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“大屏幕拼接显示系统”解决方案

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武汉大屏拼接显示系统包括图像处理能力较强和显示效果很好的专业投影单元,以及与之配套的多屏拼接控制器,支持单屏、跨屏以及整屏显示,实现图像窗口的缩放、移动、漫游等功能。大屏幕显示系统支持多路RGB画面和视频画面的实时显示,可实现视频监控信号、计算机网络等各种计算机图形信息的综合显示。

系统结构

武汉大屏幕拼接墙设计方案的大屏幕投影系统结构如下图:

 

如系统结构图所描述,整个大屏幕显示系统可以分为三个组成部分:

1.     投影显示部分,3X4组合显示屏。物理上,整套组合显示屏由模块化、标准化、一体化的投影箱体叠加组成。每个封闭式投影箱体均包括DLP投影机和专业背投影屏幕板,投影机和屏幕以背投方式显示图像。

2.     信号处理部分,包括内置图像处理模块、网络图像处理器和RGB/视频矩阵切换器。网络图像处理器连接计算机网络,传输并合成计算机网络图像,以合适的大小、分辨率显示在大屏幕上。矩阵切换器配合内置图像处理器,能够实现RGB/视频监控信号灵活地切换、组合单屏或多屏放大显示到大屏幕上。

3.     控制系统,主要是一套专用的控制软件,负责控制DLP投影机的图像拼接、色彩和显示效果的调整,选择需要显示的信号和图像。控制系统为全中文操作界面,非常方便直观。

n          组合屏具有信号直通显示能力:不单是单屏直通,还能够以MxN组合放大形式直通显示画面,也可以整屏显示画面。

n          整个系统在信号处理上无延时,不单是网络信号,还包括视频信号,尤其是RGB信号。系统能够在大屏上多屏或整屏放大显示实时RGB信号,如播放VCD/DVD信号的笔记本电脑的VGA输出画面,图像不丢帧,保证在系统显示信号能力上的实时性。

n          对于在整屏范围内任意跨屏开窗、鼠标拖拉漫游显示的各类信号图像,显示清晰,无 “花屏” 现象,窗口拖动确保无滞后效应。

n          各种图像显示模式间的切换无黑屏、停顿、抖动现象。

n          信号处理设备上的系统备份能力。不只是在网络图像处理器上通过添加电源模块、输入输出模块进行冗余配置,同时,通过投影单元特有的直通显示功能(内置图像处理器)配合矩阵切换设备,达到系统级的备份。在网络图像处理器出现故障时,仍然能够矩阵切换器把信号显示到大屏幕上。

n          系统控制软件功能强大,操作界面简单实用。功能强大是指在系统安装调试时,软件不但能够控制调整投影机的显示参数,还能够集成其它附加设备,如矩阵切换器,摄像云台控制等。而操作简单是指系统在日常运行时,可以通过简单的模式存储方式切换显示画面,一个简单的模式调用,就能够使投影机、矩阵切换器等相关设备自动完成联动控制,不必分好几步操作。

投影单元

武汉拼接屏幕方案选用先进的新一代DLP投影机作为投影设备。DLP投影机采用全数字化信号处理技术,以DMD(数字微镜器件)作为光阀成像器件,采用数字光处理技术调制计算机和视频信号,驱动DMD光路系统,通过投影透镜获得大屏幕图像。该技术具有图像显示色彩鲜艳、画面清晰、锐利和成像设备无烧坏死、免维护等特点,核心部件(DMD)寿命超过10万小时。上述优势使基于DLP技术的投影机现在已成为大屏幕投影系统的主流机型。目前单台DLP投影机可支持SVGAXGA显示分辨率,多台组合拼接还可实现超高分辨率的显示。

背投单元的性能特点:

A、投影单元

n          采用以DLP为核心技术的一体化投影机,投影单元为箱体式结构,系统扩展方便。

n          采用单片0.7” DMD成像设备,单屏物理分辨率为1024x768,兼容显示分辨率可达1600x1200

n          内置图像处理模块:通过内置图像处理器,不需任何外置图像处理设备就能对图像进行的放大和定位选择显示,直接显示高质量的计算机图形或视频图像。

n          独特的色彩处理电路与软件。投影机内置专用的系统调整组件(电路),包括对比度调整电路、色彩补偿电路、RGB三原色调整电路、亮暗平衡调整电路、以及光源的色彩伽玛矫正,色温的选择等,结合专用控制软件,从而在硬件和软件两个方面对投影机单元和组合显示屏的显示效果进行细致的调节。利用投影机内置对比度调整组件,可以对图像边缘对比度进行调整,以保证投影墙对比度和彩色漂移的一致性;使投影机的对比度一致性达到90%以上,并且对比度可分区调节。DX系列投影机具备强大的色彩补偿功能,不仅能对直接输入信号进行RGB三基色亮平衡,暗平衡进行色彩补偿,而且能对不同特性的光源进行RGB三基色亮平衡,暗平衡进行色彩补偿,使不同投影机的颜色保持一致。

