OM-LED显示屏消除摩尔纹的解决方案

现有作为电视台新闻或综艺演播室背景的LED显示屏显示点间不发光面积大，亮度高，近距离观看效果差，炫目，成像效果不好，会出现类似水波纹一样的摩尔纹。尤其在以摄像机特写、近景拍摄时，画面会出现严重的摩尔纹现象，且会闪烁，因此现有的LED显示屏作为电视演播室，特别是新闻演播室场景显示存在技术难点，影响了LED显示屏在演播室的推广使用。
例如下面摄像机拍摄的图像上就明显出现了摩尔纹现象。

一、产生摩尔纹的原理
在数码影像中，如果主体中有密纹的纹理，常常会出现莫名其妙的水波一样的条纹和奇怪的色彩，这就是摩尔纹（moiré）。无论是用高级数码摄像机拍摄的影像，或是扫描的影像，均有可能出现该现象。当物体上的细致图样（如织物上的编织纹路，或建筑物上非常靠近的平行线）与成像元件上的图样相重叠时，可产生此现象。如果两个图样重叠，通常会产生另一种新图样。这种新图样通常叫作摩尔波纹。

图中的红/蓝条纹是由两种网格组合形成，这就是摩尔波纹
注意衣服上的红/蓝条纹（它应该是纯灰色）

        简单的说，摩尔纹是差拍原理的一种表现。从数学上讲，两个频率接近的等幅正弦波叠加，合成信号的幅度将按照两个频率之差变化。差拍原理广泛应用到广播电视和通信中，用来变频、调制等。同样，差拍原理也适用于空间频率。空间频率略有差异的条纹叠加，由于条纹间隔的差异、重合位置会逐渐偏移，也会形成差拍。
        如果感光元件CCD（CMOS）像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近，就会产生摩尔纹。要想消除摩尔纹，应当使镜头分辨率远小于感光元件的空间频率。当这个条件满足时，影像中不可能出现与感光元件相近的条纹，也就不会产生摩尔纹了。有些数码摄像机中为了减弱摩尔纹，安装有低通滤波器滤除影像中较高空间频率部分，这当然会降低图像的锐度。低通滤波器其实就是一个表面不是很光滑的透明薄片，作用就是把图像做一点点（非常非常轻微）的模糊，这样可以减少大部分照片画面中可能出现干扰条纹（摩尔纹）的情况。
        胶片记录影像的过程中不存在规律分布的像素，也就没有固定的空间频率，所以也不会出现摩尔纹！

二、LED显示屏摩尔纹产生的原因
LED显示屏是由排列一致的点阵式发光管组成的，整个显示屏不发光面积大，亮度高，形成了类似pattern1的图像。当用成像元器件为CCD或是CMOS的摄像机拍摄时，摄像机形成了类似pattern2的图像，两者重叠，就形成了摩尔纹。

三、减轻或消除摩尔纹的办法
通常对于摩尔纹的处理，可采用以下办法：
1、改变摄像机角度。由于摄像机与LED显示屏的角度会导致摩尔波纹，稍微改变摄像机的角度（通过旋转摄像机）可以消除或改变存在的任何摩尔波纹。
    2、改变摄像机位置。此外，通过左右或上下移动来改变角度关系，可以减少摩尔波纹。
    3、改变焦点。细致图样上过于清晰的焦点和高度细节可能会导致摩尔波纹，稍微改变焦点可改变清晰度，进而帮助消除摩尔波纹。
    4、改变镜头焦长。可用不同的镜头或焦长设定，来改变或消除摩尔波纹。
    5、用软件处理，消除最终影像上出现的任何摩尔波纹。
上述的方法，在某些特定的场合可以适用。但对于电视摄像，特别是电视直播节目，就存在技术问题。因此，必须寻找一种方法来适应电视拍摄直播的需求。

四、OM-LED显示屏消除摩尔纹的办法
针对LED显示屏固有的排列一致的点阵结构，OM-LED显示屏通过对LED显示屏驱动电路的深化设计、独有的控制系统软件的配合，在LED显示屏表面叠加光学膜，改变LED显示屏的表面物理结构，光学膜对离散的LED光点进行放大显示，使LED发光时在由点发光变成面发光，屏幕的空间频率发生变化，最终在光学膜表面形成连续的高清晰图像，达到消除减轻摩尔纹的目的。经过处理使摄像机在任何角度、任何位置、任何焦距都可以拍摄出不产生摩尔纹的还原图像。
技术解决方案：
1、驱动电路的深化设计；
2、独有的控制系统软件；
3、在LED显示屏发光管表面固定一层光学膜；光学膜选用特定比例的膜材料，使其在透光型、色调等方面满足电视摄像要求；发光管所发出的光经光学膜吸光处理、滤除杂光，通过膜表面多层等比例放大后形成连续整体面光，消除了LED发光管的网格效应。

五、OM-LED显示屏优点
1、变焦、特写拍摄无摩尔纹；
2、画面清晰、柔和、细腻；
3、无抖动、水波纹、屏闪等不良现象；
4、色彩逼真、图像还原效果好；
5、整屏亮度一致；
6、低灰度表现优异，无马赛克现象；
7、在各种光照环境下达到色温一致。

六、OM-LED显示屏与普通LED显示屏的拍摄对比
1、目的：
通过对OM-LED显示屏与普通LED显示屏静态、动态图像的拍摄还原，对比两种显示屏在特写、近景、远景拍摄，在不同的拍摄角度的图像还原表现，体现OM-LED显示屏在各种场景、各种拍摄角度消除摩尔纹的优异性。
2、拍摄条件：
显示屏类型：P4表贴三合一、屏幕分辨率256W*128H（由两个箱体组成，其中一个箱体为OM-LED屏，另一个为普通屏），显示屏亮度为20%（原亮度为1800CD/M2）
摄像机型号：池上KH-388
镜头型号：富士 J5a×8B4
3、对比项目：
1) OM-LED显示屏与普通显示屏在特写、近景、远景的图像还原表现；
2) OM-LED显示屏与普通显示屏在特写、近景、远景的图像消除摩尔纹的表现；
3) OM-LED显示屏与普通显示屏在90°、30°、15°拍摄的图像表现
4、测试图像及结论
1) OM-LED显示屏与普通显示屏在特写、近景、远景的图像还原