摘要：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想那樣出現(xiàn)。其實無論從產(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)用戶的實際應用需求選擇。說到底，顯示設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.大屏幕拼接顯示設備的類型、特點、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(jiān)控指揮中心領(lǐng)域應用最廣泛的DLP、LCD、PDP拼接產(chǎn)品。

目前市場上DLP拼接顯示設備分為兩大類，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，針對不同的應用環(huán)境應該如何加以選擇。

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。

DLP拼接數(shù)據(jù)圖像顯示

DLP拼接視頻圖像顯示

LCD拼接數(shù)據(jù)圖像顯示

LCD拼接視頻圖像顯示

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用環(huán)境，這也是LCD和PDP大多被應用于純視頻監(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，可應用于幾乎全部監(jiān)控應用環(huán)境。

而LCD和PDP最大的劣勢在于不可恢復，一旦達到壽命，則意味著報廢。DLP則不同，更換新光源或個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)應用；無法處理網(wǎng)絡計算機屏幕顯示；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準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)控中心會同時建設指揮大廳和應急指揮室，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。針對這種應用環(huán)境，工控機式和嵌入式控制器配套的繁復切換、轉(zhuǎn)換設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)絡化架構(gòu)的分布式圖像控制器無疑是最佳的選擇方案。

4.中達電通圖像拼接控制器的技術(shù)優(yōu)勢

中達電通擁有以上三種圖像控制器產(chǎn)品，產(chǎn)品規(guī)格系列很全面，可為各種不同應用環(huán)境的監(jiān)控大屏提供相應的產(chǎn)品和解決方案。同時，中達電通是大屏幕拼接行業(yè)中最早推出分布式圖像控制器的制造商之一。第一套DVCS分布式圖像控制器系統(tǒng)2009年投入工程使用，至今運行穩(wěn)定。到目前位置，已在國內(nèi)外交通、能源、通訊、軍隊、武警、鐵路、電力、公安等領(lǐng)域的近100個指揮調(diào)度中心、控制室得到成功應用。

中達電通DVCS分布式圖像控制器系統(tǒng)是目前同類產(chǎn)品中功能最全面的，由RGB/DVI處理器、視頻處理器、高清處理器、音頻處理器、SRIS超高分處理器、IPSS流媒體處理器、顯示處理器、控制服務器、網(wǎng)絡交換機、控制管理軟件組成，幾乎涵蓋了大屏幕拼接顯示應用涉及的所有信號源種類，不僅可以處理顯示常規(guī)計算機、復合視頻、高清視頻信號，同時可以處理顯示超高分辨率動態(tài)信號和IP流媒體視頻信號。系統(tǒng)應用拓撲圖如下：

具有以下獨特技術(shù)優(yōu)勢：

• 超強信號處理顯示能力

DVCS控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有輸入信號源在不同地點的任意顯示屏終端上（包括DLP拼接墻、LCD拼接墻、投影機、液晶電視等）任意窗口、任意縮放、任意跨屏、漫游、疊加顯示，任意一個顯示單元內(nèi)可開啟多達64個全實時活動視窗。支持控制室大廳和遠程應急指揮中心多個大屏幕的統(tǒng)一控制、信號源共享顯示。

• 超高分辨率信號處理顯示

DVCS控制系統(tǒng)可實現(xiàn)地理信息（GIS）、衛(wèi)星定位（GPS）、電力監(jiān)控（SCADA）、行車調(diào)度（SIG）等專業(yè)應用的超高分辨率動態(tài)圖像信號在拼接墻上完整、實時顯示，可支持多個超高分辨率動態(tài)圖像同時顯示。

• IP流媒體視頻信號處理顯示

DVCS控制系統(tǒng)可實現(xiàn)H.264、MJPEG、JPEG-2/4等格式IP流媒體視頻直接接入和處理顯示，不需要額外配置解碼器或流媒體服務器等設備，支持CIF、D1、720P、1080P等IP攝像機。支持多路IP視頻以任意大小、任意位置、任意疊加方式多畫面實時顯示。

• 顯示墻互相鏡像功能

DVCS控制系統(tǒng)可實現(xiàn)調(diào)度指揮中心顯示墻與決策室/會商室顯示墻之間的全屏信息同步鏡像顯示，有利于決策室領(lǐng)導決策指揮、同模觀演，有助于指揮中心人員接受指令、準確判斷。

DVCS分布式圖像控制系統(tǒng)中每一個信號源采用一個單獨的處理器，每一路信號都是獨立通道處理及傳輸。處理器采用高性能嵌入式設計，無PC常見故障，即插即用，可靠性高、功耗低、節(jié)能環(huán)保。某一個信號處理器故障只影響該路信號或單元顯示，更換某個處理器不影響系統(tǒng)正常運行。

