CN112702539B

CN112702539B - 一种led球形屏幕的驱动方法

Info

Publication number: CN112702539B
Application number: CN202110313597.5A
Authority: CN
Inventors: 解军; 王继岷; 贺卫东; 曾一雄; 王万勤
Original assignee: Chengdu Uestc Optical Communication Co ltd
Current assignee: Chengdu Uestc Optical Communication Co ltd
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: CN112702539A

Abstract

本发明公开了一种LED球形屏幕的驱动方法，涉及LED显示驱动技术领域，由如下步骤组成：步骤1.将显示球面划分为顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域，并计算出每个显示区域的显示参数；步骤2.生成矩形视频图像；步骤3.对步骤2中的矩形视频图像进行平面到弧面的几何变形，变形后进行图像压缩处理；步骤4.对步骤3中压缩处理后的视频图像进行截取；步骤5.将步骤4中截取的视频图像分配到步骤1中划分的显示区域上，将各个显示区域分配得到的视频图像拼接成能连续显示的球形视频图像画面，本发明使得视频图像被有效地利用，各个显示区域之间的过渡显示效果流畅，显示区域之间无色差，扩大了被压缩图像的宽容度，增加了对图像的驱动效率。

Description

一种LED球形屏幕的驱动方法

技术领域

本发明属于LED显示***，涉及以LED为主要显示单元的新型视景显示***，具体为一种LED球形屏幕的驱动方法。

背景技术

LED视景球幕显示***主要由LED显示***、视频处理***、视频传输***、机械结构组件和分布式电源等部分组成的具有显示功能的视景球幕。其中LED显示屏体主要由LED显示模组拼接而成，机械结构组件包括基于铝压铸结构设计的LED灯板承载体、基于复合材料设计的玻璃钢骨架和外壳装饰板等；球形屏幕视频处理***和视频传输***也是其重要组成部分，该***又由几何变形设备，视频发送设备，视频接收卡等组件组成，几何变形设备布置于视景计算机端，将视景计算机输出视频信号进行几何变形，通过视频传输***中的光传输设备，传输到球幕底部的视频发送设备，再通过视频发送设备转换为网络信号，通过千兆以太网传输到LED显示模组的视频接收卡，视频接收卡再对视频信号进行处理驱动LED灯板，实现LED显示。因此，球形屏幕视频处理和视频传输***是接收外部视景计算机生成的多区域图像，并能将其处理为球形LED显示屏幕上完整、连续和无变形的视景图像。

公开号为CN201004152Y，公开日为2008年1月9日的中国专利文献公开了在球形屏幕上显示图像的投影装置，公开了属于图像显示装置的一种在球形屏幕上显示图像的投影装置。由一个不透明球体的球幕和包围在球幕周围的多台投影装置呈放射状排列构成。并且全部投影机投射的图像可以将球幕全部覆盖。视频源将视频信号传送到投影机上。传送的图像可以是静态图像，也可以是动态影像。图像根据每台投影机的位置经过变形校正和适当的裁剪。使得球形屏幕上出现完整，无接缝的图像。

该专利文献虽然使得球形屏幕上出现完整，无接缝的图像，但是由于投影条件的限制，在投影时需要相应的幕布，幕布效果不可控,同时以投影的方式进行的投影需要多个投影区域，由于投影时不同区域之间会产生光亮或者图案的干涉，使得显示效果非常差，如果要避免以上问题则必须进一步地把多条投影区域上的图像进行融合，这样复杂化了映射过程，投影效率低下，增加了不可控的因素，影响了投影的稳定性。

由于现有技术中使用了多台投影仪，在投影仪投影出来的视频图像需要进行融合，融合之后每一台投影仪投影出来的视频图像无法被有效利用，视频图像的利用率非常低。

现有技术中的投影方式属于被动式投影，即采用投影设备投影到成像面上，这种投影效果不稳定，即使图像融合了之后，在投影的过程中还是会由于环境因素的影响而影响投影效果，这种情况下只能实时地去修正，非常浪费投影资源，同时增加了投影设备的运算负担，降低了映射过程的可靠性。

