1、第 一 章 大屏顯示系統設計大屏顯示系統不僅包含用來視頻圖像顯示的大屏顯示部分，還包括解碼控制等產品，本章重點介紹大屏顯示系統中的大屏顯示部分，其中以介紹LCD大屏和DLP大屏為主。大屏顯示系統建設的總體目標是：系統充分考慮到先進性、可靠性、經濟性、可擴充性和可維護性等原則，建成一套采用先進成熟的技術、遵循布局設計優良、設備應用合理、界面友好簡便、功能有序實用、升級擴展性好的液晶大屏幕拼接系統，以達到滿足大屏幕圖像和數據顯示的需求。1.1 大屏顯示系統結構根據前章視頻綜合平臺的設計，海康威視大屏拼接系統能與視頻綜合平臺無縫對接，獲得最佳效果，下圖為大屏顯示系統結構圖。圖1. 大屏顯示系統結構圖

2、整個大屏系統可以分為以下幾個部分：1 / 23u 前端信號接入部分?？低暤拇笃溜@示系統支持各類型信號的接入，如模擬攝像機、高清數字攝像機網絡攝像機等信號，除接入遠端攝像機之外還能接入本地的VGA信號及DVD信號以及有線電視信號等，滿足用戶所有信號類型的接入。u 解碼、控制部分前端攝像機信號接入視頻綜合平臺之后，可由視頻綜合平臺對各種信號進行解碼和控制，并輸出到大屏顯示屏幕上，并可通過在控制主機上安裝的拼接控制軟件實現對整個大屏顯示系統的控制與操作，實現上墻顯示信號的選擇與控制。u 上墻顯示部分大屏顯示系統支持BNC信號，VGA信號，DVI信號，HDMI信號等多種信號的接入顯示，通過控制軟件對

3、已選擇需要上墻顯示的信號進行顯示，通過視頻綜合平臺可實現信號的全屏顯示，任意分割，開窗漫游，圖像疊加，任意組合顯示，圖像拉伸縮放等一系列功能。1.2 系統組成1) 顯示屏配置LCD屏或DLP評，根據需求選擇尺寸，9塊，工程專用，設備具備足夠的亮度、使用壽命、穩定性。2) 支架底座支架底座支撐固定液晶工程屏。LCD液晶屏需配置9個模塊化框架，3個基座；DLP屏需配置3個基座。3) 視頻綜合平臺1套，海康威視視頻綜合平臺拼接處理器支持多屏幕信號拼接、漫游、疊加控制設備。4) 視頻傳輸線纜9條，將高清視頻傳輸到液晶屏上面顯示。1.3 系統功能整個大屏顯示系統以海康威視頻綜合平臺作為拼接控制單元，視頻

4、綜合平臺支持多種視頻輸入、輸出業務板，同時提供高速網絡接口，接入本地局域網，可以接入前端網絡攝像機的網絡視頻數據、模擬視頻信號、其他業務系統計算機顯示信號或網絡遠程桌面，通過視頻綜合平臺內部拼接控制功能，利用視頻綜合平臺強大的數據處理能力，實現圖像的拼接和漫游操作。視頻綜合平臺提供DVI、HDMI等多種高清數字輸出接口，連接大屏拼接顯示系統，實現多種視頻信號的高清輸出顯示。高清顯示功能見“6.3主要效果展示”。1.4 LCD大屏1.4.1 LCD大屏介紹LCD是液晶顯示器（Liquid Crystal Display）的簡稱，它利用了液晶的電光效應，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產

5、生不同灰度層次及豐富色彩的靚麗圖像。 液晶是一種介于固體和液體之間的特殊物質，它是一種有機化合物，常態下呈液態，但是它的分子排列卻和固體晶體一樣非常規則，因此取名液晶，它的另一個特殊性質在于，如果給液晶施加一個電場，會改變它的分子排列，這時如果給它配合偏振光片，它就具有陰止光線通過的作用（在不施加電場時，光線可以順利透過），如果再配合彩色濾光片，改變加給液晶電壓大小，就能改變某一顏色透光量的多少。 液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態，液晶材料的

