大屏幕拼接控制器產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)

　　大屏幕拼接產(chǎn)品分為顯示設備和圖像處理控制器，顯示設備受限于核心顯示部件制造商(例如DLP機芯、LCD面板等)的制約，各廠(chǎng)家之間已沒(méi)有太大的差異，大屏幕拼接顯示系統功能的最終差異越來(lái)越多的取決于圖像處理控制器系統(包括硬件和軟件)的性能。本文主要介紹中達電通幾種圖像控制器的技術(shù)特點(diǎn)及應用。

　　1.引言

　　以往針對大屏幕拼接產(chǎn)品的探討大多集中在顯示設備上，比如DLP與LCD拼接的技術(shù)比較，DLP與PDP、LCD與PDP拼接的技術(shù)比較等，曾有人預言L(fǎng)CD窄邊拼接的出現會(huì )對DLP拼接形成巨大威脅，事實(shí)上這種局面并沒(méi)有像預想那樣出現。其實(shí)無(wú)論從產(chǎn)品技術(shù)層面上還是應用層面上，這幾種產(chǎn)品沒(méi)有太多的可比性，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，各有各的顯示特點(diǎn)，可根據用戶(hù)的實(shí)際應用需求選擇。說(shuō)到底，顯示設備只是大屏幕拼接系統中的一個(gè)組成部分，而拼接系統整體顯示功能的實(shí)現，更多的是依賴(lài)于系統中的圖像處理和控制部分。

　　2.大屏幕拼接顯示設備的類(lèi)型、特點(diǎn)、應用技術(shù)對比

　　大屏幕拼接顯示設備歷經(jīng)近二十年的發(fā)展，從最初單一的DLP拼接，到如今的DLP、LCD、PDP拼接各分天下，再算上最新的OLED、小間距LED，可謂精彩紛呈。這里我們主要討論在監控指揮中心領(lǐng)域應用最廣泛的DLP、LCD、PDP拼接產(chǎn)品。

　　目前市場(chǎng)上DLP拼接顯示設備分為兩大類(lèi)，UHP光源和LED光源，UHP光源又分為單燈和雙燈，LED光源又分為3×1光源和3×6光源。至于激光光源，由于技術(shù)尚不成熟，各大光機制造商沒(méi)有推出正規產(chǎn)品，目前市場(chǎng)上出現的激光光源DLP，是一些DLP單元廠(chǎng)家更換光源自行改造的，其穩定性、實(shí)用性尚待考證。DLP最大的優(yōu)勢在于無(wú)縫拼接，0.5mm的物理拼接是LCD、PDP拼接無(wú)法達到的。以往被認為是DLP最大缺點(diǎn)的壽命和色輪損耗，隨著(zhù)LED光源的使用已不再成為問(wèn)題。

　　LCD拼接產(chǎn)品則全部來(lái)源于三星、LG、SHARP三家的液晶面板，技術(shù)上沒(méi)有差別，各廠(chǎng)家不同的只是單元箱體設計和圖像處理模塊，LCD拼接目前最小物理拼縫是5.3mm，其最大的優(yōu)勢在于價(jià)格。

　　PDP拼接產(chǎn)品則是韓國歐麗安獨一家，目前最大單元是60英寸，物理拼縫2mm。

　　這三種產(chǎn)品的特點(diǎn)對比用下面的對比表進(jìn)行說(shuō)明，從對比中用戶(hù)就可以了解到，針對不同的應用環(huán)境應該如何加以選擇。

　　三種產(chǎn)品特點(diǎn)對比

　　從上表中我們可以看出，三種產(chǎn)品的光源壽命不相上下，三星LCD分辨率有標清和高清，LG和SHARP只有標清，PDP的分辨率低于標清。單屏尺寸上DLP具有一定優(yōu)勢，這意味著(zhù)相同的拼接面積，需要的DLP單元數量可以最少，拼縫線(xiàn)條最少，而且單屏尺寸大更有利于用戶(hù)的監控觀(guān)看。物理拼縫上DLP同樣具有優(yōu)勢，≤0.5mm幾乎無(wú)縫的拼接，使圖像的放大顯示，以及計算機數據信號的顯示呈現更好的觀(guān)看效果。而在這一點(diǎn)上，LCD則有很大不足，過(guò)寬的拼縫會(huì )使數據圖像的線(xiàn)條被掩蓋或混淆。PDP的分辨率太低，不適合計算機信號的顯示。

　　從以上照片可以看出，LCD拼接上圖像被放大后的顯示呈現很?chē)乐氐母盍迅杏X(jué)，并使監控人員不容易看出拼縫之處是否有數據線(xiàn)條。由此可見(jiàn)LCD和PDP更適合單屏顯示一個(gè)視頻畫(huà)面的應用環(huán)境，這也是LCD和PDP大多被應用于純視頻監控環(huán)境的原因。而DLP的無(wú)縫拼接適合所有信號源的任意顯示，可應用于幾乎全部監控應用環(huán)境。