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，仍然需要额外控制和二次校正处理；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，维护成本高。公开号为CN112233048A，公开日为2021年1月15日的中国专利文献开了一种球形视频图像校正方法，属于视频处理技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、确定每个通道的显示视场角参数；b、生成多通道矩形图形，并同步输出给后端几何变形器进行图形从平面到球面的几何校正；c、几何变形器将每一个通道图像转换为曲面图像；d、几何变形参数保存在FLASH中；e、投影仪模型将预变形图像投影到半球形投影幕上，用于呈现真实目标图像。该发明通过硬件上电加载该参数即可实现平面图像到球面图像的几何变换，无需图像采集、校正网格和特征点获取以及有限显示区域的计算；充分利用了视频图像有效像素，实现了视频图像的实时校正处理，增强了通道间参数的可复用性，避免了后期维护的二次校正。

该专利文献公开的视频图像的几何校正方法，能对视频图像进行平面到球面的几何校正，实现自动将视频图像正确拼接。但是，投影拼接时在区域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，该方法在对图像做平面到球面的几何校正后，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，也就是说，该方法需要更多的控制和图像处理步骤；并且由于公共带的存在，各个通道的视频图像像素利用率也大为降低。同时，CN112233048A和CN201004152Y专利文件均只涉及到视频图像进行投影或校正，并未实际应用到LED灯板上，在实际运用过程中，现有技术的视频图像与LED球形屏幕的结合使用仍然会遇到很多难题：例如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后的视频图像与LED灯珠不匹配，各个显示通道之间的重合地带显示效果极差，导致上述现有技术无法真正地有效运用在LED球形屏幕上。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术中投影球幕显示时由于投影条件的限制，在投影时需要相应的幕布，幕布效果不可控，或在对图像做平面到球面的几何校正后，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，处理方法较为复杂、像素利用率较低，以及经投影或校正处理后的视频图像无法真正运用到LED球形屏幕中等技术问题，提供了一种LED球形屏幕的驱动方法。本方法特定地针对LED球形屏幕，采用本驱动方法得到的显示图像，其各个显示区域之间过渡显示效果流畅，显示区域之间无色差，扩大了被压缩图像的宽容度，增加了对图像的驱动效率。

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

步骤1.将显示球面划分为顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域，并根据划分的顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域计算出每个显示区域的显示参数，并以LED灯珠为单元将其展开成平面，根据LED灯珠在球面经纬线排列方式计算每个显示区域LED灯珠数量，每个LED灯珠对应一个显示像素，LED灯珠设置在LED灯板上；

步骤2.根据步骤1中每个显示区域的显示参数生成每个区域对应的矩形视频图像；

步骤3.对步骤2中的矩形视频图像进行平面到弧面的几何变形，采用图形处理装置根据步骤1中计算得到的每个显示区域的LED灯珠数量对变形后的视频图像进行图像压缩处理；

步骤4.对步骤3中压缩处理后的视频图像进行截取：采用LED驱动装置对侧面显示区域视频图像进行旋转，然后再进行截取；对顶部与底部图像直接进行截取；所述截取是指：定义每个显示区域的视频图像中，与各个显示区域LED灯珠数量相匹配的像素为视频图像截取有效像素，超出各个显示区域LED灯珠数量的像素为视频图像截取无效像素，对视频图像的截取仅截取有效像素部分的视频图像，无效像素部分的视频图像予以删除；

步骤5.将步骤4中截取的视频图像分配到步骤1中划分的顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域上，将各个显示区域分配得到的视频图像拼接成能连续显示的球形视频图像画面。

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述步骤3中的图像压缩详细步骤如下：当顶部和底部显示区域计算得到的实际LED灯珠数量对应的显示像素小于待显示图像的像素数时，则对待显示图像的像素进行算法处理以实现图像压缩。

