LCD大屏幕拼接显示方案

1、大屏幕拼接系统技术方案 一、概述1.1 系统概述大屏幕显示系统是使工作人员获得各种信息的最后环节，它的功能和效果直接影响到信息的可视化程度和决策的成效，也直接影响整个管理系统的效能的发挥。大屏幕拼接系统建设的总体目标是：系统充分考虑到先进性、稳定性、实用性、集成性、可扩展性和经济性等原则，建成一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接系统，以达到既能满足大屏幕图像和数据显示的需求。本系统中，我公司根据客户需求，提供46寸液晶屏22拼接控制解决方案。该方案结合目前最先进的显像技术，满足特殊行业用户的使用要求。本方案，选用4块L

2、CD46,结合我公司生产的纯硬件拼接控制器LCD20040404等设备組成大屏幕投影显示解决方案。1.2 设计依据大屏幕显示系统的设计依据包括： 大屏幕显示系统招标要求； 系统的组成及其功能、性能； 大屏幕显示系统各设备功能和性能； 大屏幕显示系统相关标准。1.3 设计原则为最终使用户满意，大屏幕显示系统应遵循如下设计原则： 实用性系统能满足各种现实和潜在的需求，且达到满意的效果。 可靠性系统能提供长时间的连续运行，且稳定可靠。 先进性系统的功能和性能达到同档次显示系统的先进水平。 持续性选用的高质量液晶显示单元和控制器，保证系统的显示效果长久不变。 经济性在满足需求的情况下，使系统建设和使用

3、投入的成本尽量小。 方便性系统的调整、使用简单易行，用户操作界面友好，操作过程简捷，经短时培训即可操作使用。二、系统体系结构2.1大屏幕显示系统的体系结构模拟图 如下图所示：2.2 系统主要设备系统主要包含以下设备： 液晶显示单元根据空间情况采用46寸液晶显示屏。 拼接控制器将各种输入信号在对应实际液晶显示单元上进行显示区域布局、图像大小调整、图像合成和图像分割。2.3 系统主要指标大屏幕显示系统的主要指标如下： 液晶显示单元尺寸单屏显示面积为1018mmx579mm（46寸超窄边） 显示通道数量4路，4块46寸液晶显示单元，2X2拼接 视频图像显示通道数同时显示4路实时的图像，根据需要而定

4、计算机图文显示通道数同时显示4路实时的计算机图像，根据需要而定三、系统功能要求建设超窄边液晶大屏幕显示系统一套，并与其它视频系统衔接整合以满足决策的显示功能。大屏幕显示系统主要包括图像处理能力较强和显示效果很好的液晶显示单元，以及与之配套的多屏拼接控制器。支持单屏、跨屏以及整屏显示，实现图像窗口的缩放、移动、漫游等功能。通过液晶显示单元对图像独特的处理方式，体现在多路信息的同步显示能力、系统的超强稳定工作能力和强大的软件支持能力上。通过液晶显示系统的集成化功能来满足显示技术要求。大屏幕显示系统支持多路RGB画面、视频画面的实时显示, 应满足基本应用要求：1、 整个液晶显示屏幕具有高分辨率、高亮

5、度、高对比度等特点，色彩还原真实，在室内正常的环境光条件下屏幕能够显示清晰明亮的图形/图像效果，单屏周边无眩光。2、 支持图形拼接、全屏范围内显示的图像无非线性失真。整个屏幕亮度均匀，无“暗角”或“亮角”现象，画面稳定无闪烁。3、 图像拼接完整，无错位。在充分考虑设备伸缩特性的前提下，组合屏物理拼接间隙不大于6.7mm。4、 支持各种制式的视频图像（可显示录像机、摄像机、DVD等图像）和不同分辨率（64048016001200）的计算机信号。5、 支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，支持虚拟屏。用户可灵活开启窗口，定义尺寸，画面能够自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制。采用软件

6、控制窗口的拼接与分割。6、 通过分辨率叠加，大屏幕上能够显示超高分辨率的计算机图形。7、 能够将多路输入信号进行重新组合，再现于液晶显示组合屏上，信号源的显示切换过程无停顿、黑屏现象。8、 屏幕上的各种应用窗口（RGB窗口、视频窗口）可任意同RGB图片文字窗口叠加显示，并且可任意缩放和移动。9、 能在大屏幕上同时显示多个视频图像、计算机图形，每个窗口均能以实时、真彩的模式显示，并可在整屏上漫游、缩放显示、或与图形窗口叠加，画面无延时，无抖动。10、 可以在控制台使用单一的鼠标或键盘进行液晶显示单元的操作和多屏控制。11、 具有先进性、稳定性，可连续工作24小时以上，可一年365天不间断工作，使