　　大屏幕拼接控制器產(chǎn)品及市場(chǎng)發(fā)展

　　而LCD和PDP最大的劣勢在于不可恢復，一旦達到壽命，則意味著(zhù)報廢。DLP則不同，更換新光源或個(gè)別部件后就相當于一臺新設備。

　　3.大屏幕拼接控制器產(chǎn)品及市場(chǎng)發(fā)展

　　再來(lái)看看圖像處理控制器產(chǎn)品，目前市場(chǎng)上有工控機PCI總線(xiàn)式、純硬件嵌入式、分布式三種圖像控制器。

　　工控機PCI總線(xiàn)式控制器的架構是工控機插入輸入/輸出板卡，工控機一般采用市場(chǎng)上成熟產(chǎn)品如研祥、研華等，圖像處理板卡主要采用幾個(gè)主流國外廠(chǎng)家產(chǎn)品。IPC的性能決定了系統支持的通道數和穩定性，圖像處理板卡的性能決定了圖像品質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是基于Windows或Linux系統，可運行用戶(hù)的應用程序，可直接作為底圖機使用，實(shí)現超高分辨率信號顯示;具有網(wǎng)絡(luò )抓屏功能，可通過(guò)與用戶(hù)計算機聯(lián)網(wǎng)，安裝拷屏客戶(hù)端軟件，抓取用戶(hù)計算機屏幕上屏顯示。缺點(diǎn)是PC加操作系統的架構使其穩定度有限，容易出現宕機和軟件故障;受IPC性能及插槽限制能夠支持的信號輸入數量有限，支持的大屏拼接規模有限;受限于總線(xiàn)帶寬致使信號處理能力有限，較多信號源同時(shí)處理時(shí)(特別是計算機信號源，及超高分辨率信號)很難達到全部信號實(shí)時(shí)顯示。

　　嵌入式控制器采用全硬件設計，利用FPGA芯片作為影像處理的主要器件，利用底板交換方式進(jìn)行數據交換，用嵌入式軟件實(shí)現影像處理。圖像品質(zhì)取決于FPGA設計水平，尤其是視頻信號處理(de-interlacing，Scaling，色彩等)，整體性能(單元開(kāi)窗數、幀速率、拼接規模)取決于底板交換能力。其優(yōu)點(diǎn)是不需運行Windows/Linux操作系統，不存在計算機軟件病毒問(wèn)題;數據處理實(shí)時(shí)性好于PCI總線(xiàn)式，圖形處理板卡支持熱插拔，意外斷電不會(huì )造成數據損失，可經(jīng)受頻繁開(kāi)關(guān)機。缺點(diǎn)是只能滿(mǎn)足RGB/DVI信號、視頻信號采集與處理的簡(jiǎn)單系統應用;無(wú)法處理網(wǎng)絡(luò )計算機屏幕顯示;無(wú)法處理超高分辨率信號顯示，需要借助底圖機。底圖機可以是一臺工控機或上述PCI總線(xiàn)式控制器，插入一定數量輸出板卡，用戶(hù)的應用程序在工控機或PC式控制器上運行，輸出信號連接到嵌入式控制器的多個(gè)輸入端口。這種控制器同樣存在支持信號輸入數量有限、支持拼接規模有限的問(wèn)題。

　　分布式是一種全新架構的圖像控制器，基于IP網(wǎng)絡(luò )交換技術(shù)，信號采集輸入和輸出采用獨立的處理器，所有信號處理器通過(guò)標準CAT6網(wǎng)線(xiàn)與交換機連接。圖像品質(zhì)和整體性能(單元開(kāi)窗數、幀速率)取決于信號處理器芯片和編解碼設計水平。其優(yōu)點(diǎn)是所有信號被分散到各個(gè)獨立通道處理及傳輸，突破了PCI總線(xiàn)帶寬和底板交換能力有限的瓶頸，所有信號可達到實(shí)時(shí)顯示;可接入的信號源數量、支持的大屏拼接規模幾乎沒(méi)有限制，只取決于交換機規模;信號可被遠距離傳輸，實(shí)現異地遠程分布式信號輸入及輸出顯示，布線(xiàn)簡(jiǎn)單可靠。缺點(diǎn)是目前價(jià)格偏高。

　　隨著(zhù)用戶(hù)監控信號源數量的增多、大屏拼接規模的大型化，以及顯示功能的更高要求，工控機式和嵌入式控制器在一些應用環(huán)境就顯得力不從心，而分布式圖像控制器的優(yōu)越性被越來(lái)越多的體現出來(lái)。例如在一些監控中心會(huì )同時(shí)建設指揮大廳和應急指揮室，以及其他的會(huì )議室、會(huì )商室等，每個(gè)地方都有各自的顯示屏和各自的信號源，要求幾個(gè)地方可以單獨使用各自信號源和大屏，也可以共享所有信號源進(jìn)行調用顯示，甚至同步顯示。針對這種應用環(huán)境，工控機式和嵌入式控制器配套的繁復切換、轉換設備以及龐大的布線(xiàn)工程，會(huì )是令用戶(hù)和集成商都很頭疼的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò )化架構的分布式圖像控制器無(wú)疑是最佳的選擇方案。