中達電通的MiNiCON系列嵌入式圖像拼接控制器同樣具有優(yōu)于同類其他產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢，采用Fabric Switch無阻塞式全交換底板架構(gòu)，采用無壓縮、無失真信號實時處理技術(shù)，每通道10G bps數(shù)據(jù)帶寬，是其他產(chǎn)品的2倍。支持 RGB、視頻、高清視頻、3G-SDI信號輸入，所有信號都以60幀/秒速度處理，也是其他產(chǎn)品的2倍，無畫面丟幀，達到更流程的顯示效果。MiNiCON控制器具有分布式通道管理功能，可以按照任意順序排列處理卡，輸出通道與顯示單元可以任意連接，不需要像其他控制器那樣遵循一一對應的連接次序。同時具有信號自動檢測識別功能，新增加信號時只需要用軟件自動檢測一次，系統(tǒng)可保存此信號參數(shù)。支持所有開窗信號實時回顯，支持信號源實時預覽，支持信號窗口文字標注，支持靜態(tài)、自動顯示預案，支持遠程網(wǎng)絡控制、多用戶控制。具有智能監(jiān)測功能，可實時監(jiān)測各部件運行狀態(tài)，具有電源、風扇故障報警，溫度感應報警功能，可根據(jù)故障等級給出信息提示甚至關(guān)斷電源，實現(xiàn)產(chǎn)品自我保護。

MiNiCON控制器的以上獨特優(yōu)勢都遠優(yōu)于其他同類產(chǎn)品，非常適合對信號顯示質(zhì)量要求比較高的用戶應用環(huán)境。

5.大屏幕拼接產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢

大屏幕拼接行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，顯示技術(shù)已日趨成熟，同時還有許多新產(chǎn)品不斷進入這個領(lǐng)域，像前面提到的激光光源、OLED、小間距LED全彩等，也許不久的將來還會有其他不同類型的新產(chǎn)品推出。作為專業(yè)的大屏幕拼接系統(tǒng)制造商，其實力應該不僅僅是用最新的顯示技術(shù)部件組裝個顯示單元、攢個控制器的水準，真正的實力應該體現(xiàn)在核心技術(shù)的掌握，體現(xiàn)在系統(tǒng)顯示和控制功能的不斷提高完善方面，應該具有自主軟硬件產(chǎn)品研發(fā)的能力，具有為用戶提供整體解決方案的能力。這是用戶對大屏拼接系統(tǒng)制造商的要求，也是未來大屏拼接技術(shù)發(fā)展的趨勢。

隨著各行業(yè)用戶監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展、智能化信息化水平不斷提高，各種專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)被應用到各行各業(yè)工作中，豐富了信號監(jiān)視、設備監(jiān)視、過程監(jiān)視的手段。面對越來越多的監(jiān)控對象和監(jiān)控信息，對大屏幕的信息顯示也提出了功能實用性更高、實時仿真能力更強、業(yè)務導向更明確等要求。要求解除監(jiān)控人員整天面對著一大堆數(shù)字、圖表、符號信息的疲勞，和面對一長串信號源列表的繁瑣操作，用更加直觀的圖形化控制界面和形象化畫面呈現(xiàn)，使監(jiān)控人員更輕松、更高效的工作。

中達電通已經(jīng)在這方面開始積極探索研究，并取得初步成果。iPEMS系統(tǒng)是中達電通最新推出的大型物聯(lián)網(wǎng)應用管理系統(tǒng)，可通過實時的模擬/數(shù)字信號獲取、網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)傳輸、海量數(shù)據(jù)存儲、多源數(shù)據(jù)融合與大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)，實現(xiàn)公安交通、能源管理、通信調(diào)度等多行業(yè)的可視化監(jiān)控。iPEMS系統(tǒng)可以把大量底層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控人員可直觀感知的圖像信息，并顯示在大屏幕上，通過形象的柱狀圖、儀表盤等使各項監(jiān)控信息一目了然，在發(fā)生緊急事件時抓住當前最關(guān)鍵的告警信息，對事故的類型、程度和等級進行準確定位，提高指揮調(diào)度決策的有效性。同時為監(jiān)控人員提供直觀的全仿真操作界面。

6.結(jié)語

中達電通作為國內(nèi)最大的專業(yè)大屏幕拼接系統(tǒng)制造商之一，多年來專注于顯示技術(shù)及產(chǎn)品的研究開發(fā)，關(guān)注顯示技術(shù)的發(fā)展和進步，不斷推出最新的顯示產(chǎn)品和圖像控制器產(chǎn)品，分布式圖像控制器系統(tǒng)和嵌入式控制器產(chǎn)品均達到行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平。同時中達電通時刻關(guān)注用戶實際應用需求，持續(xù)進行大屏幕拼接系統(tǒng)解決方案的研發(fā)，力爭更好的服務于用戶監(jiān)控顯示。