医院大屏幕子系统设计方案.docx

1、医院大屏幕子系统设计方案南苑医院大屏幕显示系统设计方案北京捷诺视讯数码科技有限公司2009年9月16日目 录目 录 1一、系统概述 2二、设计原则 2三、系统设计方案 31 系统的结构框图 32 功能简介 33 系统优势 51、系统硬件优势 52、 系统软件优势 54 全彩屏理论简述： 5（1）、关键技术 5（2）、系统软件 13四、工程质量保证与安装维护 14（一）、工程保证： 141、工程保证措施 142、设计保证 143、制造保证 164、出厂质量保证 16（二）、包装运输方法 17（三）、安装方式 17（四）、显示屏生产进度 18五、系统主要设备介绍 191单元板介绍 192管芯参数

2、193屏体参数 19一、系统概述医院是现代社会关系到人们身心健康的重要机构，现代化的医院建设不仅代表医院的先进性和高档次的管理，更重要的是为医护人员和病人提供良好安全有序的医疗环境，促进整体医务水平的提高。大屏幕子系统是医院数字信息化建设的重要组成部分，也是医院现代化、智能化管理的体现，对于展示医院的医容、医貌、现代化医疗设施、服务水平等具有重要意义。这里将介绍 北京捷诺视讯数码科技有限公司 针对南苑医院大屏幕子系统的一体化解决方案。通过对大屏幕系统的结构、功能、原理详细的通用性介绍及说明，设计出适合南苑医院需求的LED多彩显示系统方案。LED多色显示系统作为一整套工程化、系统化的高技术产品，

3、它包括显示屏、控制及接口、计算机及外围设备、多种信号获取手段以及完善的软件等部分，能实现视频、声音及其它信息的接收、存储、管理和最终的显示、播放，是一种全新室内传播媒体。系统以计算机为处理和控制中心，显示面阵实现多色多灰度级，LED屏幕的显示内容与计算机屏幕窗口上的内容实时同步，使播放图文动画和视频成为可能。利用龙源公司在视频领域和多媒体技术上的领先优势, 并结合相应的软件，该系统可以将电视、录像、影碟等及计算机的内容作为播放的节目信息源。我公司开发的节目制作和播放软件、多媒体软件功能强大，用户界面友好直观，操作简单方便，是一种极强的节目制作及播放手段。二、设计原则1、 系统设计原则对于用户，

4、即信息的制作和编排者来说，系统实际上是一个环境而不仅仅是显示屏。观众是广告或新闻及其它信息所直接作用者，在观众中的感受中，系统应该是丰富而活泼的视觉和听觉信息媒体，观众看到的是丰富多彩、生动活泼、妙趣横生的节目：图片、动画、文字、视频图像等，听到的是悦耳的音乐和解说词。因此，我们可将室外大型LED显示屏设计成一个信息制作、接收、处理和显示的系统，而不单是一块显示屏。三、系统设计方案1 系统的结构框图2 功能简介 LED多色显示屏与传统的室内广告媒体和一些新兴的媒体（电视墙、液晶屏等）相比，室内LED多色显示屏在亮度、显示效果、表现形式和易操作性等方面具有不可替代的优势性。1、 先进性(1)同步

5、性 采用微机控制，实时显示。屏体能与计算机监视器同步，点点对应，无闪烁现象。(2)高亮度 由于采用了超高度LED发光管，屏幕显示内容在室光下清晰可见，整屏亮度4/8级可调。 (3)多色多灰度由于象素是由红、绿、蓝超高亮度LED管组成，最高达256级灰度，色彩可达到16兆种，采用色学技术进行数字校整，亮度可调，能十分逼真的反映自然界的丰富色彩，给人以极佳的视觉享受。(4)结构设计科学性由于采用模块化设计方针，可按客户要求任意拼装所需的显示屏大小，安装维护方便，可拆换任意象素，2、 高可靠性 (1) LED发光二极管的显示寿命在 10 万小时以上。 (2) 平面校整采用视像控制技术，对视频画面进行

