基色灰度分级顺序寻址动态图像显示屏.pdf

本发明涉及一种图像显示技术，特别是基色灰度分级顺序寻址动态图像显示屏。
    目前，现有大屏幕显示系统主要由CRT、LED和灯泡组成。由CRT和LED组成大屏幕显示系统在价格和高亮度性上均无法与灯泡系统相比。经中国专利局检索有如下专利文献CN86206473U、CN208321U、United States Patent[11]4386351 [11]4205312 [11]4800375与本发明有关，最接近的是南京航空学院研制的采用灯泡作为显示元件的电脑多功能计时、计分大屏幕显示系统。详见南京航空学院学报V01、22、NOlP90-97（1990）。该系统是目前国内较为先进的大屏幕显示系统。它是一种用在体育场（馆）的大型图形显示系统。它由单色汽车灯泡作为发光元件，用多台Z-80单板机对灯泡的开与关状态进行分布控制。该系统在使用中表明，在汉字、西文、计时计分的显示上均符合国际篮、排球等比赛要求，在同类系统中已达到国内先进水平。若进一步提高要求，如彩色图像的实时显示，则该系统就存在着需要改变的不足：（1）无法进行彩色显示，这是因为该系统仅采用了单色灯泡作为单个显示单元;（2）不能进行具有灰度特性的图像显示，这是因为该系统驱动信号仅是对显示灯泡进行开关控制、使显示单元只有两种状态;（3）缺乏实时性，这是因为该系统对常用显示字符进行了预先编码，由显示程序调用，而对无法预知和预先编码的图形或图像信号（如标准电视信号）将无法通过程序调用，因此缺乏实时性，导致应用推广面比较窄。当采用灯泡进行实时彩色图像的显示，必须解决电视信号的帧速与灯泡发光惰性的矛盾，解决连续信号的驱动、基色、灰度电信号的分离和基色、灰度光信号的合成等问题。

    本发明的目的在于提供一种能够实现彩色显示，具有灰度特性图像显示，实时显示的动态图像显示屏幕。

    本发明是由下列措施实现的：本发明即基色灰度分级顺序寻址动态显示屏包括两大部分。一部分是主机房，另一部分是操作间。主机房包括有：视频切换器、编辑主机、外部控制器、视频编辑主切换器、彩色解码器、幅值分级器、模数转换器、同步分离器、锁相环、逻辑控制器和放大发送器。操作间包括有：光电耦合器、脉冲整形器、逻辑控制器、帧存贮器、地址切换器、移位寄存器、锁存器、驱动阵列和灯泡点阵。主机房的连接关系：视频切换器接收由多路电视摄像机摄取视频信号进行选择与切换后，输出视频信号给视频编辑主切换器，同时由编辑主机输出给视频编辑主切换器-视频信号，视频编辑主切换器输出信号给彩色解码器和同步分离器，彩色解码器输出给幅值分级器，幅值分级器输出给模数转换器，模数转换器输出给放大发送器，同步分离器输出两路，一路输出给锁相环，另一路输出给放大发送器，镇相环输出给逻辑控制器10，逻辑控制器输出三路，一路输出给幅值分级器，一路输出给模数转换器，一路输出给放大发送器，外部控制器输出给放大发送器，放大发送器输出给操作间的光电耦合器;操作间的连接关系：光电耦合器接收主机房放大发送器传送来地信号，光电耦合器输出给脉冲整形器，脉冲整形器输出两路，一路输出给帧存贮器，一路输出给逻辑控制器（14），逻辑控制器输出六路，一路输出给帧存贮器、一路输出给地址切换器、一路输出给地址发生器、一路输出给移位寄存器、一路输出给锁存器、一路输出给驱动阵列、地址发生器输出给地址切换器，地址切换器输出给帧存贮器，帧存贮器输出给移位寄存器，移位寄存器输出给锁存器，锁存器输出给驱动阵列，驱动阵列输出给灯泡点阵。该显示屏工作原理：现场彩色电视摄像机提供的多路彩色电视信号，通过视频切换器，确定当前现场显示内容，并传输给视频编辑主切换器，编辑主机产生设定显示字符或图形的彩色电视信号并传输给视频编辑主切换器，操作人员按要求对图象显示字符或图形显示进行切换，把一路彩色视频信号分别传输给彩色解码器和同步分离器，彩色解码器对彩色视频信号进行色彩分解，解出RGB三基色信号并传输给幅值分级器，同步分离器从接收到的彩色视频信号中分离出行、场步信号及奇、偶场识别信号分别传输给锁相环和放大发送器，锁相环产生与行同步信号相位锁定的系统基准时钟，并把基准时钟信号传输给逻辑控制器（10），逻辑控制器（10）对基准时钟信号进行逻辑运算，从而产生系统控制所需的脉冲信号，分别传输到幅值分级器控制幅值分级、模数转换器控制模数转换和放大发送器，幅值分级器在逻辑控制器（10）输出的脉冲控制下对三基色信号进行n级分级，分级后的三基色信号由模数转换器进行采样以转换为数字信号，该三基色数字信号传输给放大发送器，外部控制器按工作人员要求直接输出控制图像存贮及清屏信号，放大发送器分别对模数转换器、同步分离器、外部控制器和逻辑控制器（10）传来的信号进行放大，以便于进行远距离传输，经过远距离传输后的综合信号由光电耦器接收并进行电隔离，并传输给脉冲整形器进行信号波形整形，整形后的信号分成两路，一路数据信号传输给帧存贮器，另一路逻辑控制信号则传输给逻辑控制器（14），由其产生出整个系统所需的各种控制逻辑信号，分别传给帧存贮器、地址切换器、地址发生器、移位寄存器、锁存器和驱动阵列，作为各部分的控制信号，地址发生器根据控制逻辑信号产生帧存贮器所需的地址脉冲进行“读”操作与“写”操作的地址切换，在逻辑控制器14、地址切换器信号控制帧存贮器按一定规律存放高速送来的数据信号，并进行制式转换，制式转换后的显示数据信号在移位寄存器中实现数据串、并转换，以降低信号传输速率，锁存器接收移位寄存器送来的信号，对数据进行暂存，以适应灯泡显示的要求，驱动阵列在锁存器和逻辑控制器（14）信号作用下，产生控制驱动灯泡工作的显示工作信号，并分别传输给灯泡点阵中的各灯泡以完成显示图像、字符或图形。