7、用寿命长，易于维护。大屏幕液晶显示系统软硬件连接简单，无需对原系统做任何调整和改动，确保整个系统的通用性。四、设备选型及技术指标4.1 显示单元选择显示单元主要考虑屋内空间、色彩、分辩率、对比度、使用寿命等指标，还要考虑设备的稳定性及与系统配套能力。经综合考虑，选择奥西得公司的LCDLCD液晶屏：LCD 液晶拼接显示幕墙是深圳奥西得有限公司的最新技术产品，它是专为工程应用设计的专业化终端显示设备。它将目前最卓越的DID高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示技术、嵌入式硬件拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等合为一体，形成一个具有强大图像处理能力、优异显示效果的拼接幕墙显示系统。奥西得液晶拼接

8、幕墙是一种全新的大屏幕拼接方式，具有良好的扩展性，可以无限地拼接。LCD 液晶拼接幕墙，以 DID 液晶显示屏为基本显示单元，集最新的液晶显示技术和奥西得特有的纯硬件高速实时拼接控制技术于一身，所有的输入信号可以自由的显示在显示墙窗口中，全面支持图像的跨屏、漫游、画中画、叠加、缩放等高端显示功能。控制器为显示屏量身定做，专机专用，能最大限度的发挥显示单元的效能。对比度可以达到 1000 ： 1 或者 1500 ：1 是普通PC液晶的两倍，是一般背投的三倍。DID液晶的视角为178。奥西得拼接幕墙采用DID液晶屏和奥西得独有的专利拼接技术，其独特的窄边设计，使其边缘只有不到11mm，用于拼接对视

9、觉效果影响不大。LCD寸液晶拼接幕墙，图像清晰，组合灵活多样，显示内容丰富，能给用户最大的自由设计空间，提供震撼的显示效果。 拼接方式任意选择，使用场所适应性强 奥西得LCD拼接幕墙，除了拼接数量任意选择外（行(m) X 列(n)），屏的大小亦有多种选择，满足不同使用场所的需要。 拼接台数不限奥西得LCD拼接幕墙采用最新的嵌入式硬件拼接技术，拼接单元数理论上可以达到无限多单元。 灵活多变的拼接显示组合功能 奥西得液晶拼接幕墙可以根据不同用户、不同使用环境的要求进行个性化设计，可以选择单屏显示、整屏显示、任意组合显示、图像漫游、图像叠加、图像拉伸等功能。 先进的屏幕参数自动高校功能奥西得的液晶拼

10、接幕墙使用了先进的幕墙系数（亮度、对比度、色度、白平衡）自动调校功能，从而保证了整幅拼接屏幕的色彩一致性和亮度的均匀性。 环保健康LCD液晶拼接幕墙发热量小、无辐射、无闪烁、不伤眼、不含有害物质（如铅、汞、镉和六价铬等），是新一代的环保健康拼接幕墙。 稳定运行寿命超长，维护成本低奥西得拼接幕墙使用的DID液晶屏，其灯管具有超过50000小时的使用寿命且长时间工作后图像稳定没任何变化。液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备，所以维护、维修成本极低。 美观的幕墙屏体结构 奥西得的LCD拼接幕墙屏体厚度小，可以选用立柜和壁挂两种安装方式，适应不同使用场所的应用要求。幕墙机柜采用全钢结构，坚固牢靠

11、；拼接屏挂入式安装，简单方便；再加上实木装饰外面框，整体结构紧凑大方、节省空间。4.12 SLCD液晶技术指标：LCDLCD55系列液晶显示系统，是奥西得科技2011年推出的专为工程设计的专业化终端显示设备，具有全新大面积、超窄边、LED背光等特点。它是高清晰度超大面积显示系统的整体解决方案，可广泛应用于会议、监控、大堂、教育、娱乐等多种场合技术特点汇总： 55英寸超大面板 5.7mm超窄边拼接效果 最先进的密集型LED光源背光系统 1920x1080高清显示，画质细腻 LED背光色彩还原度好，图像逼真 LED点状超密集分布，背光亮度均匀 节能、环保、无辐射 背光系统无玻璃材料、安全运输 寿命