所述算法是最邻近插值算法或双线性插值算法。

所述步骤3中涉及到的图形处理装置为显卡或图形工作站。

所述步骤4中对侧面显示区域视频图像进行旋转的角度为90°，旋转方向为顺时针或逆时针。

所述步骤4中所述截取的部分为实际有用的图像像素点。

步骤4中，所述LED驱动装置对截取的视频图像以LED灯板为单位进行分配给对应的LED灯板。

所述顶部显示区域与底部显示区域LED灯珠排列为以极点为中心向外辐射状展开。

所述步骤3中涉及的平面到弧面的几何变形具体为：采用图形处理装置将矩形视频图像转换为弧面图像。

所述侧面显示区域LED灯珠排列方式为沿球面经纬线排列。

所述顶部显示区域与底部显示区域LED灯珠数量的计算方式为以极点为起点，向外辐射计算每一圈LED灯珠数量，并按同样的辐射状排列成平面图像。

所述侧面显示区域LED灯珠数量计算方式为以该区域距离北极点最近的纬线的最左或最右的LED灯珠为起点，计算每一纬线层的LED灯珠数量，并按同样的矩阵形状排列成平面图像。

所述球形屏幕内显示的图像视频图像具有连续性，所述顶部显示区域、底部显示区域和侧面显示区域截取的视频图像在边缘部分具有连续性。

本发明的有益效果：

1.本发明特定地采用“划分显示区域-根据LED灯珠数量计算得到每个区域的显示参数-计算生成矩形视频图像-平面到弧面的几何变形-对弧面图像的压缩-对压缩图像的截取-对截取后的图像进行分配后拼接”的步骤关系形成的技术方案，各个步骤之间紧密配合，不可分割。相对于CN112233048A为代表的现有技术，本申请先划分显示区域，根据显示参数生成视频图像，视频图像经平面到弧面的几何变形后，在对弧面图像进行压缩，特别是“根据LED灯珠数量计算得到每个区域的显示参数、对压缩后的图像进行特定的截取处理，定义每个显示区域的视频图像中，与各个显示区域LED灯珠数量相匹配的像素为视频图像截取有效像素，超出各个显示区域LED灯珠数量的像素为视频图像截取无效像素，对视频图像的截取仅截取有效像素部分的视频图像，无效像素部分的视频图像予以删除”的技术方案，其能真正将CN112233048A、CN201004152Y等专利文件为代表的现有技术实际运用于LED球形屏幕中，采用本驱动方法得到的显示图像，其各个显示区域之间过渡显示效果流畅，显示区域之间无色差，扩大了被压缩图像的宽容度，增加了对图像的驱动效率。同时，也不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，处理方法简单、像素利用率较高。

2.本发明所涉及到的多个显示区域的显示驱动一致，视频图像在边缘部分具有连续性，这样的布局使得显示视频图像在显示时只需要进行拼接即可形成完整的球形画面，且多个显示区域的显示效果一致不会受到使用环境的变化而影响显示效果。

3.本发明的主要负责实时生成视频图像，其几何变形，图像处理等操作都由后端的处理，这样即可降低显示***对设备要求，降低了对运算能力的要求，也使显示***能够兼容各种，提高了设备整体显示效率和***的兼容性。

4.本发明将多条侧面显示区域的显示视频图像拼接，将顶部显示区域、底部显示区域和侧面显示区域的显示图像进行拼接，这种拼接的方式使得画面连续感强，能够更真实地还原显示视频图像中的内容，使得球形屏幕显示地更加立体的同时保持了画面的真实性。

5.本发明采用了一体式球形屏幕显示方案，相对于现有技术中的投影方式本发明属于主动显示方式，即将显示视频图像直接传输到显示设备上，这种主动式显示效果非常稳定，在显示的过程中不会由于环境因素的影响而影响显示效果，同时节约了显示资源，减少了显示设备的运算负担，提升了映射过程的可靠性。

6.本发明将显示视频图像直接在球形荧幕上显示，拼接时在区域边缘处不会存在显示视频图像的重叠部分，使得边缘区域显示图像的亮度和色彩皆与其它区域相同，简化了显示步骤，提升了显示效率，降低了显示视频图像出错的概率。