n          细致的图像窗口调节:投影机通过RS232接口对投影机进行拼接控制,控制参数主要有图像水平/垂直位移和放大率。

n          模块化技术。投影机采用模块化设计,易于检修和板卡更换;仅几分钟就能完成灯泡的更换;信号和控制电缆及其接口均安装在箱体内部,保证显示和控制信号的可靠传递,并且节省维修空间,且不影响屏体外表整洁美观。

n          无图像错位:对不同的投影机投射的图像能够保证避免相邻屏幕间图像的错位。由于投影单元采用箱体式结构,可以保证相邻箱体间在图像投射光路上的完全无交叉干扰。为了保证拼接图像文字的不错位,还需要从上下左右调整图像的位置和大小,这些都可以通过调整图像的行列起点、行宽度和列高度来实现。

n          水平刷新频率为:15~100KHz,垂直刷新频率为:24~120Hz,像素带宽为160MHZ

n          单屏亮度550ANSI流明,光源寿命6000小时,亮度均匀性大于90%,无明显暗角。

n          输入信号:

n          每台投影单元具有1路复合Video输入/1路复合Video输出,2路模拟RGB输入,1DVI数字RGB输入/1DVI数字RGB输出。

n          输入端口支持:

n          模拟RGBRGB输入,可自动适应分离同步、复合同步或绿同步信号,传输距离大于40米。1600x12001280 x 1024; 1024 x 768; 800 x 600; 640 x 480

n          视频:包括PALNTSCSECAM在内的全制式信号

n          数字RGB:支持TDMS格式数字RGB信号。

n          配置2RS232接口,11出。所有投影机的RS232接口通过串接,统一连接到控制计算机,实现集中控制。

n          可靠性强,平均无故障时间MTBF大于20000小时。

n          可支持24小时连续运行。

n          工作稳定可靠,故障率低,寿命长,经长时间工作后图像质量(亮度、色彩、拼接等)不会发生明显变化。

n          每个投影单元耗电小于200瓦,重量约为70Kg(包括箱体)

 

B、内置图像处理模块

n          具有独特的内置图像处理模块。通过内置图像处理器,不需任何外置图像处理设备就能对图像进行的放大和定位选择显示,直接显示高质量的计算机图形或视频图像。

n          XGA 内置图像处理器具有图像信号的单屏直通显示和多屏拼接功能。

n          内置图像处理模块支持全制式视频输入信号,包括PALNTSCSECAM,以及各种制式的高清晰电视信号。

n          内置图像处理模块支持各种分辨率的计算机图像信号(640 x 480~1600 x 1200)。

n          采用卷积技术,能任意放大图像且显示无马赛克效应。

n          结合RGB/视频矩阵切换器和控制软件,内置图像处理器可以使组合大屏幕同时显示更多的计算机信号和视频信号。

 

投影屏幕

投影单元的特点:

n          采用高对比度、宽视角与投影机一体化的箱体式屏幕;

n          投影屏幕为多层复合玻璃屏,使用维护方便;

n          屏幕能清晰显示分辨率从640x4801600x1200的图像,非线性失真率小于0.1%

n          屏幕亮度均匀性大于90%

n          屏幕增益大于1.7

n          屏幕水平视角大于160度,垂直视角大于80度。

n          屏幕具有较好的热胀冷缩性能,屏幕之间的物理拼缝小于0.5mm。拼接后的整屏无凸凹现象,并保证任何情况下屏与屏间的拼缝在外观上是横平竖直;

n          采用封闭式箱体结构,避免了整个投影系统相邻屏幕投射光路的相互干扰。

 

多屏拼接控制系统

在大屏幕投影系统中,多屏拼接控制系统作为系统信号处理的核心,在很大程度上决定了整个系统的显示效果,显示质量,操作的灵活性以及可靠性。网络图像处理器,用以拼接多个局域网上的应用系统图形和多路实时的视频图像;结合投影机内置图像处理器的特点,与RGB/视频矩阵切换器配合,在大屏幕上实现多路独立视频/计算机图像的组合放大显示。

 

投影机内置图像处理器与矩阵切换器的配合显示:

在每台投影机内部,都有一块独特的图像处理模块。整个大屏幕显示系统中,多块图像处理模块组成一套功能强大的内置图像处理系统。这些模块能够根据图像的拼接组合和大小,自动对输入的信号进行分割和放大显示。如对于一个2X2拼接图像,在无需任何外加处理设备的情况下,视频图像或计算机图形,可以直接显示在整个2X2大屏上,而实际上,每块屏只显示其中的四分之一画面。从而达到单屏直通显示或多屏拼接显示的效果。内置图像处理器由于采用的多模块分布式并行处理模式,比外置的专用图像处理器性能更强,实时性更好,系统更可靠(每个投影机的内置处理模块可以分别更换,而不影响其它投影机的显示)。

