全彩色LED显示屏真彩色显示技术研究

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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。

关键词：LED显示屏,真彩色显示,色彩校正,脉宽调制,FPGA

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