    本发明与现有技术相比有如下有益效果：彩色显示：这是由于采用了三基色或四色灯泡作为单个显示单元进行整体图像显示，因此，通过控制各灯泡的不同的工作状态（n级）可以得到n3或n4种色彩变化，从而克服了用单色灯泡作为显示单元的不足，实现了彩色显示;（2）具有灰度特性的图像显示：这是因为对单色电视信号进行了n级处理，当n≥2时，即可获得图像的灰度等级，从而克服了现有技术中仅对显示灯泡进行开或关两种状态控制的不足，实现具有灰度特性的图像显示;（3）实时和设定内容显示：这是因为本发明以电视信号为基本输入信号，结合设定的文字与图形功能，可实现现场彩色图像的实时显示和设定内容的显示;（4）可实现任意组合显示：这是因为采用了显示制式转换和分区显示，在满足灯泡动态性能的基础上可以实现以显示单元为单位的任意组合显示;为此该发明可广泛应用于广场、体育场、馆等场合大型电视图象显示和广告记分牌等。

    附图是基色灰度分级顺序寻址动态图像显示屏的结构示意图。

    现结合附图对本明作进一步的描述：本发明包括有编辑主机（2）、外部控制器（3）、放大发送器（11）、驱动阵列（20）、其特征在于它还包括有视频切换器（1）、视频编辑主切换器（4）、彩色解码器（5）、幅值分级器（6）、模数转换器（7）、同步分离器（8）、锁相环（9）、逻辑控制器（10）、放大发送器（11）、光电耦合器（12）、脉冲整形器（13）逻辑控制器（14）、帧存贮器（15）、地址切换器（16）、移位寄存器（18）、锁存器（19），驱动阵列和灯泡点阵。由多路模拟开关组成的视频初换器（1）接收由多路电视摄像机摄取视频信号进行选择与切换后输出视频信号给由多路开关组成的视频编辑主切换器（4）同时由386微机及编辑机组成的编辑主机（2）输给视频编辑主切换器（4）一信号，视频编辑主切换器（4）输出信号给由VCDI解码器制成的彩色解码器（5）和由LM1881制成的同步分离器（8），彩色解码器（5）输出给电压比较器制成的幅值分级器（6），幅值分级器（6）输出给由CA3318、ADC制成的模数转换器（7），模数转换器（7）输出给由功率放大器制成的放大发送器（11），同步分离器（8）输出两路，一路输出给由74HC4046及滤波器制成的锁相环（9），另一路输出给放大发送器（11），锁相环（9）输出给由门电路、触发器和计数器组成的逻辑控制器（10），逻辑控制器（10）输出三路，一路输出给幅值分级器（6），一路输出给模数转换器（7）、一路输出给放大发送器（11），由可编程控制器制成的外部控制器（3）输出给放大发送器（11），放大发送器（11）输出给型号为41N25的光电耦合器（12）、光电耦合器（12）输出给由施密特触发器组成的脉冲整形器（13），脉冲整形器（13）输出两路，一路输出给由四片HM62256制成的帧存贮器（15），一路输出给由门电路和触发器组成的逻辑控制器（14），逻辑控制器（14）输出六路，一路输出给帧存贮器（15），一路输出给由多路数据选择器组成的地址切换器（16），一路输出给由计数器组成的地址发生器（17），一路输出给由74LS164制成的移位寄存器（18），一路由74LS373制成的锁存器（19），一路输出给由可控硅制成的驱动阵列，地址发生器（17）输出给地址切换器（15），帧存贮器（15）输出给移位寄存器（18），移位寄存器（18）输出给锁存器（19）锁存器（19）输出给驱动阵列（20），驱动阵列（20）输出给由灯泡组成的灯泡点阵（21）从而基色灰度分级顺序寻址动态显示屏制成。