7.本发明由对显示视频图像采用了平面矩形图形到弧面图形的几何变形和相邻图像的拼接处理，使得图像处理和图像传输得到了分开，进一步地提升了球形屏幕的驱动效率，提高了球形屏幕显示的稳定性。

8.本发明中由于采用的顶部显示区域、底部显示区域和侧面显示区域均为物理显示器，与现有技术中幕布投影的技术相比不会受幕布的使用条件所干扰，提升了显示的稳定性。

9.本发明按照顶部显示区域、侧面显示区域和底部显示区域的方式划分球幕主体，可使显示区域数量少及区域视频图像像素利用率高,区域间的一致性设计可使区域驱动参数可复用，图像处理过程简单。

10.本发明按照顶部显示区域、侧面显示区域和底部显示区域的方式划分球幕主体，有利于对球幕主体显示视频图像的裁剪，可根据要求裁剪底部显示区域或顶部显示区域或侧面显示区域的上下边缘，可根据水平视场角要求裁剪整个侧面显示区域的子区域或者子区域的一部分，所有裁剪是对显示面物理像素的裁剪，无需改变驱动程序及驱动参数。

11.本发明有利于观察者的眼点处于一个子区域的中央而非两个区域的拼接处，同时，观察者正前方为一整区域，有利于在单一区域内进行视频图像处理，使观察者获得最佳观察效果。

12.本发明由于顶部显示区域和底部显示区域LED灯珠以极点为圆心向外辐射状排布，侧面显示区域LED灯珠沿经纬线等间距排布，使得LED灯珠的显示效果非常平均，亮度均匀，整体显示效果完整，效果非常高。

13.本发明顶部和底部显示区域LED灯珠以极点为圆心向外辐射状排布，侧面显示区域LED灯珠沿经纬线等间距排布，提升了顶部和底部显示区域与侧面显示区域显示像素连续处理的效率，有利于对区域进行进一步细分从而提升了后期LED单元灯板的驱动和拼接效率。

附图标记

1、顶部显示区域，2、底部显示区域，3、侧面显示区域，4、顶部驱动视频图像，5、底部驱动视频图像，6、侧面驱动视频图像，11、顶部极点LED灯珠，1n、顶部最外圈LED灯珠，21、底部极点LED灯珠，2m、底部最外圈LED灯珠，31、侧面第一行LED灯珠，3h、侧面第h行LED灯珠，51、底部中心第1层LED灯板，5y、底部最外圈层LED灯板，61、侧面第1层LED灯板，6x、侧面第x层LED灯板。

附图说明

图1为本发明区域划分示意图；

图2为本发明每个显示区域LED灯珠分布即数量示意图；

图3为本发明顶部或底部有效显示区域示意图；

图4为本发明侧面有效显示区域示意图；

图5为本发明顶部或底部显示区域显示驱动示意图；

图6为本发明侧面显示区域显示驱动示意图；

图7为本发明球幕拼接驱动示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

步骤1.将显示球面划分为顶部显示区域1、底部显示区域2和多个侧面显示区域3，并根据划分的顶部显示区域1、底部显示区域2和多个侧面显示区域3计算出每个显示区域的显示参数，并以LED灯珠为单元将其展开成平面，根据LED灯珠在球面经纬线排列方式计算每个显示区域LED灯珠数量，每个LED灯珠对应一个显示像素，LED灯珠设置在LED灯板上；

步骤3.对步骤2中的矩形视频图像进行平面到弧面的几何变形，采用显卡根据步骤1中计算得到的每个显示区域的LED灯珠数量对变形后的视频图像进行图像压缩处理；

步骤4.对步骤3中压缩处理后的视频图像进行截取：采用LED驱动装置对侧面显示区域3视频图像进行旋转，然后再进行截取；对顶部与底部图像直接进行截取；所述截取是指：定义每个显示区域的视频图像中，与各个显示区域LED灯珠数量相匹配的像素为视频图像截取有效像素，超出各个显示区域LED灯珠数量的像素为视频图像截取无效像素，对视频图像的截取仅截取有效像素部分的视频图像，无效像素部分的视频图像予以删除；