6、作用類似于一個個小光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當液晶顯示器中的電極產生電場時，液晶分子就會產生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規則的折射，然后經過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。目前，LCD液晶顯示單元常用的尺寸有46寸、47寸、55寸、60寸等，它可以根據客戶需要任意拼接，采用背光源發光，物理分辯率可以輕易達到高清標準，液晶屏功耗小，發熱量低，且運行穩定，維護成本低。LCD大屏單元組成的拼接墻具有低功耗、重量輕、壽命長、無輻射、安裝方便快捷、占用空間較小等優點。1.4.2 LCD大屏亮點1) 高亮度常規電視、電腦顯示器等顯示設備亮度值介于250300cd/m

7、8;之間，?？低曇壕唇悠恋牧炼戎到橛?50800cd/m²之間。高亮度保證了畫面顯示質量，可以更加真實反映出信號源的畫面質量。普通顯示方案 海康威視高端顯示方案?？低昄CD高亮度對比圖2) 高對比度?？低曇壕唇悠恋膶Ρ榷雀哌_2000：14500：1。高對比度可以更有效的凸顯畫面本身的層次感，畫面過度更顯細膩，有助于觀看者有效捕捉到畫面中的每一個細節。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案?？低昄CD高對比度對比圖3) 快速響應真正8ms響應時間，有效消除畫面的拖尾現象，畫面更加流暢，更佳的適應高速動態畫面顯示。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案?？低昄CD快速響應對比圖4)

8、 超寬視角水平、垂直178°的超寬視角，站在任意角度觀看視覺效果均保持良好。卓越的顯示性能在組成超大拼接大屏幕墻時顯示效果尤佳，有利于用戶處于各個角度看到一致的圖像效果。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案海康威視LCD超寬視角對比圖5) 超窄邊結構海康威視液晶拼接屏雙邊綜合拼縫僅為3.5-5.3mm。6) DCDI技術?？低曇壕э@示單元采用高端圖像處理芯片，可實現移動畫面邊緣并且可調節每個像素周邊應該插入的像素點，即DCDi (Directional Correlational Deinterlacing)技術，利用該技術可以做到每個場景中的所有像素點總是和周圍的像素點相統一，即使

9、是在圖像邊緣的像素點的填充上也能做到合二為一從而消除圖像邊緣的條文或鋸齒狀的東西。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案?？低昄CD DCDI技術對比圖7) 超窄邊結構TrueLife真色增強技術?？低暡捎酶叨孙@示芯片來加強圖像高頻的質量，利用其TrueLife Enhancement技術來識別圖像的細節轉換，如皮膚細紋，斑點或頭發。這些細節的處理使得畫面看起來更清晰更生動。避免了傳統的peaking filter技術所帶來的躁點、鋸齒、干擾等問題。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案海康威視LCD真色增強技術對比圖8) 動態自適應降噪技術?？低暡捎玫母叨孙@示芯片利用動態自適應降噪技術來減少躁

10、點，同時又不產生污點，真實的還原了圖像原有的面貌。 普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案?？低昄CD動態自適應降噪技術對比圖9) 串色抑制技術串色抑制（Cross color suppression）利用動態檢測器技術來有選擇性的對靜態畫面進行短暫濾波，并利用圖像存儲技術對被要求存儲的色度進行存儲。使用此技術后，在顏色交錯變化的場景：如平鋪的屋頂，交叉圖案的衣服，樹葉場景等，不再出現多余的雜色。普通顯示方案 ?？低暩叨孙@示方案海康威視LCD串色抑制技術對比圖1.4.3 LCD大屏效果LCD大屏效果展示圖如下：注：效果圖僅供參考注：效果圖僅供參考注：效果圖僅供參考1.5 視頻綜合平臺主要功能1

11、.5.1 多種輸入/輸出1）支持網絡編碼視頻輸入、VGA信號輸入，數字矩陣交換和網絡IP矩陣交換輸出。2） 支持DVI/HDMI/VGA接口輸出，整機最大支持256路D1/128路720P/64路1080P解碼輸出；BNC整機最大可支持1792路D1/896路720P/448路1080P的解碼能力。1.5.2 解碼上墻1）支持實時視頻解碼上墻，用戶可以用鼠標直接拖拽樹形資源上的監控點到解碼窗口中，完成該監控點實時視頻的解碼上墻處理。2）支持歷史錄像回放視頻解碼上墻，用戶可查詢前端設備或中心存儲錄像，并將播放的錄像視頻直接拖拽到解碼窗口中，立刻進行該監控點當前回放視頻的解碼上墻功能。3）支持動態

