大屏幕拼接產(chǎn)品分為顯示設(shè)備和圖像處理控制器，顯示設(shè)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，各廠家之間已沒有太大的差異，大屏幕拼接顯示系統(tǒng)功能的最終差異越來越多的取決于圖像處理控制器系統(tǒng)(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)特點及應(yīng)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(shè)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(yù)言LCD窄邊拼接的出現(xiàn)會對DLP拼接形成巨大威脅，事實上這種局面并沒有像預(yù)想那樣出現(xiàn)。其實無論從產(chǎn)品技術(shù)層面上還是應(yīng)用層面上，這幾種產(chǎn)品沒有太多的可比性，各有各的優(yōu)缺點，各有各的顯示特點，可根據(jù)用戶的實際應(yīng)用需求選擇。說到底，顯示設(shè)備只是大屏幕拼接系統(tǒng)中的一個組成部分，而拼接系統(tǒng)整體顯示功能的實現(xiàn)，更多的是依賴于系統(tǒng)中的圖像處理和控制部分。

　　2.大屏幕拼接顯示設(shè)備的類型、特點、應(yīng)用技術(shù)對比

　　大屏幕拼接顯示設(shè)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(jiān)控指揮中心領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的DLP、LCD、PDP拼接產(chǎn)品。

　　目前市場上DLP拼接顯示設(shè)備分為兩大類，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，各大光機制造商沒有推出正規(guī)產(chǎn)品，目前市場上出現(xiàn)的激光光源DLP，是一些DLP單元廠家更換光源自行改造的，其穩(wěn)定性、實用性尚待考證。DLP最大的優(yōu)勢在于無縫拼接，0.5mm的物理拼接是LCD、PDP拼接無法達到的。以往被認(rèn)為是DLP最大缺點的壽命和色輪損耗，隨著LED光源的使用已不再成為問題。

　　LCD拼接產(chǎn)品則全部來源于三星、LG、SHARP三家的液晶面板，技術(shù)上沒有差別，各廠家不同的只是單元箱體設(shè)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)品的特點對比用下面的對比表進行說明，從對比中用戶就可以了解到，針對不同的應(yīng)用環(huán)境應(yīng)該如何加以選擇。

　　三種產(chǎn)品特點對比

　　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(biāo)清和高清，LG和SHARP只有標(biāo)清，PDP的分辨率低于標(biāo)清。單屏尺寸上DLP具有一定優(yōu)勢，這意味著相同的拼接面積，需要的DLP單元數(shù)量可以最少，拼縫線條最少，而且單屏尺寸大更有利于用戶的監(jiān)控觀看。物理拼縫上DLP同樣具有優(yōu)勢，≤0.5mm幾乎無縫的拼接，使圖像的放大顯示，以及計算機數(shù)據(jù)信號的顯示呈現(xiàn)更好的觀看效果。而在這一點上，LCD則有很大不足，過寬的拼縫會使數(shù)據(jù)圖像的線條被掩蓋或混淆。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(xiàn)很嚴(yán)重的割裂感覺，并使監(jiān)控人員不容易看出拼縫之處是否有數(shù)據(jù)線條。由此可見LCD和PDP更適合單屏顯示一個視頻畫面的應(yīng)用環(huán)境，這也是LCD和PDP大多被應(yīng)用于純視頻監(jiān)控環(huán)境的原因。而DLP的無縫拼接適合所有信號源的任意顯示，可應(yīng)用于幾乎全部監(jiān)控應(yīng)用環(huán)境。

　　大屏幕拼接控制器產(chǎn)品及市場發(fā)展

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

　　3.大屏幕拼接控制器產(chǎn)品及市場發(fā)展

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

　　工控機PCI總線式控制器的架構(gòu)是工控機插入輸入/輸出板卡，工控機一般采用市場上成熟產(chǎn)品如研祥、研華等，圖像處理板卡主要采用幾個主流國外廠家產(chǎn)品。IPC的性能決定了系統(tǒng)支持的通道數(shù)和穩(wěn)定性，圖像處理板卡的性能決定了圖像品質(zhì)。其優(yōu)點是基于Windows或Linux系統(tǒng)，可運行用戶的應(yīng)用程序，可直接作為底圖機使用，實現(xiàn)超高分辨率信號顯示;具有網(wǎng)絡(luò)抓屏功能，可通過與用戶計算機聯(lián)網(wǎng)，安裝拷屏客戶端軟件，抓取用戶計算機屏幕上屏顯示。缺點是PC加操作系統(tǒng)的架構(gòu)使其穩(wěn)定度有限，容易出現(xiàn)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(shù)量有限，支持的大屏拼接規(guī)模有限;受限于總線帶寬致使信號處理能力有限，較多信號源同時處理時(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時顯示。

　　嵌入式控制器采用全硬件設(shè)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行數(shù)據(jù)交換，用嵌入式軟件實現(xiàn)影像處理。圖像品質(zhì)取決于FPGA設(shè)計水平，尤其是視頻信號處理(de-interlacing，Scaling，色彩等)，整體性能(單元開窗數(shù)、幀速率、拼接規(guī)模)取決于底板交換能力。其優(yōu)點是不需運行Windows/Linux操作系統(tǒng)，不存在計算機軟件病毒問題;數(shù)據(jù)處理實時性好于PCI總線式，圖形處理板卡支持熱插拔，意外斷電不會造成數(shù)據(jù)損失，可經(jīng)受頻繁開關(guān)機。缺點是只能滿足RGB/DVI信號、視頻信號采集與處理的簡單系統(tǒng)應(yīng)用;無法處理網(wǎng)絡(luò)計算機屏幕顯示;無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總線式控制器，插入一定數(shù)量輸出板卡，用戶的應(yīng)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輸入端口。這種控制器同樣存在支持信號輸入數(shù)量有限、支持拼接規(guī)模有限的問題。

　　分布式是一種全新架構(gòu)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標(biāo)準(zhǔn)CAT6網(wǎng)線與交換機連接。圖像品質(zhì)和整體性能(單元開窗數(shù)、幀速率)取決于信號處理器芯片和編解碼設(shè)計水平。其優(yōu)點是所有信號被分散到各個獨立通道處理及傳輸，突破了PCI總線帶寬和底板交換能力有限的瓶頸，所有信號可達到實時顯示;可接入的信號源數(shù)量、支持的大屏拼接規(guī)模幾乎沒有限制，只取決于交換機規(guī)模;信號可被遠距離傳輸，實現(xiàn)異地遠程分布式信號輸入及輸出顯示，布線簡單可靠。缺點是目前價格偏高。

　　隨著用戶監(jiān)控信號源數(shù)量的增多、大屏拼接規(guī)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(yīng)用環(huán)境就顯得力不從心，而分布式圖像控制器的優(yōu)越性被越來越多的體現(xiàn)出來。例如在一些監(jiān)控中心會同時建設(shè)指揮大廳和應(yīng)急指揮室，以及其他的會議室、會商室等，每個地方都有各自的顯示屏和各自的信號源，要求幾個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行調(diào)用顯示，甚至同步顯示。針對這種應(yīng)用環(huán)境，工控機式和嵌入式控制器配套的繁復(fù)切換、轉(zhuǎn)換設(shè)備以及龐大的布線工程，會是令用戶和集成商都很頭疼的問題，網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的分布式圖像控制器無疑是最佳的選擇方案。