6、平面校整，使显示内容稳定，无变形。 (3) 高速网功能采用先进传输技术，可使实时显示内容无损耗传送最远到150米以上的显示屏上。3、 兼容性系统采用模块化设计，显示部分与控制处理部分接口良好，各档次系统之间具有良好的兼容性。可以很方便地从低档配置到高配置实行升级，保障用户的投资利益。4、 高性能价格比 LED多色显示屏与其它室外广告媒体相比，室外LED显示屏的性能价格比最佳。5、 显示功能和编辑手段1) 系统采用VGA同步技术，大屏内容与CRT、视频同步显示。2) 可显示中、英文文字、图形、动画、视频图像。3) 输入工具计算机键盘、鼠标、扫描仪等及视频直接接通。4) 特技方式移动、旋转、飘雪，

7、放大或缩小，闪烁，覆盖，推出，色彩交替等。5) 多种字体的文本编辑，动画制作，图像有编辑(旋转、拷贝、着色、迭加等)伴音的制作、录存与重放，视频图像的捕获、存贮、处理与重放等。6) 显示内容可通过键盘等手段实时进行编辑，即编即显，或依照时间节目程序自动变换。7) 多媒体技术可以把声音、图像、文本、视频、图形为载体的信息变成计算机文件，存储在计算机中，可同屏播放图像及计算机画面，也可以将视频图像与计算机画面进行迭加。3 系统优势1、系统硬件优势1） 线路板结构设计科学，由进口生产线加工生产，整板焊盘镀金，提高系统的可靠性。）象素管采用进口发光二极管，亮度居于国内领先水平。）先进的硬件设计，性能稳

8、定的芯片，使LED发光管的寿命大大提高，可达到10年以上.）采用动态驱动，使显示屏系统更加简洁，易于维护。）视频多媒体卡具有很强的兼容性，适应各种微机总线的要求。2、 系统软件优势1）Windows平台，全中文界面支持， 可充分发挥Windows提供的多任务功能及Windows下丰富的图形图像软件，方便快捷的完成图文创作。2）丰富灵活的图文编播功能，使编播的节目更丰富多彩。3）龙源在视频领域的领先优势为显示屏视频后期制作打下坚实的基础。4 全彩屏理论简述：（1）、关键技术1）多媒体控制技术 多媒体控制技术将模拟Video信号和Audio信号转换成可以供计算机处理的数字信号，以完成数字化处理。多

9、媒体控制技术通过A/D采集技术将模拟视频Video信号和模拟视频VGA信号转换成数字信号，进行同步运算处理以后，经过叠加后送显示屏显示。 屏幕控制机上装有多媒体卡，可将多种Video视频源引入到大屏幕之上，如播放电视实况、录像影碟节目、卫星电视节目、有线电视节目、摄像机节目、播放系统能播放动画、图形、文字及其迭加、以及多种特技混合效果。通过多媒体控制技术，可以对屏幕的亮度、对比度和色饱和度进行调整以保证显示屏的观看效果，任意压缩或切割Video显示区域以适应显示屏大小，可以任意调整显示区域。输入的视频信号可以是PAL或NTSC。2）视频处理技术（1）2级非线性校正 为了更加适合LED显示屏的显

10、示特性，本制造商采用图像处理技术对视频信号进行了控制和处理。 视频灰度非线性校正是人眼能舒适地观看显示屏的关键。无论是在电视机、计算机监视器和其它任何显示设备中，几乎都需使用该技术，这是由人眼的视觉特性决定的。 没有经灰度校正的LED屏，会显得显示生硬、层次感差，看起来很不舒服，长时间观看甚至会对人眼造成伤害；只有经灰度校正后的LED显示屏才会显得纹理清晰，亮度柔和，灰度级过渡平缓。 另外，由于LED本身的发光特性和电视机、计算机监视器（CRT）的发光特性不一样，简单地将在CRT上应用的非线性校正算法和反校正算法直接应用到LED显示屏上是十分不科学的，会严重影响LED显示屏的图像质量，使观看效