同时,通过内置图像处理器,图像的拼接和组合操作简单方便,用户只需通过控制软件以简单的拖拉方式就可实现图像的单屏或放大多屏显示。

利用投影单元的内置图像处理器,结合RGB矩阵切换器和,能够非常方便地实现RGB信号和视频信号的显示,在组合屏上任意显示多窗口画面,无延时、无抖动。

 

使用RGB矩阵切换器,并配合DLP内置图像处理器,显示系统具备以下特点:

可以直接输入计算机的RGB信号。对于没有网络连接的计算机,或者一些特殊信号源,如笔记本电脑,在需要把图像投射到大屏幕上时,可以利用矩阵切换器非常方便地建立信号连接和切换。

对于通过网络传输比较困难的活动视频图像,如网络上某台计算机正在播放的VCD/DVD信号,通过网络传输并由网络图像处理器合成显示到大屏幕上,是很难实现的。因为,作为活动图像,在网络上传输时,会给计算机网络产生非常大的压力,甚至会使网络负担过重而瘫痪。替代的方案是,将播放活动图像的计算机RGB信号直接连接到矩阵切换器上,并由矩阵切换器输出到大屏幕上显示。

RGB矩阵切换器配合内置图像处理器,能够在不增加成本的前提下,提供RGB计算机信号的高质量直通显示。直通信号的显示数量和模式将更加灵活。RGB矩阵切换器,可以作为网络图像处理器的一种经济方便的备份方案。在网络图像处理器出现问题,或网络本身出现故障,无法通过网络显示计算机信号时,可以将需要显示在大屏幕上的计算机信号,直接输入到矩阵切换器,由矩阵切换器实现信号的分配和组合显示。这样,就能非常方便、有效地实现信号处理系统的备份。同时,矩阵切换器的切换控制可以通过系统控制软件进行集中控制。

 

彩色单工图像处理器

当需要在单屏上同时显示两路以上视频信号时,应当配制多画面处理器, 在本方案中,根据需要配置彩色单工图像处理器两台。

四摄像机彩色单工图像处理器,可观察并录制多个摄像机的图像,并以其超出一般产品的性能及成本引起了专业保安人士的注意。单工功能可使系统在以完整尺寸录制所有摄像机图像的同时,显示实时的单个摄像机图像。在回放时,可选择所有摄像机中的任意摄像机或多个摄像机的自动格式显示。单工图像处理器还具有动态时间分配合成功能,这个特有的动态探测技术可优先录制看到活动图像的摄像机,它自动提供当前的近似于实时的录像并保证图像画面的细节。 AD单工图像处理器还提供一个视频输出端口,称之为呼叫监视器,还有 RS-232遥控连接器,完整的报警功能,易于使用的屏幕菜单及其他功能。单工图像处理器的画面处理技术使多画面的录制及显示简单且经济。

 

系统控制软件

n          用户可以远程控制多屏拼接控制器的图形拼接,画面组合。主要功能如下:

n          远程控制多屏拼接控制器的网络图形。控制多屏拼接控制器调用远程网络图形,并以合适的大小和位置显示画面。用户只需在虚拟大屏中移动、拖放网络图形窗口,就可以改变大屏上显示的网络图形的大小和位置。通过选择左下角的网络信号源,用户可以选择并连接远程网络信号源。

n          远程控制多屏拼接控制器的视频图像。控制多屏拼接控制器输入的信号源,并以合适的大小和位置显示画面。用户只需在虚拟大屏中移动、拖放视频窗口,就可以改变大屏上显示的视频画面的大小和位置。通过选择左下角的视频信号源,用户可以选择并开窗显示视频图像。

n          远程控制多屏拼接控制器的RGB图形。控制多屏拼接控制器输入的信号源,并以合适的大小和位置显示画面。用户只需在虚拟大屏中移动、拖放RGB图形窗口,就可以改变大屏上显示的RGB图形的大小和位置。通过选择左下角的RGB信号源,用户可以选择并开窗显示RGB图形。

n          具有实时反馈功能。在多屏拼接控制器上的任何改动,如用户通过网络远程鼠标移动了大屏上的信号窗口位置、大小,都将实时反馈到控制界面(虚拟屏)上。用户在控制界面(虚拟屏)上对远程信号源窗口的任何改变,如拖动、缩放,也都将实时反应在大屏幕上。

n          附加控制。还能控制附加的视频矩阵切换器和RGB矩阵切换器。以及云台等外围设备。

n          具有视频图像预览功能。在切换并显示视频信号之前,用户可以利用视频预览功能,察看摄象视频信号的位置及其图像质量和状态。

 

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