12、长，长期使用后色彩均匀度好，基本不需维护LCDLCD55液晶显示单元采用目前最先进的LED背光技术，极大提升了拼接单元的整体显示效果，具有突出的技术特点。LED背光液晶单元终将成为LCD显示单元的主流产品。LCDLCD55液晶单元的技术优势： 5.7mm超窄边拼接效果55英寸液晶拼接边缝小至5.7mm 55英寸超大液晶拼接单元目前单体边缝最窄的液晶拼接单元 最先进的密集型LED光源背光系统LCDLCD55超窄边液晶单元采用最新的LED(发光二极管)点阵光源背光技术。相对于传统拼接单元所使用的CCFL管、投影灯泡、PDP阴极射线管等光源，它具有：发光效率高，发热量低、耗电量低、无辐射、寿命长、体

13、积小、不易破损等突出优点。 LED背光色彩还原度好，图像逼真 LED背光本身的色域比较广，其色彩还原度可达到135%，CCFL色彩还原度一般在80%左右。色彩还原度越好，颜色越真实，图像越逼真。CCFL和LED背光基础颜色显示效果对比。 节能、环保、无辐射LED背光属于冷光源，没有射线辐射。LED不需要电离气体发光，因此不含铅、汞等重金属，没有环境污染。 LED点状密集分布，背光亮度均匀LCDLCD55的背光由多个LED组成，多点分布，密集排列。点光源通过专业的透镜散射和光学薄膜投射，形成超均匀的背光光源。屏幕在亮场和暗场显示时，都能真实反映图像的亮度效果。 背光系统无玻璃材料、安全运输LED

14、背光完全是固体的，不象CCFL那样需要长而细的玻璃发光管，因此整单元的机械强度较高，所有器件均不易破损，运输、安装安全度高。 寿命长，长期使用后色彩均匀度好，基本不需维护液晶面板具有高度的颜色统一性，长期使用后，各面板颜色几乎一致，不需要为了保持较好的拼接效果而定时作调色维护。LED背光单元的寿命长达5万小时。目前LED液晶单元是使用寿命最长、最易维护的拼接显示终端。LCDLCD55系列超窄边液晶拼墙单元单元技术参数：型号：LCDLCD55液晶显示组件：55英寸尺寸：1215.3 (H) x686.1 (V)mm亮度：700cd/m2静态对比度：3000:1拼缝宽度：5.7mm最佳分辨率：19

15、20x1080最高色彩：16.77百万色像素间距：0.63x0.63mm可视角度：176总功率：300W重量：约35kg输入电源：100V-240V，AC，50/60Hz运行温度：-30-85摄氏度运行湿度：20%-80%(无凝露)存储温度：-40-100摄氏度存储湿度：小于95%(无凝露)寿命：50000H输入信号：PC数字：DVI-DPC模拟：RGB/VGA(HD15)复合视频：CVBS(BNC)，支持PAL、NTSC、SECAM分量视频：YPbPr/YcbCr(BNC)数字视频：HDMI(HDCP1.3)控制方式：控制端口：RS232环通4.2 奥西得纯硬件构架拼接控制器4.21 概述拼

16、接控制器，是一款高性能、高端图像处理设备，能够在多个显示屏上同时显示多个动态画面，主要用于多屏幕拼接显示控制，是大屏幕显示系统的核心显示控制设备。对于要求多个视频显示，要求高质量画面效果的场合，例如，指挥控制中心、视频会议、多媒体多功能厅、礼堂，它是理想的现实解决方案。集图像自由缩放、画中画动态显示、多RGB信号实时数字处理技术与一身，所有的输入信号可以自由的显示在显示墙窗口中，全面支持图像的跨屏、漫游、画中画、叠加、缩放等高端显示功能。使用显示效果震撼，模式灵活多样，用户操作方便，维护简单。支持多种视频输入方法，包括复合视频，即DVD或摄像头信号，计算机视频，即电脑信号等。其中，复合视频，支

17、持N、P制自适应；计算机视频，支持从640x480到1600x1200的分辨率，其中，1024x768、1280x1024、1366x768等标准档，支持60Hz，70Hz，75Hz等多种刷新频率；数字视频，是将图像信号进行高速数字传输的一种方式，系统支持1920x1080等高端显示模式。支持RGB/DVI输出方式，包括多种视频输出格式和分辨率。提供了多种强大的多视频并行处理功能，包括画中画窗口的位置、大小、缩放比例、叠加优先级、画面冻结等。针对每一个在屏幕上显示的画面，所有算法、操作均并行进行，图像没有延迟、没有丢桢现象。系统能够按照用户设计，实现输入信号根本上的实时显示和最好的图像缩放还原