步骤5.将步骤4中截取的视频图像分配到步骤1中划分的顶部显示区域1、底部显示区域2和多个侧面显示区域3上，将各个显示区域分配得到的视频图像拼接成能连续显示的球形视频图像画面。

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述步骤3中的图像压缩详细步骤如下：当顶部和底部显示区域2计算得到的实际LED灯珠数量对应的显示像素小于待显示图像的像素数时，则对待显示图像的像素进行算法处理以实现图像压缩。

本发明采用了一体式球形屏幕显示方案，相对于现有技术中的投影方式本发明属于主动显示方式，即将显示视频图像直接传输到显示设备上，这种主动式显示效果非常稳定，在显示的过程中不会由于环境因素的影响而影响显示效果，同时节约了显示资源，减少了显示设备的运算负担，提升了映射过程的可靠性。

实施例2：

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述步骤4中对侧面显示区域3视频图像进行旋转的角度为90°，旋转方向为顺时针或逆时针。

所述步骤4中所述截取的部分为实际有用的图像像素点。

本发明采用了一体式球形屏幕显示方案，相对于现有技术中使用了多台投影仪，在投影仪投影出来的视频图像需要进行融合，融合之后每一台投影仪投影出来的视频图像无法被有效利用，视频图像的利用率非常低的问题，本发明通过图形生成装置分别生成与顶部、底部和侧面显示区域3的显示参数相匹配的显示视频图像，图形处理装置会根据划分的区域中实际的LED灯珠数对视频图像进行变形和处理，传输给LED驱动装置后只需进行图像截取和驱动即可，不会存在区域边缘处视频图像融合和亮度色度校正等步骤。

实施例3：

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

步骤3.对步骤2中的矩形视频图像进行平面到弧面的几何变形，采用图形工作站根据步骤1中计算得到的每个显示区域的LED灯珠数量对变形后的视频图像进行图像压缩处理；

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述步骤4中所述截取的部分为实际有用的图像像素点。

本发明按照顶部显示区域1、侧面显示区域3和底部显示区域2的方式划分球幕主体，有利于对球幕主体显示视频图像的裁剪，可根据垂直视场角要求裁剪底部显示区域2或顶部显示区域1或侧面显示区域3的上下边缘，可根据水平视场角要求裁剪整个侧面显示区域3的子区域或者子区域的一部分，所有裁剪是对显示面物理像素的裁剪，无需改变驱动程序及驱动参数。

实施例4：

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述算法包括最邻近插值算法和双线性插值算法。

所述步骤4中所述截取的部分为实际有用的图像像素点。

本发明按照顶部显示区域1、侧面显示区域3和底部显示区域2的方式划分球幕主体，可使显示区域数量少及区域视频图像像素利用率高,区域间的一致性设计可使区域驱动参数可复用，图像处理过程简单。

实施例5：

一种LED球形屏幕的驱动方法，由如下步骤组成：

所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

所述算法是最邻近插值算法或双线性插值算法。

所述步骤4中所述截取的部分为实际有用的图像像素点。

所述顶部显示区域1与底部显示区域2LED灯珠排列为以极点为中心向外辐射状展开。

所述侧面显示区域3LED灯珠排列方式为沿球面经纬线排列。

所述顶部显示区域1与底部显示区域2LED灯珠数量的计算方式为以极点为起点，向外辐射计算每一圈LED灯珠数量，并按同样的辐射状排列成平面图像。

所述球形屏幕内显示的图像视频图像具有连续性，所述顶部显示区域1、底部显示区域2和侧面显示区域3截取的视频图像在边缘部分具有连续性。

本发明由于顶部显示区域1和底部显示区域2LED灯珠以极点为圆心向外辐射状排布，侧面显示区域3LED灯珠沿经纬线等间距排布，使得LED灯珠的显示效果非常平均，亮度均匀，整体显示效果完整，效果非常高。

