嵌入式拼接控制器技術(shù)應(yīng)用分析

中國(guó)電子視像行業(yè)協(xié)會(huì)大屏幕投影顯示分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)趙漢鼎先生說(shuō)過(guò)，“拼接墻不是可有可無(wú)的，而是可以大大地提高工作效率。比如在公共交通調(diào)度部門(mén)，使用拼接墻可以同時(shí)顯示很多畫(huà)面，從而對(duì)各個(gè)路段的交通狀況都一目了然，便于指揮調(diào)度。”可見(jiàn)，拼接墻在指揮調(diào)度等大型部門(mén)與場(chǎng)所正發(fā)揮著重要的作用。

目前，大屏幕拼接系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于展覽會(huì)館、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、新聞中心、電視臺(tái)演播廳、氣象臺(tái)、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、娛樂(lè)廣場(chǎng)、軍隊(duì)作戰(zhàn)指揮中心、交通指揮系統(tǒng)、公安110指揮系統(tǒng)、電力調(diào)度、防汛調(diào)度、購(gòu)物中心、銀行、戶外廣告等。由于每個(gè)行業(yè)情況不同，應(yīng)用的方式各有特點(diǎn)。另外，不同類(lèi)型的拼接墻也都具備各自不同的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也有各自的特定需求環(huán)境。因此，應(yīng)用發(fā)展中伴隨著產(chǎn)品的發(fā)展，未來(lái)拼接墻方向發(fā)展如何，都與應(yīng)用密切相關(guān)。

　　嵌入式拼接方式為大勢(shì)所趨

　　目前市面上的大屏幕拼接墻基本上有三種不同的拼接方式：一是PCI插卡式;二是外拖拼接控制器方式;三是嵌入式。

　　PCI插卡式的工作原理是通過(guò)工控機(jī)，利用一塊多屏拼接卡，先將一個(gè)完整的視頻圖像分割成MХN個(gè)子視頻信號(hào)，再將這些子視頻信號(hào)分別傳送給拼接幕墻上的各個(gè)對(duì)應(yīng)單元，實(shí)現(xiàn)大屏幕顯示的目的。但是由于工控機(jī)的計(jì)算能力有限，目前一臺(tái)性能最好的工控機(jī)也只能實(shí)現(xiàn)4Х4的拼接，限制了拼接的單元數(shù)。

　　外拖拼接控制器又可以稱(chēng)為大屏幕拼接器、電視墻控制器或電視墻拼接器，其主要功能是將一個(gè)完整的圖像信號(hào)劃分成N塊后分配給N個(gè)視頻顯示單元(如背投單元)，完成用多個(gè)普通視頻單元組成一個(gè)大屏幕。它可以支持多種視頻設(shè)備的同時(shí)接入，達(dá)到拼接幕墻的功能要求。之所以稱(chēng)為外拖，是因?yàn)檫@類(lèi)拼接幕墻分為兩個(gè)獨(dú)立的部分，一部分是顯示部分，這可以由普通的背投單元如背投電視機(jī)組成;另一部分是這臺(tái)拼接控制器，它的功能是實(shí)現(xiàn)多個(gè)物理輸出組合成一個(gè)分辨率疊加后的顯示輸出，使屏幕顯示一幅圖畫(huà)。

　　這種拼接控制器實(shí)現(xiàn)方法各異，它可以采用嵌入式，也可以采用插卡式，或者兩種均有。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它像是畫(huà)面分割器，只不過(guò)是將之放大后分割而已，所以它一般安裝方便，接線也相對(duì)簡(jiǎn)單，也沒(méi)有很多模塊設(shè)備等優(yōu)點(diǎn);但缺點(diǎn)也是很明顯的，例如一旦其中某一路發(fā)生故障時(shí)，很難檢修;各個(gè)單元之間色調(diào)，行場(chǎng)相位等很難調(diào)整，圖像質(zhì)量差等。

　　嵌入式拼接幕墻的工作原理是各個(gè)拼接單元擁有獨(dú)立的視頻處理模塊，通過(guò)矩陣將完整的信號(hào)輸送到各個(gè)單元，并各自進(jìn)行視頻處理，分割出自己應(yīng)該顯示的那一部分，并將這一部分信號(hào)放大后顯示，實(shí)現(xiàn)大屏幕拼接顯示的目的。由于是各自處理，所以拼接的單元數(shù)理論上可以是無(wú)限的。

　　因此，PCI插卡式拼接與嵌入式拼接的基本區(qū)別在于前者將母信號(hào)分割后，必須把每一個(gè)子信號(hào)都進(jìn)行放大處理，而后者只將自己應(yīng)該顯示的那一部分進(jìn)行放大處理，因此前者的運(yùn)算量大，分辨率由計(jì)算機(jī)及對(duì)應(yīng)的PCI卡決定;后者運(yùn)算量小，分辨率由自身嵌入式處理模塊決定。