11、果更差。 从常识可知，当电视在阳光充足的环境中的观看效果没有在无阳光的环境中观看舒适，这是由于在环境不同时，简单的灰度校正是无法满足人眼需求的，同样LED显示屏更是如此，由于用户不可能随便的移动该设备，因此必须使LED显示屏在各种环境下均能舒适地观看。在各种环境下的正常显示体现一个公司较高的设计水平。（2）色座标空间变换 从色度图上能看到，视频源的色空间三角形与LED发光二极管的色空间三角形是不同的。好在LED的色空间大于并包含了视频源的色空间，但问题是如果不对视频源输出的红绿蓝色坐标信号进行适当的调整（色坐标空间变换）LED显示屏上反映出的色彩便不是视频源色彩的真实对应，原本应发白色光时有可

12、能会发粉红色或发生其它色偏现象。为克服以上问题，制造商在技术上运用高速图像处理芯片实现了色空间变换技术将视频源色空间上的每一点与LED色空间上的每一点一一对应起来，从而使画面色彩更贴近真实。（3）色温处理我公司首先完成了从3500k至8500k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k的D65白色，还是国际光度协会规定的5500k的E光源白色真实再现。（4）色彩真实再现人眼有着奇怪的习惯，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。因此，我

13、们用FLESH ADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。（5）边缘增强采用图像增强技术，使得显示效果更加清晰、逼真，立体感更强烈，色彩更艳丽。（6）降噪LED显示屏是高亮度显示系统，对显示图像进行降噪处理能保证图像更加干净和平滑。（7）对比度处理 对比度是人工重显图像的一个非常关键的技术指标，如果对比度达不到要求，图像重现的层次感和颜色感无从谈起。屏幕图像对比度至少要保证不小于100，才能获得较为满意的视觉效果。为了获得较高的对比度，制造商采取了下面两种方法，使对比度达到了150：1 提高显示屏亮度，这也是提高对比度最主要的方法 降低屏幕表

14、面的光反射系数。对于屏幕表面光反射系数的控制，制造商采用乌光黑色材料和黑色胶水封装像素，并且采用乌光黑色模组。 屏幕表面雕刻特殊纹理，使入射光全部被吸收。（8）亮度调节 为了保证在白天和夜晚等不同光照度情况下的观看效果及节约电费，制造商设计显示屏具有亮度调节功能，PLC系统采集当前环境照度值，并反馈到计算机网络，显示系统可以根据不同的环境光照度自动地进行无级亮度调节，并且具有手动方式调节功能。（9）白平衡控制保证屏幕白平衡的主要方法是采用发光效率比较高、稳定性比较好的LED发光管。设计中制造商采用色还原度比较好的纯色发光二极管：日本丰田公司红、绿、蓝LED发光二极管产品。另外，通过PLC控制系

15、统可以对显示屏体的温度进行监控。当显示屏体内的温度超过一定范围，以至LED发光管的发光波长产生偏移，影响到显示屏白平衡时，PLC控制系统采取措施，例如开启空调和排风扇、适当降低显示屏亮度等，保证显示屏体温度在一个合理的范围内，不影响显示屏的白平衡，有效保证显示屏的寿命。（10）帧同步显示屏图像采用完全的帧同步技术，使图像更加稳定。通过对输入的每一帧图像所采用的LOCKEVENT技术，确保了同步的真实性，并且对屏幕上所有像素均衡的帧驱动才使得LED显示屏10万小时的寿命有真正的意义。因为如果采用早期的像素分解，即使可获得一种视觉上的高分辨率，但由于LED驱动的不均衡，除了一段时间后由于LED衰减

16、不同所带来的屏幕色彩不匀外，更大的问题是将直接影响屏幕寿命。（11）运动补偿视频图像信号由于信息量大，在显示的物体处于快速运动过程中，往往会有图像变模糊，拖尾和横条等现象。这种现象一方面会影响观看效果，另一方面会影响摄像效果。为此，制造商在LED显示屏视频采集后端专门添加了运动补偿电路。无论是显示激动人心的体育竞技场面，还是显示美丽宁静的田园风光，画面都将是清晰稳定的。（12）静态网格在对视频图像处理上，我们使用了运动补偿技术以确保消除高速图像时所产生的拉毛、锯齿边现象。而静态网络技术更使得静态图像被网络准确捕获，更稳定地输出。这两项技术的采用使输出图像在专业级的概念上超过了电视显示的效果。（