18、效果。拥有多种控制方式，包括面板按键、红外遥控、RS232串口、网络等。随机附带画面分割器控制软件，可以方便的安装在Windows操作系统上，也可以通过网络远程控制4.22 拼接控制器技术指标：处理器并行运算芯片FPGA ：单片容量70.000LE串行运算芯片DSP：单片速度5.6G/s显存单输出通道128M 显存共计32x128兆系统自主知识产权 嵌入式操作系统总线带宽单通道4G/S，144x4G4路VGA输入或DVI输入接口DVI-I配备HD15适配器同步模式HV独立同步像素时钟170MHz分辨率1024x768、1280x1024、1920x1080等色彩深度24bit/像素缩放和显示缩

19、放比例0.3104路视频输入输入格式NTSC、PAL或SECAM识别方式自动识别缩放和显示缩放比例0.3104路输出输出接口DVI-I或DVI-D输出格式数字信号输出输出分辨率1366x768输出刷新频率2x165M色彩深度24bit/像素控制端口RS232电气特性输入电压100-240V，自动调节行频5060Hz功耗50W电源600w*2 热冗余电源机箱尺寸4”x19”x10” （ H x W x D）重量40Kg1. 全硬件构架，无 CPU 和操作系统，不需要操作系统支持，上电即可工作，启动时间小于 20 秒钟，无病毒和系统崩溃危险，稳定性高。2. 全模块话结构设计，支持板卡自由组合，便于

20、安装、升级和维护3. 基于底板系统叫唤构架的数据交换体系，多路高速LVDS数据输出通道4. 单屏开窗口显示可达到8-32个，不在收2、3、4路输入信号的限制，所有4路VGA信号和32路视频信号共36路信号可在全屏（逻辑屏）以窗口化模式任意拉伸缩放叠加显示，不受物理屏的限制。5. 支持对所有视频窗口进行任意缩放、 任意漫游和任意叠加，并按用户要求对输入视窗进行窗口大小、显示位置、图像比例等方面的调整和变换，最后以多屏幕口的形式，显示在拼接显示单元上。6. 集成多种视频信号源种类，可接受高分辨率RGB、VGA，复合视频等格式的模拟视频信号；7. 支持DVI双链路超高清图像输入8. 支持8192x3

21、072、2048x1024等多种超高、特殊分辨率信号输入；9. RGB/DVI输出，可定制光端口输出10. 可内嵌 RGB 、 VGA 和视频矩阵；11. 红外、按键、 网络控制、RS232 串口控制；操作方便；12. 多达 32种场景保存；4.23系统控制软件描述1） 系统控制软件具有一个方便直观的中文界面，实现多用户操作管理，并能与集中控制系统一起实现一体化操作管理。2） 系统控制软件集成了对液晶显示单元参数调整、系统监测等功能：控制终端通过该软件，除了可以控制大屏幕的显示模式的主要功能外，还可以读取设备参数等，方便使用和对设备的、操作维护。3） 通过系统控制软件，可在整个大屏幕上以窗口形

22、式显示各类信号图像，各图像窗口的位置可以任意定位，其大小、形状可任意缩放变化，可在全屏范围任意拖拉；各窗口可任意打开、关闭、扩展至全屏、平铺、相互叠加遮盖。4） 实现对多种信号源定义、调度和管理，并画在虚拟液晶显示墙界面内。5） 实现任意信号源窗口模式组合的定义、编辑、调度和管理。实现任意信号源窗口模式组合的定义、编辑；实现自定义多种显示模式存储调用。操作者可以在任意位置打开多个活动窗口显示不同的输入信号，所有窗口能在整个大屏幕液晶显示墙上任意移动、放大和缩小，同时具有足够的响应速度。6） 可同时显示多路视频窗口，每个视频窗口均能够以实时、真彩的模式显示，并可在整屏上任意漫游、缩放、或与图形窗

23、口叠加。视频窗口的亮度、对比度及色饱和度等参数均可单独调整。视频窗口的大小及各项参数调整不影响计算机图形窗口的显示速度。附件：奥西得拼接控制器简介一奥西得拼接控制器与普通工控机拼接卡系统的性能比较目前市场上使用的图像拼接控制器，大体分为两种。一种是组装的工控机，需要从国外购买Datapath卡进行组装，另一种就是硬件拼接处理器。用工控机组装拼接控制器，需要插多个Datapass卡，多卡使用同一组PCI总线，占用PCI总线资源，其结果是机器性能很大程度上取决于工控机CPU计算速度。以普通Pentium 4，2.8G的CPU为例，可以接受4路VGA/RGB 1024x768信号和8路或9路Vide