　　嵌入式拼接控制器技術(shù)應(yīng)用

　　一直以來(lái)液晶拼接屏都不是單獨(dú)使用，液晶拼接屏單屏使用就跟一般顯示器沒(méi)什么區(qū)別了。所以液晶拼接屏使用過(guò)程中常常要用到嵌入式拼接控制器。一般來(lái)說(shuō)，嵌入式拼接控制器很少出現(xiàn)方案中，能夠接觸的只有技術(shù)安裝人員。今天小編為大家分享資深技術(shù)對(duì)嵌入式拼接控制器介紹。

　　嵌入式拼接器也被叫作“拼接器”“液晶拼接器”“大屏幕拼接器”“內(nèi)置拼接器”“背部小書(shū)包”“拼接處理器”。它是基于液晶屏信號(hào)驅(qū)動(dòng)板上增加的運(yùn)算分割技術(shù)，其工作原理先將一個(gè)完整的原始畫(huà)面?zhèn)魉椭列盘?hào)運(yùn)算處理器，運(yùn)算處理器以ID地址編碼器的方式開(kāi)始鎖定各自在母畫(huà)面中的位置，以二進(jìn)制BCD碼順序排列(BCD水平坐標(biāo)：從左至右，和BCD垂直坐標(biāo)：從上至下)開(kāi)始運(yùn)算切割成多個(gè)子畫(huà)面，處理器將各自運(yùn)算好的數(shù)據(jù)直接輸送給液晶驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板將色彩、亮度、對(duì)比度等參數(shù)調(diào)校后以LVDS方式傳送至LCDIC成像器形成圖像。由于嵌入式拼接器采用硬件架構(gòu)數(shù)字圖形處理技術(shù)每次只處理一種類(lèi)型信號(hào)，所以不需要強(qiáng)大的CPU核心來(lái)運(yùn)算多通道信號(hào)。簡(jiǎn)單的單畫(huà)面拼接功能為一些只需要大畫(huà)面顯示的客戶提供了非常靈活的方便，到目前配置液晶拼接屏?xí)r都有著無(wú)可替代的地位。

　　但這種內(nèi)拼式拼接器只是單元內(nèi)部顯示像素的處理，結(jié)果是合成顯示圖像，不能解決信號(hào)高分辨率拼接和任意位置任意大小多窗口信號(hào)處理，更多的應(yīng)用是在單一信號(hào)的宣傳顯示屏和按單元或相鄰單元拼接的簡(jiǎn)單多畫(huà)面處理應(yīng)用上使用，在高端多窗口信號(hào)的控制室，還是與一代的PCI工控式拼接控制器結(jié)合使用。

　　另外，因?yàn)榍度胧狡唇涌刂破魇羌冇布軜?gòu)，所以無(wú)Windows操作系統(tǒng)，不死機(jī)、無(wú)黑屏、無(wú)花屏現(xiàn)象，采用獨(dú)創(chuàng)主板總線設(shè)計(jì);單體最大支持144路高清信號(hào)輸入和144個(gè)顯示單元輸出，無(wú)需級(jí)聯(lián);支持RGB、高清視頻YpbPr、DVI、復(fù)合視頻等多種視頻信號(hào)源輸入，同時(shí)支持超高清DVI信號(hào)的輸入(4Kx2K);總線帶寬可達(dá)到180G;采用獨(dú)創(chuàng)主板總線設(shè)計(jì)，支持對(duì)輸入信號(hào)字符疊加，方便在大屏幕上識(shí)別每一個(gè)窗口;至少支持一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多顯示模式及縮放，漫游，亮度，對(duì)比度，飽和度，色調(diào)，銳度，靜幀等顯示效果控制;支持RS232串口和網(wǎng)絡(luò)TCP/IP控制，支持BSV-PDU處理器控制軟件，且完全開(kāi)放控制協(xié)議(具備級(jí)聯(lián)控制BSV-PDU矩陣及其他第三方矩陣功能);支持RGB和DVI同時(shí)輸出，支持輸出通道雙備份，支持輸出通道邏輯二次編程支持多種視頻輸入模式;而且嵌入式拼接控制器控制系統(tǒng)應(yīng)用具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，平均無(wú)故障時(shí)間大于50000小時(shí)，具備電源冗余備份，對(duì)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件要采取一定的保護(hù)方案，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行;嵌入式拼接控制器系統(tǒng)完成任意顯示模式間的切換時(shí)間不大于2秒，各個(gè)場(chǎng)景模式可以定時(shí)切換。

　　嵌入式拼接控制器主要應(yīng)用于一般顯示要求，也是目前最流行的液晶拼接屏配置器件。當(dāng)然，其還是可以被外置圖像處理器取代，也不能支持液晶拼接屏畫(huà)中畫(huà)、開(kāi)窗漫游。不過(guò)購(gòu)買(mǎi)液晶拼接屏之前還是有必要了解嵌入式拼接控制器。