12、解碼上墻云臺控制功能，在監控點實時視頻進行解碼上墻時，用戶對解碼窗口進行選中后，點擊云臺控制操作盤進行云臺控制操作。4）支持多畫面分割，解碼窗口支持多畫面分割，能夠支持1、4、9、16等多種分割模式。1.5.3 拼控管理1）支持大屏拼接功能，系統支持模數混合矩陣接入，能夠實現模數混合矩陣解碼板大屏拼控功能，通過鼠標框選的方式，快速的將多個獨立的解碼窗口拼接成一個大屏，適用于高清畫面等需要重點監控的視頻。2）支持開窗漫游功能，整機滿配最大可實現448個漫游窗口顯示，漫游窗體圖像可以疊加和自由調節位置和大小，滿足更多用戶個性化圖像解碼上墻的需要。1.5.4 報警上墻1）支持單屏報警上墻，用戶可以在

13、獨立的監視屏或拼接大屏中進行報警上大屏配置，當計劃內的報警產生時能夠在配置的大屏中進行報警上墻功能，整個配置可按監視屏配置多個報警，各個監視屏可獨立配置。2）支持報警場景切換，用戶可以單獨配置一個報警場景，當該報警場景上配置的報警觸發時，電視墻自動切換到報警場景中，并進行相應的視頻解碼上墻顯示。1.5.5 超高分辨率顯示功能1）支持PGIS、GIS、CAD等高分辨率矢量圖類的地圖及圖片實現高分辨率上墻顯示； 支持至少一億分辨率像素的圖像實現上墻顯示，地圖、軟件提供至少每秒10幀的顯示效果，視頻提供至少25幀顯示效果。1.5.6 級聯擴展功能1）視頻綜合平臺可通過功能模塊進行擴展，實現各種視頻接

14、入的業務需求，同時視頻綜合平臺可擴展智能視頻分析業務，實現各種智能視頻分析功能，如跨線檢測、流量統計、進入區域、物品放置拿取等。2）支持多臺視頻綜合平臺進行級聯擴展，擴展模式可采用光纖級聯板或IP網絡擴展方式。使用光纖級聯板將多臺視頻綜合平臺進行連接，傳輸非壓縮視頻數據，保證了視頻的高質量和控制的低延時。1.6 主要效果展示1.6.1 單屏顯示組合大屏的每個單元單獨顯示一路視頻畫面，每個單元的視頻信號可以任意切換（顯示效果如下圖所示）。單屏顯示示意圖1.6.2 整屏顯示整個大屏顯示一路完整的視頻圖像，顯示的圖像可以是復合視頻（PAL或NTSC）、VGA、RGB、BNC、S-Video、YPbP

15、r/YCbCr、DVI/HDMI。拼接顯示示意圖1.6.3 任意分割組合顯示以一個屏為單元可任意1、4、9、16路畫面分割顯示。分割顯示示意圖1.6.4 圖像疊加漫游可以將任意一個或者多個信號疊加到其他信號之上顯示，并且可以隨意移動，進行漫游。疊加顯示示意圖1.6.5 圖像半透明混合處理可將任意一個信號疊加到其他信號（地圖）之上，圖像透明度可調，即可以看到實圖像又不覆蓋其他信號。半透明顯示示意圖1.6.6 圖像拉伸可將一個信號在整個屏幕墻上隨意縮放。圖像拉伸顯示示意圖1.6.7 LOGO/OSD顯示在不占用視頻輸入的情況下，可通過網絡在任意單元上以任意大小顯示任意多幅靜止圖像，也可以是LOGO

16、信息或地圖?？稍谌我鈫卧我馕恢蔑@示適量字庫文本信息，文字透明度可調。OSD顯示示意圖1.6.8 網絡抓屏可通過網絡將遠端電腦的操作界面投射到電視墻上(例如將客戶端操作投像到大屏顯示)。網絡抓屏顯示示意圖1.7 視頻綜合平臺亮點1.7.1 全面的高清監控應用由于受到成本的限制，高清在視頻監控行業一直未得到有效地應用。而現在芯片技術及壓縮算法的發展，高清的視頻監控產品逐漸興起，并立刻受到了視頻監控重要應用領域的重視，如公安、交通、司法等。視頻綜合平臺集成了高清視頻監控系統應用中高清編碼、高清數字矩陣、高清圖像輸出、高清圖像多級級聯控制等功能，實現了高清視頻監控從采集、傳輸、編碼、切換控制到顯示的

