全彩色LED显示屏真彩色显示技术研究

摘要

基于色度学理论、人类视觉特性和LED电光响应特性，研究了全彩色LED显示屏真彩色显示的色彩校正方法和控制技术。针对LED显示屏与CRT显示器三基色色品坐标的差异，根据色彩匹配原理，提出了基于色度系统的色彩校正方法，得出了二者间的转换矩阵，提升了显示屏的亮度和单色纯度；根据人眼对光强的非线性感知特性，提出了基于人眼视觉特性的色彩校正方法，对来自电视系统中的视频信号进行校正，使其适应LED显示屏的显示特性，增强了显示屏的视觉效果；研究了红、绿、蓝三基色LED的温度特性，测试了它们发光强度随温度的变化规律，提出了基于LED温度特性的色彩校正方法，减小了显示屏由于环境温度变化所引起的色彩失真；基于LED电光响应原理，提出了一个简化的电光响应模型，在此基础上研究了LED发光强度随PWM占空比的非线性变化规律，得到了基于LED电光响应的色彩校正方法，有效减小了由于LED响应延迟所造成的亮度控制偏差；研究了LED显示屏的亮度控制技术，提出了基于二进制位权重的PWM控制方法，由亮度值的各二进制位决定对应时间段内LED的亮灭状态，避免了显示屏工作过程中的瞬间电流尖峰，降低了系统EMI；针对PWM技术控制LED亮度时，随着亮度级数的增加，刷新频率迅速降低的问题，提出了基于全局使能的PWM控制方法，大大缩短了LED状态改变一次所需的最小时间，提高了显示屏的刷新频率，增加了灰度等级。最后，进行了全彩色LED显示屏显示模块和控制系统的整体设计，实际运行表明，所提出的色彩校正方法和控制技术，使LED显示屏的色彩表现力、工作稳定性、亮度等级和刷新频率等性能均有所提升。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 LED显示屏研究背景与发展驱势

1.1.1研究背景

1.1.2发展趋势

1.2课题来源和研究现状

1.2.1课题来源

1.2.2研究现状

1.2.3目前存在的问题

1.3主要研究内容

第二章LED显示屏真彩色显示原理

2.1色度学基本原理

2.1.1视觉光谱灵敏度

2.1.2视觉暂留效应

2.1.3颜色视觉理论

2.1.4 CIE色品图

2.1.5格拉斯曼定律

2.2显示效果衡量标准

2.2.1影响显示效果的主要参数

2.2.2目前主要行业标准

2.3本章小结

第三章LED显示屏色彩校正方法

3.1基于色度系统的色彩校正

3.1.1彩色LED显示屏色彩调配原理

3.1.2基于色度系统的色彩校正方法

3.2基于人眼视觉特性的色彩校正

3.2.1人眼视觉明度特性

3.2.2电视系统中的γ校正

3.2.3基于人眼视觉特性的色彩校正方法

3.3基于LED温度特性的色彩校正

3.3.1 LED发光强度的温度特性

3.3.2基于LED温度特性的色彩校正方法

3.4基于LED电光响应的色彩校正

3.4.1 LED的电光响应机理

3.4.2基于LED电光响应的色彩校正方法

3.5本章小结

第四章LED显示屏色彩控制技术

4.1 D／T转换原理

4.2基于二进制位权重的PWM的控制技术

4.2.1 PWM控制原理

4.2.2基于二进制位权重的PWM控制方法

4.3基于全局使能的PWM的控制技术

4.3.1直接输出PWM控制

4.3.2基于全局使能的综合PWM控制方法

4.4本章小结

第五章全彩色LED显示屏系统设计

5.1显示模块设计

5.1.1整体结构

5.1.2工作流程分析

5.1.3显示性能分析

5.2控制系统设计

5.2.1硬件设计

5.2.2软件设计

5.3实际运行

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间的主要研究成果