17、13）逐行扫描补偿技术由于现在的电视信号多为隔行扫描，普通画面的单数行和双数行内容并非完全一致，画面中常有横向纹理。运用实时DSP数字信息处理和逐行扫描补偿技术，能在输入普通电视信号时，达到近似逐行扫描的显示效果，尤其在LED显示屏上，由于像素间距大，显示面积大，这种改善非常明显。（14）高速扫描由于采用分布式控制，使系统的高速扫描成为可能。在我们最大限度的提高扫描频率的情况下，使我们的显示屏不仅仅是人眼，即使是专业的摄像机亦无法捕捉到帧闪烁，并且可根据用户要求采用逐点检测技术，以实现对显示屏状态的完全监控。3）超大规模集成电路技术实现视频显示的传统方法是采用离散的、小规模的集成电路技术。当系

18、统要求的性能有了大规模地提高时（如从16级灰度提高至256级灰度），系统所使用的离散器件和小规模集成电路的数量将大幅度增加，整个系统的和可维护性将很难保证。另外，为保证显示效果需采取的非线性灰度校正措施，随着数据运算量的增加，也不得不采取更复杂的、更繁多的小规模离散器件，这也将使系统的可靠性和可维护性更加难以保证。为解决上述问题，提高显示效果，降低设计难度，保证系统的可靠性和可维护性，我公司采用超大规模集成电路的设计工作。该电路采用国际上先进的集成电路设计工艺和生产工艺。这一成果极大地提高了系统的性能。 超大规模集成电路技术和超大规模可编程集成电路的使用极大地提高了系统的显示性能，简化了系统的

19、设计难度，提高了系统的稳定性和可靠性。 256级灰度高度集成化视频显示屏显示控制芯片采用集中控制的设计电路，运用ASIC设计的方法完成，极大地提高了LED显示屏控制部分的准确性、稳定性、从而提高LED显示屏质量，最大限度的满足LED显示屏是半永久性电子产品这一要求。 控制芯片可提供每个像素点已进行灰度校正的256级灰度，极大的提高了可视的色灰度级别。灰度校正后的256级灰度的LED显示屏亮度、色彩过渡平滑有了很大的改进。 高度集成型控制芯片使屏内LED显示块采用串行的数据连接方式，有效降低信号的衰减，确保LED显示屏准确的接收、传送，并完成全视频动态显示。 控制芯片利用高集成度，使LED显示屏

20、的电路得到极大的简化，电路极其简单，彻底改变以往LED显示屏庞大复杂的电路设计，并且增加了可任意拼接、可带电插拔等多种使用功能。这样，生产、安装、维修、升级都变得方便易行。 独特性的设计方案简化了LED显示屏的驱动系统，使数据运行流畅，也减少了个别元器件意外损坏的可能及通用元器件过多给显示造成的误差，提高了显示屏的整体质量，最大幅度的降低了故障率。 模块化设计与串联的连接方式极大的减小了信号的衰减，使大规模长距离显示成为可能，从而保证信号可能传输1024点768点，即全屏显示。 在进行系统逻辑电路设计时制造商采用超大规模可编程集成电路FPGA，替代以往系统中大量的中小规模的可编程集成电路GAL

21、和EPLD。超大规模可编程集成电路规模可达一万门至二万门，极大提高了系统的稳定性和可维护性。采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路技术，使显示系统达到真正的256级灰度、非线性灰度校正功能。4）恒流源技术恒流源：顾名思义是一种恒定电流输出的驱动器件，它的交流等效电阻很大，直流压降却不大，其等效的数字模型是VCCS（电压控制的电流源），工作于开关状态，其电流输出一旦通过调节电阻设定后，仅受控于输入的逻辑状态0或者1，输入信号有效时，其输出电流保持为某个给定时间常数的函数，不会因它所联接的外电路不同而变化，输入信号无效时，其输出电流关断。LED是一种电流驱动的双端口器件，其发光特性仅与流过的

