CN112259047A - 一种led球幕显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED球幕显示方法，属于球幕显示技术领域，其特征在于，包括以下步骤：通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；视频传输；通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。本发明采用LED主动显示原理相较于现有技术投影仪被动显示而言，能够使视景球幕的显示画面具有更好的色彩还原度，更大的视场角，更高的亮度和对比度，使参训人员在仿真训练过程中可获得更强的逼真感和沉浸感。
Description
技术领域
本发明涉及到球幕显示技术领域，尤其涉及一种LED球幕显示方法。
背景技术
沉浸式球幕显示皆采用投影显示技术，通过多台投影仪采用图像拼接和融合的方式实现球幕显示功能，这种方式一方面很难做到全视场显示，尤其在实像显示***中，因为一旦有观察者或物体在***内部，就会对部分显示区域产生遮挡；另一方面该显示方式除了进行图像几何校正以外，还需要进行图像拼接和图像融合，由于拼接和融合区域较大，实际每台投影仪的像素利用率非常小。
为了解决投影仪视场角小、对比度低、寿命短、价格昂贵和维护困难的诸多问题，LED视景球幕显示方案被提出，该方案具有高刷新率、高清晰度、大视场角、长寿命、易维护、易运输安装及低成本的优点，因此采用LED作为视景球幕显示***具有重大研究意义。
目前LED球形领域的应用主要有LED外球面显示、LED穹顶显示和LED半球面显示，且这些应用主要集中于商业广告宣传和科技馆展览，由于该类显示***没有硬件图形实时校正设备，其播放的视频源需要根据球形形状定制，极大的限制了显示内容的灵活多变。此外，目前LED球形显示技术中，存在视频信号不同步的问题，影响了显示终端整个显示画面的流畅性和同步性。
公开号为CN 107481207A，公开日为2017年12月15日的中国专利文献公开了一种视频图像的几何校正方法，包括：
数码相机拍摄每台投影仪单独投影的图像；对所述图像进行处理和矩阵变换计算，得到每台投影仪在投影幕布上畸变后的投影区域；
计算整个投影墙的外包围盒；
根据所述外包围盒计算每台投影仪的投影区域在所述外包围盒中的相对位置，并得到所述相对位置的位置坐标；
根据所述位置坐标将待显示视频图像映射到所述相对位置，投影出来的视频图像正确拼接。
该专利文献公开的视频图像的几何校正方法，能对视频图像进行几何校正，实现自动将投影出来的视频图像正确拼接。但是，投影拼接时在通道边缘处存在视频图像重叠部分，从而导致边缘区域显示图像的亮度和色彩皆与其它区域不同，因此，该方法不仅需要对图像做平面到球面的几何校正，还需要对重叠区域做图像融合处理及显示亮度与色彩的一致性校正处理。该方法需要更多的图像处理步骤；且由于公共带的存在，每个通道的像素利用率也降低；且投影仪从不同方位投射出图像，还存在显示像素分布不均匀的问题，同样又会造成图像变形及亮度色度不均匀，仍然需要校正处理；后期也会因为公共带的存在在每次维护时皆需要重新校正；不能给参训人员在仿真训练过程中带来逼真感和沉浸感。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种LED球幕显示方法，本发明采用LED主动显示原理相较于现有技术投影仪被动显示而言，具有更高的显示亮度和对比度，显示像素分布均匀，无需亮度和色彩的二次校正；能够使视景球幕的显示画面具有更好的色彩还原度，更大的视场角，更高的亮度和对比度，使参训人员在仿真训练过程中可获得更强的逼真感和沉浸感。
本发明通过下述技术方案实现：
一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
所述LED灯板包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元。
所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。
所述行列扫描驱动单元采用从左到右扫描或从右到左扫描或从上到下扫描或从下到上扫描和逐行扫描对LED灯珠进行扫描，电流控制单元调节LED灯珠的亮度。
所述LED灯板包括n个区域，每个区域为一个LED矩阵单元，逻辑单元为逻辑芯片，电流控制单元为恒流驱动芯片，行列扫描驱动单元为行列扫描芯片。
所述LED灯板的背面设置有用于吸附在铝压铸托板内表面上的凸出且形状为圆柱形薄铁片，铝压铸托板内表面采用数控机床加工成形，LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接；LED灯板的背面设置浮动接插件，通过与铝压铸托板上的HUB板连接实现视频接收卡对LED灯板的扫描信号传输及供电，LED灯板的正面设置有LED灯珠，LED灯珠固定在LED灯板PCB基板上。
本发明所述FOV参数是指视场角参数。
本发明所述PCIE是指总线接口。
本发明所述FPGA是指现场可编程逻辑门阵列。
本发明所述DRAM是指动态随机存取存储器。
本发明所述HUB板是指接口转接板。
本发明所述LED是指发光二极管。
本发明所述FLASH是指快闪存储器。
本发明所述SRAM是指静态随机存取存储器。
本发明所述PCB是指印制电路板。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，采用LED显示技术设计了一种视景球幕，其主动显示原理相较于现有技术投影仪被动显示而言，具有更高的显示亮度和对比度，显示像素分布均匀，无需亮度和色彩的二次校正；能够使视景球幕的显示画面具有更好的色彩还原度，更大的视场角，更高的亮度和对比度，使参训人员在仿真训练过程中可获得更强的逼真感和沉浸感。
