基于網(wǎng)絡(luò )化傳輸的分布式圖像拼接控制系統的解決方案

　　視訊事業(yè)部數碼顯示系統產(chǎn)品處 徐明松

　　隨著(zhù)文明的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大屏幕顯示設備以其卓越的性能和突出的顯示效果在越來(lái)越多的行業(yè)部門(mén)得到了應用。一套顯示系統能正常運行離不開(kāi)控制系統的支持。本文主要以交通行業(yè)為應用背景介紹一套基于網(wǎng)絡(luò )數字化傳輸的分布式圖形控制系統(簡(jiǎn)稱(chēng)DVCS控制系統)。

　　引言：

　　軌道交通行業(yè)涉及到鐵路、地鐵、輕軌、電氣化鐵路、高速磁懸浮鐵路等。在這些領(lǐng)域有一個(gè)共同點(diǎn)，即都要涉及到調度、信息集中顯示等需求，控制中心作為軌道交通運行管理和維護的部門(mén)，需要時(shí)刻地監控整個(gè)線(xiàn)路的運行狀況。為了保障軌道交通線(xiàn)路持續高效的運作，并能滿(mǎn)足及時(shí)處理各種突發(fā)事件，以及迅速根據相關(guān)信息做出決定等需要，大屏幕顯示系統就成為一個(gè)很好的信息顯示平臺。它可以更好地幫助相關(guān)部門(mén)進(jìn)行調度、維護、管理、以及應急指揮等，大大提升交通運輸管理水平，打造一個(gè)數字化路網(wǎng)自動(dòng)控制系統的平臺，更能適應大城市軌道交通的發(fā)展需要。

　　面對著(zhù)各種復雜的信號和多變的應用需求，選擇一套合適的控制系統顯得很重要。本文會(huì )以對比的方式介紹DVCS控制系統的技術(shù)實(shí)現方式、原理以及其應用優(yōu)勢。

　　一、 傳統的控制系統

　　1. 內置畫(huà)面拼接系統

　　無(wú)論是DLP設備還是新一代的LCD設備，它們都有內置圖形拼接處理功能。我們以DLP單元為例，早期由于圖形控制系統成本較高，設備較昂貴。我們更多的是利用矩陣的1對多的信號輸出功能提供信號，再利用光機的內置圖像處理功能實(shí)現畫(huà)面的全屏顯示、疊加顯示。但是光機的輸入接口數量有限且無(wú)法增加，而且同時(shí)只能有2-3路信號一起顯示在屏幕上。這對于視頻監控為主的公安交通行業(yè)是遠遠不夠的。

　　2. 集中式控制系統

　　隨著(zhù)制造業(yè)的發(fā)展、科技的前進(jìn)以及成本的下降，多屏圖形卡進(jìn)入到了市場(chǎng)并逐步成為大屏幕控制系統的主要配件。通過(guò)輸入-輸出卡的板卡式結構，我們可以將很多信號以更加靈活的方式顯示到拼接墻上。目前我們已經(jīng)在很多的公安交通行業(yè)采用這樣的控制方式。

　　3. 嵌入式控制系統

　　在集中式控制系統盛行于大屏幕拼接行業(yè)的同時(shí)，不少廠(chǎng)家開(kāi)始著(zhù)手研發(fā)硬件式的控制器。此類(lèi)應用的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)操作系統;基于硬件接口;擴展方便;成本低。很快，越來(lái)越多的項目開(kāi)始導入這種控制方式，當然在沒(méi)有很復雜的應用時(shí)，這套系統還是很受廠(chǎng)家和用戶(hù)的歡迎。

　　二、 DVCS的優(yōu)勢在哪

　　1、 分布式控制系統產(chǎn)生的背景

　　分布式系統產(chǎn)生得益于三方面的技術(shù)因素：網(wǎng)絡(luò )編解碼技術(shù)日趨成熟、交換機的帶寬逐漸增加、視頻的處理技術(shù)越來(lái)越高。

　　不難理解，因為是基于網(wǎng)絡(luò )的控制系統，所以分布式對網(wǎng)絡(luò )帶寬的要求比較重要。我們現在有工業(yè)級的交換機，它的帶寬可以達到1000M/口，我們還有機架式交換機，它的帶寬更高。以公安交通行業(yè)為例，這樣就可以保證大量的攝像頭信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接入到監控系統中。同時(shí)，它的傳輸媒介是網(wǎng)線(xiàn)，傳輸距離增加了，抗干擾能力增加了，施工布線(xiàn)更方便了而這些是傳統的控制系統做到的。分布式就這樣成為了眾多企業(yè)追捧的對象，成為了拼接控制行業(yè)的新寵兒!