22、电流大小相对应，普通的驱动器件不具备恒流特性，其输出电流亦会随输入电压变化。而我们知道，TTL电路的电压是一阀值，一点微小的变化虽不影响逻辑状态，但会影响到输出电流的大小，而直接反映到LED的发光，解决这一问题的唯一途径即是采用如上所提到的恒流源。另外，恒流源驱动器件的选用，保证了输出电流的大小恒定，也就可以去掉变通驱动器件必须要有的串联限流电阻，大大降低了消耗在电阻上的功率，降低了系统的发热，恒流源驱动器件的输出电流可以通过调节电阻很方便的调校，这样对于系统最终的白平衡定位提供了最大程度上的方便。本制造商生产的LED显示屏采用恒流源驱动集成电路，对显示发光单元LED（发光二极管）进行直接驱动

23、，从而保证了每一个发光二极管的发光显示效果的一致性。显示屏显示的画面图像效果亮度均匀，过渡平滑，纹理细腻，真实动人。如果电路中不采用恒流源驱技术，由于每个发光二极管的显示效果不一致，有的偏亮、有的偏暗，图像画面上将会存在少数零星分布的亮点和暗点，图像画面粗糙，过渡生硬。恒流源驱动电路是采用多路恒流源集成芯片驱动发光二极管，使通过二极管的电流恒定一致。非恒流源电路采用电阻PNP三极管驱动发光二极管发光，由于电阻阻值的不一致，PNP三极管的饱和特性不一致，发光二极管的发光亮度互相之间存在细微的差别。本制造商对于本项目采用的恒流源驱动芯片，基本特性如下： 90mA恒流输出 8路恒流驱动 最大15V驱

24、动电压 SOP20脚封装 低功耗CMOS锁存逻辑。 LED单点恒流偏差小于4%。 并行信息高速输入，显示速率和灰度级比东芝同类芯片TB62705高8倍。（2）、系统软件系统软件的总体要求是提供简单方便和交互的节目制作播放环境，在实现中采用层次化，模块化的设计方法，具有良好的可靠性和可扩充性。软件特点1 .多样的编辑形式通过键盘、鼠标、扫描仪等不同的输入方式输入文字、图像等信息，对所输入的内容进行任意编辑，达到需要的效果。2显示特技软件可将各种文字、图像以生动活泼的形式在屏幕上显示，具有移动、翻滚、拉幕、错移、百叶窗、放大缩小等多种特技方式，有很强可视性。3播放软件播放软件由龙源世显自主开发，将

25、龙源世显优秀的视频处理和多媒体网络技术完美结合，具有良好的人机界面。它有以下特点：（1）自动安装各底层驱动模块，支持多媒体卡、声卡、调制解调器和其它设备，支持VGA同步，支持声音与图像同步输出。（2）支持多窗口播放，即再显示区域内，可开多个窗口同时分显示不同内容。（3）可以对视频窗口的大小进行无级调节，图像不致于变形。（4）对NTSC、PAL、SECAM 等制式的完全支持，并由软件对其自动识别, 不需要人工调整，更不需要附加的译码器。（5）全新的表现形式迭加:在多媒体技术中，可以使VGA的图像与视频同时在屏幕上出现。首先，可以产生胜似字幕机的效果，以电视、录像节目作为背景，在屏幕上产生滚动、移

26、动、闪烁等文字和图像的显示效果。其次,可以将二维三维动画与视频迭加，达到类似于真实人物卡通人物共同表演的效果。在这种表现形式中，由于需要视频和动画的同步，就要用压缩后的视频与三维动画迭加的功能，这一功能的实现，使表现形式产生一次飞跃，将使传播的感染力产生很大的提高。四、工程质量保证与安装维护（一）、工程保证：1、工程保证措施系统品质是一个积累过程，它是由工程推进过程的每个环节逐步保证。基于此，本制造商注重工程实施的每个环节。主要保证措施陈述如下： 组建精干的技术队伍，集中精力开展硬件设计与软件设计。 全部设计与开发工作实行规范化管理。 关键材料与元器件全部采用进口，按质量要求控制采购质量。 生

