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(jī)芯、LCD面板等)的制約，各廠家之間已沒(méi)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(lái)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(dá)電通幾種圖像控制器的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用。

　　1.引言

　　以往針對(duì)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(huì)對(duì)DLP拼接形成巨大威脅，事實(shí)上這種局面并沒(méi)有像預(yù)想那樣出現(xiàn)。其實(shí)無(wú)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(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(jù)用戶的實(shí)際應(yīng)用需求選擇。說(shuō)到底，顯示設(shè)備只是大屏幕拼接系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，而拼接系統(tǒng)整體顯示功能的實(shí)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(diǎn)、應(yīng)用技術(shù)對(duì)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(chǎng)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(jī)制造商沒(méi)有推出正規(guī)產(chǎn)品，目前市場(chǎng)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(shí)用性尚待考證。DLP最大的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)縫拼接，0.5mm的物理拼接是LCD、PDP拼接無(wú)法達(dá)到的。以往被認(rèn)為是DLP最大缺點(diǎn)的壽命和色輪損耗，隨著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，各廠家不同的只是單元箱體設(shè)計(jì)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(shì)在于價(jià)格。

　　PDP拼接產(chǎn)品則是韓國(guó)歐麗安獨(dú)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(duì)比用下面的對(duì)比表進(jìn)行說(shuō)明，從對(duì)比中用戶就可以了解到，針對(duì)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(diǎn)對(duì)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(shì)，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(shì)，≤0.5mm幾乎無(wú)縫的拼接，使圖像的放大顯示，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)的顯示呈現(xiàn)更好的觀看效果。而在這一點(diǎn)上，LCD則有很大不足，過(guò)寬的拼縫會(huì)使數(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(jì)算機(jī)信號(hào)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(jué)，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(jiàn)LCD和PDP更適合單屏顯示一個(gè)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(wú)縫拼接適合所有信號(hào)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(chǎng)發(fā)展

　　而LCD和PDP最大的劣勢(shì)在于不可恢復(fù)，一旦達(dá)到壽命，則意味著報(bào)廢。DLP則不同，更換新光源或個(gè)別部件后就相當(dāng)于一臺(tái)新設(shè)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(jī)PCI總線式、純硬件嵌入式、分布式三種圖像控制器。

　　工控機(jī)PCI總線式控制器的架構(gòu)是工控機(jī)插入輸入/輸出板卡，工控機(jī)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(guó)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(diǎn)是基于Windows或Linux系統(tǒng)，可運(yùn)行用戶的應(yīng)用程序，可直接作為底圖機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)超高分辨率信號(hào)顯示;具有網(wǎng)絡(luò)抓屏功能，可通過(guò)與用戶計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，安裝拷屏客戶端軟件，抓取用戶計(jì)算機(jī)屏幕上屏顯示。缺點(diǎn)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(jī)和軟件故障;受IPC性能及插槽限制能夠支持的信號(hào)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(hào)處理能力有限，較多信號(hào)源同時(shí)處理時(shí)(特別是計(jì)算機(jī)信號(hào)源，及超高分辨率信號(hào))很難達(dá)到全部信號(hào)實(shí)時(shí)顯示。

　　嵌入式控制器采用全硬件設(shè)計(jì)，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(shù)據(jù)交換，用嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)影像處理。圖像品質(zhì)取決于FPGA設(shè)計(jì)水平，尤其是視頻信號(hào)處理(de-interlacing，Scaling，色彩等)，整體性能(單元開(kāi)窗數(shù)、幀速率、拼接規(guī)模)取決于底板交換能力。其優(yōu)點(diǎn)是不需運(yùn)行Windows/Linux操作系統(tǒng)，不存在計(jì)算機(jī)軟件病毒問(wèn)題;數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性好于PCI總線式，圖形處理板卡支持熱插拔，意外斷電不會(huì)造成數(shù)據(jù)損失，可經(jīng)受頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)。缺點(diǎn)是只能滿足RGB/DVI信號(hào)、視頻信號(hào)采集與處理的簡(jiǎn)單系統(tǒng)應(yīng)用;無(wú)法處理網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)屏幕顯示;無(wú)法處理超高分辨率信號(hào)顯示，需要借助底圖機(jī)。底圖機(jī)可以是一臺(tái)工控機(jī)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(jī)或PC式控制器上運(yùn)行，輸出信號(hào)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(hào)輸入數(shù)量有限、支持拼接規(guī)模有限的問(wèn)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(hào)采集輸入和輸出采用獨(dú)立的處理器，所有信號(hào)處理器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)CAT6網(wǎng)線與交換機(jī)連接。圖像品質(zhì)和整體性能(單元開(kāi)窗數(shù)、幀速率)取決于信號(hào)處理器芯片和編解碼設(shè)計(jì)水平。其優(yōu)點(diǎn)是所有信號(hào)被分散到各個(gè)獨(dú)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(hào)可達(dá)到實(shí)時(shí)顯示;可接入的信號(hào)源數(shù)量、支持的大屏拼接規(guī)模幾乎沒(méi)有限制，只取決于交換機(jī)規(guī)模;信號(hào)可被遠(yuǎn)距離傳輸，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程分布式信號(hào)輸入及輸出顯示，布線簡(jiǎn)單可靠。缺點(diǎn)是目前價(jià)格偏高。

　　隨著用戶監(jiān)控信號(hào)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(jī)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(lái)越多的體現(xiàn)出來(lái)。例如在一些監(jiān)控中心會(huì)同時(shí)建設(shè)指揮大廳和應(yīng)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(hào)源，要求幾個(gè)地方可以單獨(dú)使用各自信號(hào)源和大屏，也可以共享所有信號(hào)源進(jìn)行調(diào)用顯示，甚至同步顯示。針對(duì)這種應(yīng)用環(huán)境，工控機(jī)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(huì)是令用戶和集成商都很頭疼的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的分布式圖像控制器無(wú)疑是最佳的選擇方案。