本发明顶部和底部显示区域2LED灯珠以极点为圆心向外辐射状排布，侧面显示区域3LED灯珠沿经纬线等间距排布，提升了顶部和底部显示区域2与侧面显示区域3显示像素连续处理的效率，有利于对区域进行进一步细分从而提升了后期LED单元灯板的驱动和拼接效率。

实施例6：

如图1-7所示，本发明公开了一种LED球形屏幕的驱动方法，其步骤如下：

步骤1.将显示球面划分为顶部、底部和侧面等多个区域，其中侧面显示区域3又由多个相同的子区域组成，如图1；

步骤2.对每个显示区域以LED灯珠为单元将其展开成平面，即按照球面经纬线排列方式计算出每个显示区域LED灯珠数量，并以图像像素的方式和每个显示区域LED的排列方式描绘于平面图像上，如图2，顶部和底部像素排列方式为以极点为圆心并向外辐射状一圈一圈展开，侧面像素排列方式为行列矩阵排列，图2中标记11为顶部极点LED灯珠，标记1n为顶部最外圈LED灯珠，标记21为底部极点LED灯珠，标记2m为底部最外圈LED灯珠，标记31为侧面第一行LED灯珠，标记3h为侧面第h行LED灯珠；

步骤3.通过图形生成装置分别生成与顶部、底部和侧面子区域的显示参数相匹配的矩形驱动视频图像，并按照标准分辨率输出；

步骤4.将步骤3中得到的驱动视频图像进行图形处理，所述图形处理包括矩形图形到弧面图形的几何校正和根据待驱动区域的实际像素点（LED灯珠）进行图像处理，由于驱动视频图像大于等于每个显示区域实际LED灯珠数，因此图像处理通常为图像压缩；

所述矩形图形到弧面图形的几何校正为对步骤3得到的驱动视频图像的内容进行几何变形，即将适用于平面观看的图形变形为适用于球幕上观看的图形。

所述根据待驱动区域的实际像素点进行图像压缩为：

对于顶部显示区域1和底部显示区域2，以极点为起点，依次往外每一圈层对图像进行算法抽点操作。

所述顶部显示区域1与底部显示区域2算法抽点过程为，首先根据顶部显示区域1与底部显示区域2实际LED灯珠数量或LED灯珠分辨率，从步骤3中得到的驱动视频图像中截取同样分辨率大小的圆形图像；然后以极点为起点，根据每一圈层实际的LED灯珠数量对圆形图像每一圈层的像素数进行抽点压缩；所述抽点压缩算法不限于邻近插值算法和双线性插值算法。

对于侧面显示区域3，根据LED每一行灯珠数量对步骤3得到的驱动视频图像的每一列进行算法抽点操作。具体过程为：

步骤3得到的驱动视频图像分辨率为W（宽）×H（高），LED每一行灯珠数量不完全相等，假设第i行灯珠数量为hi，hi与i皆为正整数，且hi≤W；

算法抽点操作即将与LED每一行灯珠对应的驱动视频图像的每一列H压缩成hi，所述抽点压缩算法不限于邻近插值算法和双线性插值算法。

所述将处理后的视频图形以标准分辨率输出，所述顶部显示区域1与底部显示区域2处理后的驱动图像为中间圆有用像素与其他阴影的无用像素。所述侧面显示区域3处理后的驱动图像为“帆船状”有用像素与其他阴影的无用像素，如图3和图4所示，图4中空白部分为有效显示区域，图中阴影部分为无效显示区域。

步骤5.将步骤4中处理后的视频图像分发给LED灯板，LED灯板再由驱动芯片驱动每一颗LED灯珠。

对于顶部和底部显示区域2，LED驱动装置首先截取步骤4处理的视频图像的有效像素，然后以截取图像圆心为起点依次映射到底部中心第1层LED灯板51到底部最外圈层LED灯板5y，y为第y层灯板。