17、全面應用。高清視頻監控的應用具有顯著的優勢：1) 圖像清晰度更高、細節更加清楚傳統的標清分辨率的圖像對于多數的監控場景，基本上無法對細節進行分辨。而當發生案件時，從錄像資料中很難對監控現場涉案的人員、物品準確認定，不具備很好的對偵破工作的指導性和法律質證能力。在一些重要的監控場所，應采用高清攝像機獲取高清晰度的監控畫面，更能清楚地呈現監控原貌。2) 監控目標覆蓋范圍更廣、提高監控效能在傳統的標清監控技術構架下，為了保證監控的覆蓋率，盡可能的減少監控死角，需要安裝部署相當規模數量的監控攝像機，監控系統規模不斷擴大，從幾百路向成千上萬路甚至數十萬路的規模發展。如此規模龐大的監控資源，在同一時間里卻

18、只有極少部分能夠得到實時的監控，而絕大多數監控圖像被無差別的記錄保存下來，從而形成了海量級的視頻錄像數據資料。而這些規模龐大的錄像資料中也僅有極少部分因可能與某些已知的事件相關聯而被備份以外，其他的錄像信息則不斷的被新的錄像數據所覆蓋。這就是典型的傳統監控系統大規模、高成本、低效率的建設應用現狀。在高清監控技術構架下，單臺高清攝像機能夠相當于幾臺普通攝像機的監控覆蓋面，且圖像分辨率更高、信息量更豐富，因此采用高清監控可以非常有效的縮減系統規模，節省傳輸鏈路和設備，從而減少總體建設成本，高清監控技術將推動視頻監控系統建設應用向著集約化、效能化轉變。3) 高清攝像機能實現數字PTZ功能高清攝像機不

19、僅提升了圖像清晰度，使得數字PTZ功能得以體現，也就是在整幅大圖像中對某個局部細節進行放大或移動。而且這種大范圍整幅圖像監控拍攝，不會錯過監控范圍內的任何情況，給日后的調閱查證提供了有效手段。同時由于數字PTZ方式沒有機械移動部件，設備也更經久耐用。4) 有利于圖像識別和智能視頻分析的應用圖像識別和智能分析技術一直未能得到業界普遍期待的大規模應用，主要原因是識別的精確度離用戶的期待還有不小的差距，而圖像的分辨率則是影響識別精確度的主要因素。1.7.2 無阻塞雙交換背板視頻綜合平臺采用無阻塞背板設計的數字視頻高速交換總線和千兆以太網交換總線。數字視頻高速交換總線用于傳輸非壓縮的視頻數據，保證視頻

20、的低延時和高質量的性能，以太網總線用于傳輸編碼后的視頻數據，實現視頻數據的存儲、預覽、回放等應用。無阻塞背板設計如下圖所示：圖2. 視頻綜合平臺雙交換構架雙交換技術的特點：1) 支持模擬、數字和網絡視音頻信號的接入，通過視頻綜合平臺實現視音頻信號的大規模集中處理和應用；2) 模擬信號經A/D轉換后進入高速交換總線和編碼處理，通過高速交換總線，進行視音頻信號的矩陣切換和信號無損級聯；通過編碼芯片編碼后進入以太網交換總線，實現視頻圖像的網絡傳輸和視頻存儲等應用；3) 數字信號直接進入數字高速交換總線和編碼芯片，實現數字視音頻信號的矩陣切換和信號無損級聯；通過編碼芯片編碼后經以太網交換總線實現網絡視

21、頻圖像傳輸和視頻存儲等應用；4) 網絡信號通過以太網總線經解碼芯片解碼后，切換輸出顯示。1.7.3 高性能編解碼能力視頻編解碼的核心技術是視頻壓縮算法、SOC（DSP+ARM）和FPGA技術。DSP用于對音視頻編解碼處理， ARM運行嵌入式Linux OS及應用程序，管理各種外設接口，負責數據通信；FPGA主要用于對高清視頻接口標準數據與DSP之間進行適配處理。視頻綜合平臺采用高性能編解碼芯片，DSP擁有足夠的資源對高清圖像數據進行編碼運算，能實現高密度的4CIF、HD720P、1080p或UXGA 200萬高清圖像的25幀編碼H.264視頻編碼。1.7.4 支持模塊化功能組合視頻綜合平臺采用插拔式模塊化、機架式設計，由主機箱（含交換背板）、主控板、冗余電源、插拔式散熱模塊、級聯擴展板、各類視音頻輸入輸出