2、本发明，LED属于半导体器件，不仅拥有更快的响应速度，还具有更长的使用寿命，使得显示画面也具有更快的响应速度，显示屏拥有更长的使用寿命。
3、本发明，LED球幕显示屏的显示画面通过硬拼接成整体，不存在公共像素带问题，因此图像处理只需要平面到球面的几何校正，无需边缘处的图像融合及亮度和色彩的一致性校正，图像处理步骤更加简便。
4、本发明，以LED灯珠定义图像像素，LED灯珠沿球面经纬线等间距排布，即显示像素分布均匀，无需亮度和色彩的二次校正；由于不存在公共带的问题，通道像素利用率也更高。
5、本发明，显示***的图像处理只需进行球面几何校正，校正方式为硬件实时校正，校正精度达像素级，且可完全兼容原来的投影视景球幕***，具有很高的替换性。
6、本发明，视频传输采用光纤和千兆以太网，图像以非压缩实时同步方式传输，且传输距离不受限。
7、本发明，视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板，保证了球幕显示终端整个显示画面的流畅和同步性。
8、本发明，LED灯板的背面设置有用于吸附在铝压铸托板内表面上的凸出且形状为圆柱形薄铁片，铝压铸托板内表面采用数控机床加工成形，LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接；具有极高的精度，保证了LED灯板拼接后整个球面的平整度。LED灯板的背面设置浮动接插件，通过与铝压铸托板上的HUB板连接实现视频接收卡对LED灯板的扫描信号传输及供电，LED灯板的正面设置有LED灯珠，LED灯珠固定在LED灯板PCB基板上。LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接，有利于LED灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和前维护。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
采用LED显示技术设计了一种视景球幕，其主动显示原理相较于现有技术投影仪被动显示而言，具有更高的显示亮度和对比度，显示像素分布均匀，无需亮度和色彩的二次校正；能够使视景球幕的显示画面具有更好的色彩还原度，更大的视场角，更高的亮度和对比度，使参训人员在仿真训练过程中可获得更强的逼真感和沉浸感。
实施例2
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
LED属于半导体器件，不仅拥有更快的响应速度，还具有更长的使用寿命，使得显示画面也具有更快的响应速度，显示屏拥有更长的使用寿命。
实施例3
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
LED球幕显示屏的显示画面通过硬拼接成整体，不存在公共像素带问题，因此图像处理只需要平面到球面的几何校正，无需边缘处的图像融合及亮度和色彩的一致性校正，图像处理步骤更加简便。
实施例4
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
以LED灯珠定义图像像素，LED灯珠沿球面经纬线等间距排布，即显示像素分布均匀，无需亮度和色彩的二次校正；由于不存在公共带的问题，通道像素利用率也更高。
实施例5
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
显示***的图像处理只需进行球面几何校正，校正方式为硬件实时校正，校正精度达像素级，且可完全兼容原来的投影视景球幕***，具有很高的替换性。
实施例6
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
所述LED灯板包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元。
所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。
视频传输采用光纤和千兆以太网，图像以非压缩实时同步方式传输，且传输距离不受限。
实施例7
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
所述LED灯板包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元。
所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。
所述行列扫描驱动单元采用从左到右扫描或从右到左扫描或从上到下扫描或从下到上扫描和逐行扫描对LED灯珠进行扫描，电流控制单元调节LED灯珠的亮度。
所述LED灯板包括n个区域，每个区域为一个LED矩阵单元，逻辑单元为逻辑芯片，电流控制单元为恒流驱动芯片，行列扫描驱动单元为行列扫描芯片。
视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板，保证了球幕显示终端整个显示画面的流畅和同步性。
实施例8
参见图1，一种LED球幕显示方法，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
所述LED灯板包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元。
所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。
所述行列扫描驱动单元采用从左到右扫描或从右到左扫描或从上到下扫描或从下到上扫描和逐行扫描对LED灯珠进行扫描，电流控制单元调节LED灯珠的亮度。
所述LED灯板包括n个区域，每个区域为一个LED矩阵单元，逻辑单元为逻辑芯片，电流控制单元为恒流驱动芯片，行列扫描驱动单元为行列扫描芯片。