27、产过程严格按工艺流程管理各项作业。 模拟系统交由业主亲自检验。 按质量要求严格控制产品安装调试过程，业主亲自检验工程安装质量。 系统运行初始磨合期内，制造商为业主提供软件磨合服务。 提供分阶段的内容完整的使用培训服务 保证一定的备件储存和8 小时的维修反映速度。具体保证措施分别叙述如下：2、设计保证制造商的技术开发部具有较强的设计开发能力，可根据市场需求和客户要求设计开发新产品，包括PCB板设计、控制系统设计、像素单元白平衡配制、模组箱体设计、系统软件编制、结构配电设计和工艺编制等。设计控制包括设计任务书、设计方案、设计评审、样品试制、样品评审及验证、小批量试制、工艺文件编制、小批量生产验证、

28、批量生产设计确认（含软件、配电设备和结构）。工艺部门负责设计文件的工艺化，保证采购、生产和安装调试等部门的实际操作人员具有规范的操作指示。文控中心确保在产品设计、采购、生产、安装调试过程中快速地分发和更新规格书、图纸和操作指示，并及时收回正在使用的过期资料，以保证实际操作人员随时得到最新的有效的操作指示和修改。（1）系统可靠性 保证所提供的所有设备是全新的、从未使用过的。 保证采用先进的技术、优质的原材料和零部件、一流的工艺、严格的质量管理为业主提供技术先进、质量上乘、外表美观，并且完成符合合同规定的质量、规格、性能要求的产品。 保证所提供的设备，包括主要设备及元器件在正确安装、正常使用和维护

29、保养的情况下，能达到规定的性能和寿命。 设计采用超大规模集成电路和超大规模可编程集成电路以克服过多的小规模集成电路给系统带来的不稳定性，保证系统的可靠性。 具有完善的ISO9001质量管理和质量保证体系，具有国际和国内双重认证，符合出品标准。对制造商所供设备的设计、采购、工艺、生产制造、检验、包装运输、安装调试等各个环节进行严格的质量管理和质量控制。 所有关键原材料全部采用进口件，原材料供应商均通过国际质量体系认证，通过国际或国内安全认证。本制造商和供应商有着良好关系，具有稳定的供货渠道。同时，本制造商自身具有稳定的生产管理和生产质量控制。 具有丰富的工程施工、调试经验。 对系统进行全面的配电

30、安全设计和监控保护。 高水平、强有力的设计队伍。 完善的售后服务体系。（2）系统可维护性 模块化结构设计，设备更换简单、快捷。 电路设计简洁、干净，故障容易判断、处理。 显示模块通常由8行16列像素组成，像素排列十分整齐，由于是长方形显示模块，很容易从屏体背后将显示模块拆卸下来，方便维修。 显示屏由单元模组组成，模块化结构设计，方便安装、调试和维修。控制系统的计算机网络设备和相关的弱电设备集中安放在控制室，方便日常操作和设备管理。（3）系统可扩展性 标准化接口设计，控制系统升级不会影响显示系统改造。 标准化、模块化软件设计，可随操作系统升级 屏幕控制系统采用开放的计算机局域网络技术，能够将当今

31、许多成熟的数字技术引入大屏幕显示系统，如数据库技术、网络通讯技术、网络互联技术、信息自动化处理技术、接口技术、多媒体技术。网络互联技术可以和未来的网络系统相连，包括局域网和广域网等。3、制造保证（1）显示板、集线板、控制板生产流程控制序号流程图控制内容1QC巡检包括：贴片、贴胶布、过波峰焊2插件3QC插件外观全检4波峰后生产部员工找点5QC找点外观全检6生产部技术员全检7QA抽检（AQL=0.65）8QC100（3）质量认证体系 ISO9001认证制造商按ISO9001质量保证体系模式对公司进行全面质量管理. 制造商按ISO9001标准建立和完善了质量管理体系，形成了质量体系文件，从合同评审、设计控制、文件控制、来料检验、制造控制、出厂检验直到安装调试控制具有相应管理体制，并通过定期内部审核和管理评审不断发现问题和进行质量改进。4、 出厂质量保证（1）测试单元箱体测试完成后，需在