的倍数N，N为整数，将接收到视频源的每个像素点作为N路信号输出给分控制器；所述分控制器控制N路信号在LED屏幕上的显示。

本发明具有以下有益效果：(1)一个像素点对应多个LED显示灯点，每个像素点的发光面变大，画面更柔和，可有效避免高密显示屏在摄像机镜头下出现马赛克和摩尔纹现象。(2)一个像素点对应多个显示点，可有效减少视频处理器、屏幕系统发送卡等前端设备投入。(3)一个像素点对应多个显示点，可在一定程度上降低对视频源分辨率的要求，进而降低素材制作的难度。

本发明不改变LED屏幕箱体的内在结构，不改变视频源的品质，不改变LED屏幕系统原有的控制架构，仅仅通过LED屏幕单个箱体控制电路的配置文件，让原本1个像素点驱动1颗LED灯的显示模式改变为1个像素点驱动N颗LED灯，操控便捷、灵活自如。

当LED屏幕单个箱体点距小或者LED屏幕使用面积大，1个像素点驱动1颗LED灯的显示模式下视频源大于8K以上，前端控制设备和视频源制作成本将成几何级增加，使用本发明可以在确保整体显示效果的同时，减少LED屏幕控制系统前端设备和视频源制作成本。

在本发明一屏多模显示系统中，主控制器改变信号的输出时序，将信号由一个像素点(即一个显示点)对应一路输入、一路输出转换为同时多路输出、多个像素点在显示时达到合为一个显示点的效果，进而在不改变或增加视频源的情况下(视频源小于显示屏的分辨率时)，满足正常的显示要求。

附图说明

图1为本发明系统结构框图；

图2为本发明流程图；

图3为一屏单模显示原理图；

图4为一屏双模显示原理图；

图5为一屏单模时序图；

图6为一屏双模时序图；

图7为一屏单模显示效果图；

图8为一屏双模显示效果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

大型LED甚至超大型LED屏幕是由单个LED箱体拼接而成，整块拼接而成的LED屏具有一个主控制器(发送卡)，每个LED箱体具有一个分控制器(接收卡)。

结合图3、5、7，在一屏单模显示情形下，视频源的分辨率与LED显示屏的分辨率相同，一个像素点对应LED屏幕的一颗LED灯珠。例如，LED显示屏与视频源的分辨率均为1920*1080，视频源播放端设备输出视频信号给主控制器，主控制器再将收到的视频信号输出给分控制器，分控制器控制视频信号在LED屏上的显示，在LED屏中正常显示1080p的视频内容；在主控制器的控制下，每16个时钟信号，当OE信号为低时，输出端口OUT0-OUT15只启动1路输出。

由于LED屏幕由多个LED箱体拼接而成，主控制器还需要根据实际情况对接收到的视频信号进行切割等，以便将对应的视频信号发送给相应的LED箱体的分控制器，在适当的位置显示，最终在LED屏幕上拼接成完整的画面。

结合图1、2、4、6、8，以一屏双模为例进行说明，视频源的分辨率为1920*1080，LED屏的分辨率为3840*2160。LED屏的分辨率是视频源分辨率的4倍，视频源的一个像素点驱动LED屏的四颗LED灯珠。视频源播放端设备输出视频信号给主控制器，主控器根据两者分辨率之间的4倍，将视频源的每个像素点作为4路信号输出给分控制器，分控制器将4路信号在LED屏的相应位置显示出来。在主控制器的控制下，每16个时钟信号，当OE信号为低时，输出端口OUT0-OUT15启动4路输出。本发明在视频源的分辨率保持不变的情况下，实现了显示在LED屏上视频的分辨率增大了4倍，其中，横向、纵向分辨率各增大了2倍。一屏多模的实现与一屏双模基本相同，将一个像素点作为多路信号输出，点亮LED屏的多颗LED灯珠。以用4块P5屏幕拼接代替1块P10屏幕为例，分辨率为1920*1080的视频源的每个像素点被复制成4个像素点，用于驱动P5屏幕对应位置的4个LED灯珠，依此类推，视频源在这种控制方式下铺满4块P5屏幕。一屏四模显示方式下，以用8块P5屏幕拼接代替1块P20屏幕为例，分辨率为1920*1080的视频源的每个像素点被复制成8个像素点，用于驱动P5屏幕对应位置的8个LED灯珠，依此类推，视频源在这种控制方式下铺满8块P5屏幕。本发明无需增加任何硬件，即可实现在同一点距屏幕上适应不同分辨率的应用场景。

如果LED屏的分辨率与视频源的分辨率之间倍数N不是整数，如视频源分辨率为1280*720，LED屏的分辨率为3840*2160，则需要先将视频源分辨率调整1920*1080，也可以将视频源分辨率调低，使得两者之间的倍数N为整数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。