　　2、 分布式控制系統的結構

　　3、 分布式控制系統的組成

　　我們可以看下上面那張拓撲圖上。用戶(hù)的電腦信號、復合視頻信號、高清視頻信號、音頻信號……是通過(guò)一個(gè)個(gè)處理器接入到交換機的，和顯示單元連接的是顯示處理器?？刂齐娔X和服務(wù)器也需要接入到交換機。信號經(jīng)過(guò)處理器實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )編碼的過(guò)程，當用戶(hù)有需求將某一路信號在大屏幕上制定位置顯示時(shí)，顯示處理器負責解碼，而我們的服務(wù)器負責控制它的顯示方式。很顯然，控制部分和信號部分是獨立并行工作，各司其職，自然事半功倍。

　　4、 分布式控制系統的優(yōu)勢應用

　　1) 數字化網(wǎng)絡(luò )傳輸

　　和傳統的控制系統相比，分布式系統的布線(xiàn)以網(wǎng)線(xiàn)為主，簡(jiǎn)單而且方便。傳統的RGB線(xiàn)纜、DVI線(xiàn)纜都有傳輸距離的限制超過(guò)了30米以后就會(huì )出現信號質(zhì)量下降，畫(huà)面抖動(dòng)、閃爍問(wèn)題，需要增加其他外設補償信號，從而降低了圖像的真實(shí)性，很難滿(mǎn)足用戶(hù)對信號質(zhì)量的高需求。特別是監控系統，遠端信號傳輸已經(jīng)過(guò)一次轉換，如果再進(jìn)行數/模轉換，就會(huì )大大降低信號強度。這就給需要通過(guò)信號進(jìn)行調度指揮的用戶(hù)帶來(lái)諸多不便。

　　采用分布式只需要將信號源接入網(wǎng)絡(luò )，在網(wǎng)絡(luò )帶寬滿(mǎn)足的情況下可以保證遠距離傳輸，而且保證色彩還原度。

　　2) 可擴展性強

　　當需要有其他的信號接入到控制系統，我們只需要將這一路信號通過(guò)處理器接入到網(wǎng)絡(luò )就可以了。我們完全不必擔心會(huì )影響到其他信號的顯示，也不需要對系統進(jìn)行重新設定。這樣的操作可以完全在其他應用正在進(jìn)行的時(shí)候進(jìn)行。

　　3) 功耗低

　　每個(gè)處理器的功耗只有10w,更加環(huán)保和健康。

　　4) 支持高分辨率信號顯示

　　分布式控制系統支持最大102400*7680的信號顯示，可以方便公安、交通部門(mén)的高分辨率GPS定位圖顯示到顯示墻上。

　　5) 兼容網(wǎng)絡(luò )視頻流顯示

　　公安交通行業(yè)以視頻信號為主，近幾年網(wǎng)絡(luò )攝像頭技術(shù)越來(lái)越成熟并且被廣泛應用。分布式控制系統也與時(shí)俱進(jìn)充分發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò )化數字處理的技術(shù)優(yōu)勢，目前，我們可以很自豪地說(shuō)，市場(chǎng)上的大多數攝像頭都可以兼容我們的系統。

　　6) 信號源共享支持多屏幕控制

　　加入交換機的信號可以被多個(gè)網(wǎng)內的顯示墻共享。同時(shí)分布式系統支持一套系統控制多套顯示設備，其獨特的B/S架構控制軟件更增加了操作者的使用便捷性。無(wú)須安裝客戶(hù)端軟件，只需要在瀏覽器上輸入服務(wù)器的IP就可以使用軟件。兼容windows，unix，ios等多個(gè)操作系統。

　　三、 分布式的未來(lái)

　　21世紀是網(wǎng)絡(luò )的時(shí)代，是數字的時(shí)代，是高分辨率的時(shí)代。我們不需要擔心分布式系統的未來(lái)，當然我們需要謹記：與時(shí)俱進(jìn)，繼往開(kāi)來(lái)，讓分布式系統更加完善，為我們的用戶(hù)提供豐富多彩的解決方案。讓我們的顯示系統因此而更加閃亮!