对于侧面显示区域3，LED驱动装置首先对步骤4处理的视频图像进行旋转操作，然后截取视频图像中有效像素，最后再将截取的视频图像分配给侧面第1层LED灯板61到侧面第x层LED灯板6x,x为第x层灯板，如图6所示，其中图6最右边为LED灯板展开成平面后的图形，从图中可以看出越靠近两端LED灯板之间的缝隙越大，若直接采用步骤3得到的视频图像进行驱动，则LED驱动装置首先要计算LED灯板之间的缝隙大小，然后设计算法使得每一行数据能够均匀分配到LED灯板上采用保证LED球形显示时图像的连续，算法复杂且显示效果易出现锯齿现象，采用本发明方法可有效避免该问题。

如图7，图中标记3为侧面显示区域3，标记4为顶部驱动视频图像4，标记5为底部驱动视频图像5，标记6为侧面驱动视频图像，所述侧面子图像皆按同样坐标系排列，坐标原点不限于左上角，顶部图像与底部图像按相同坐标系排列，坐标原点不限于左上角和左下角，如图7所示。

所述图形处理装置将处理好的有效像素图像可以放置于驱动视频图像中任意位置并以标准分辨率输出，LED驱动装置根据有效图像坐标直接截取图像像素即可。

所述图像拼接成过程中，根据每个显示区域的显示参数生成连续图像，在进行几何校正和图像压缩过程中，并未损失原有每一行的图像信息，在LED驱动装置截取有效像素时，也是保持了生成的图像内容，因此，本发明可保证每个显示区域拼接成球幕后仍然具有显示连续性，不存在图像叠加，在区域边缘处也不存在图像融合与亮度和色度校正等操作，简化了整个***的驱动复杂度。

本发明有利于观察者的眼点处于一个子区域的中央而非两个区域的拼接处，使观察者获得最佳观察效果，同时，观察者正前方为一整区域，有利于在单一区域内进行视频图像处理，如多路视频图像叠加、融合、缩放和旋转等。

Claims

1.一种LED球形屏幕的驱动方法，其特征在于由如下步骤组成：

步骤1.将显示球面划分为顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域，并根据划分的顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域计算出每个显示区域的显示参数，并以LED灯珠为单元将其展开成平面，根据LED灯珠在球面经纬线排列方式计算每个显示区域LED灯珠数量，每个LED灯珠对应一个显示像素；

步骤5.将步骤4中截取的视频图像分配到步骤1中划分的顶部显示区域、底部显示区域和多个侧面显示区域上，将各个显示区域分配得到的视频图像拼接成能连续显示的球形视频图像画面；

所述步骤3中的图像压缩详细步骤如下：当顶部和底部显示区域计算得到的实际LED灯珠数量对应的显示像素小于待显示图像的像素数时，则针对待显示图像的像素进行算法处理以实现图像压缩；

所述算法是最邻近插值算法或双线性插值算法；

所述步骤4中对侧面显示区域视频图像进行旋转的角度为90°，旋转方向为顺时针或逆时针；步骤4中，所述LED驱动装置对截取的视频图像以LED灯板为单位进行分配给对应的LED灯板；所述顶部显示区域与底部显示区域LED灯珠数量的计算方式为以极点为起点，向外辐射计算每一圈LED灯珠数量，并按同样的辐射状排列成平面图像；所述侧面显示区域LED灯珠数量计算方式为以该区域距离北极点最近的纬线的最左或最右的LED灯珠为起点，计算每一纬线层的LED灯珠数量，并按同样的矩阵形状排列成平面图像；

2.根据权利要求1所述一种LED球形屏幕的驱动方法，其特征在于：所述步骤2中生成的视频图像以标准分辨率方式输出。

3.根据权利要求1所述一种LED球形屏幕的驱动方法，其特征在于：所述顶部显示区域与底部显示区域LED灯珠排列为以极点为中心向外辐射状展开；所述侧面显示区域LED灯珠排列方式为沿球面经纬线排列。

4.根据权利要求1所述一种LED球形屏幕的驱动方法，其特征在于：所述球形屏幕内显示的图像视频图像具有连续性，所述顶部显示区域、底部显示区域和侧面显示区域截取的视频图像在边缘部分具有连续性。