所述LED灯板的背面设置有用于吸附在铝压铸托板内表面上的凸出且形状为圆柱形薄铁片，铝压铸托板内表面采用数控机床加工成形，LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接；LED灯板的背面设置浮动接插件，通过与铝压铸托板上的HUB板连接实现视频接收卡对LED灯板的扫描信号传输及供电，LED灯板的正面设置有LED灯珠，LED灯珠固定在LED灯板PCB基板上。
LED灯板的背面设置有用于吸附在铝压铸托板内表面上的凸出且形状为圆柱形薄铁片，铝压铸托板内表面采用数控机床加工成形，LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接；具有极高的精度，保证了LED灯板拼接后整个球面的平整度。LED灯板的背面设置浮动接插件，通过与铝压铸托板上的HUB板连接实现视频接收卡对LED灯板的扫描信号传输及供电，LED灯板的正面设置有LED灯珠，LED灯珠固定在LED灯板PCB基板上。LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接，有利于LED灯板的安装和拆卸，可实现快速装配和前维护。
Claims (10)
1.一种LED球幕显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、图像处理
通过布置于视景计算机端的图形校正器接收外部视景计算机生成的多通道图像，并处理为球形LED显示屏幕上的视景图像；将视景计算机输出视频信号进行实时图形几何校正；
b、视频传输
包括光传输和以太网传输，光传输过程为图像处理器输出的视频信号通过光发送器进行电光转换后传输到球幕底部的光接收器中，光接收器再进行光电转换后传输给视频发送器；以太网传输过程为视频发送器以千兆以太网方式将视频信号传输给视频接收卡；
c、LED显示
通过LED显示模组拼接成球幕LED显示屏，球幕LED显示屏安装固定在铝压铸LED灯板承载体上，铝压铸LED灯板承载体固定在复合材料成型的骨架上；视频图像信号通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡上，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述图像处理具体是指：
S1、通过图形校正器将视景计算机输出的每个通道的平面图形校正为球面图形，并校正各球面图形间衔接部分的错位和畸变；
S2、通过图形校正器将视景计算机输出的平面图形进行几何校正，校正为球幕正常显示的图形，并处理每个通道间边缘图像以及通道与通道之间的关系；图形校正参数保存在FLASH中，上电加载到FPGA和SRAM对应的储存空间，多张板卡采用PCIE连接到主板，用于数据交互，使通道间视频同步及板卡间校正参数通信；
S3、对视景计算机输出的图像进行通道划分，并对划分后的每个视频通道进行图形从平面到球面的几何校正，将校正处理后的视频图像同步输出给后端的视频图像传输***；
S4、几何校正模型采用虚拟相机模型；虚拟相机模型为目标显示图像通过透视变换后而成的平面透视图；虚拟相机FOV参数根据LED显示通道的视场角所决定，并与视景软件相对应。
3.根据权利要求1所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述视频接收卡，采用两个千兆以太网络接口，全双工工作模式，两个网口数据无条件转发到另一个网口输出，形成环路输出，截取所需的图像区域并写到外部储存器件对应的区域。
4.根据权利要求1所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述视频接收卡，用于将传输的视频信号进行网络解码，然后将解码后的信号进行LED灯板的扫描驱动；视频接收卡为多张，多张视频接收卡通过一根千兆以太网串联，多张视频接收卡同时截取视频信号并同时驱动LED灯板。
5.根据权利要求2所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述视频接收卡，采用DRAM缓存图像，视频接收卡的性能工作参数保存在FLASH里，上电加载到FPGA和DRAM对应的储存空间中，视频接收卡的输出接口控制LED灯板，多组扫描控制信号并行输出。
6.根据权利要求1所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述LED灯板包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元。
7.根据权利要求6所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。
8.根据权利要求7所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述行列扫描驱动单元采用从左到右扫描或从右到左扫描或从上到下扫描或从下到上扫描和逐行扫描对LED灯珠进行扫描，电流控制单元调节LED灯珠的亮度。
9.根据权利要求7所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述LED灯板包括n个区域，每个区域为一个LED矩阵单元，逻辑单元为逻辑芯片，电流控制单元为恒流驱动芯片，行列扫描驱动单元为行列扫描芯片。
10.根据权利要求7所述的一种LED球幕显示方法，其特征在于：所述LED灯板的背面设置有用于吸附在铝压铸托板内表面上的凸出且形状为圆柱形薄铁片，铝压铸托板内表面采用数控机床加工成形，LED灯板与铝压铸托板通过磁性连接；LED灯板的背面设置浮动接插件，通过与铝压铸托板上的HUB板连接实现视频接收卡对LED灯板的扫描信号传输及供电，LED灯板的正面设置有LED灯珠，LED灯珠固定在LED灯板PCB基板上。
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