24、o信号，可以支持32路输出。一台普通插卡式拼接控制器的性能如下：系统结构：计算机结构，8-12个PCI插槽；266-533MHz系统总线；输出通道：数量2-32个；输出通道分辨率640x480到1280x1024像素；输入视频：个数1-8个；格式NTSC或PAL自适应；8路Video卡不能叠加；输入RGB：个数1-4路；时钟速度123M；采样颜色深度16bpp；系统支持：WindowsXP/2000软件支持：设备提供上自开发软件控制：本地键盘鼠标、远程鼠标键盘需要注意的是：当VGA/RGB信号多于2路时，系统分配给每路VGA信号的处理时间不足，导致信号实时性降低，基本现象就是鼠标和动态图像的不

25、连续；有些工控系统号称具有24bpp的采样颜色深度，事实上在实际使用中，由于计算速度的限制，都只用到16bpp颜色；采用网络接口采样的方法增加RGB输入信号数量，并不能节约系统资源，结果仍然是多个信号同时显示的时候，图像实时性受影响。并且网络信号采样的质量、实时性等受到网络速度、通信质量等环境影响，有一定未知性和不稳定性。奥西得拼接控制系统采用全硬件设计，与工控机有本质区别。系统采用多通道分离处理，所有数据并行处理；使用FPGA阵列并行处理信号，速度快，支持通道个数多；系统主控芯片与系统计算芯片分离，采用主程序串行控制；不属于工控机，不运行Windows/Linux操作系统，不存在计算机防病毒

26、问题，不存在软件系统维护问题；数据实时处理，不需要硬盘、光驱等海量存储设备；设备支持全年24小时运行，不需要特殊维护。其基本性能参数如下：系统结构：并行处理结构，自定义高速LVDS总线，速度2.5Gb/s输出通道：实时页面存储，数量1-16个，内部级联后，可依据当前显示窗口数无限扩展；分辨率640x480到1600x1200像素，可定制特殊分辨率，如4096x768(1x4屏) 或1920x1080；支持DVI-I模拟数字接口；输入视频：单系统1-32路，内部级联后无限扩展；格式NYSC或PAL自适应；Video信号高速动态图像补偿；信号任意拉伸、压缩，可以在多屏内任意位置开窗口，信号任意跨屏

27、漫游，叠加(信号叠加层数不宜超过4层)，图像实时性不受影响；输入RGB：实时页面存储，分级数据预处理；单系统1-32路，内部级联后无限扩展；采样深度24bpp/32bpp真彩色；分辨率640x480到1600x1200像素，可定制特殊分辨率的支持功能，如可以支持4096x768或1920x1080；支持DVI-I模拟数字接口；信号任意拉伸、压缩，可以在多屏内任意位置开窗口，信号任意跨屏漫游，叠加(信号叠加层数不宜超过4层)，图像实时性不受影响；系统支持：不需要系统支持软件支持：VP2000远程控制软件控制方式：RS232串口、面板按键、红外遥控、100/1000Mbps网络(TCP/IP协议)

28、深圳奥西得多屏拼接器普通插卡多屏拼接器启动时间即开即用13分钟操作系统不需要WIN2000/XP死机没有有中病毒没有有系统崩溃没有有总线构架并行总线串行总线24小时工作能能视频信号补偿有没有颜色处理24比特16比特RS-232控制有没有预设场景存储32种没有单独调整画面有没有 实时图像处理有没有图像分割功能有没有图象锯齿消除功能有没有视频格式自动识别手动识别支持中央控制系统支持多种没有奥西得拼接控制器与普通工控机拼接卡系统的性能比较，如下表所示：名称奥西得纯硬件拼接控制器工控机或插卡式拼接器操作系统硬件嵌入式操作系统，系统稳定高效，切实保障系统长时间运行WindowsLinux操作系统，系统常

29、常因为病毒等各种原因崩溃硬件构成模块化设计，系统组成较为简单，都是由一个厂家独立研发和制造，故障率低工控机加采集卡，多头输出卡等组成，部件众多，情况复杂，常常因为个别部件故障导致整机无法运行系统总线自主研发的高速总线，各通道独立处理，可同时处理多路RGB信号，速度不受影响受限于PCI传输总线的限制，不能同时处理多路RGB信号，单信号的采集也不能超过123M输入信号所有输入信号可在任意单个或多个屏上拉伸、缩放、跨屏漫游、叠加，信号实时性不受影响信号漫游、叠加功能受限输出信号高质量DVI-I(向下兼容VGA信号)信号可选VGA模拟信号，效果跟数字信号有很大差距RGB信号可接受高分辨率DVI、VGA

30、信号，同时显示的数量不受限制，可任意的在屏幕上任何位置显示，画面速度不受影响无法接受DVI数字信号；最多同时显示两路RGB信号，且受限于带宽，播放高数据流量动态图像时，画面速度会明显变慢VIDEO信号可接收YUV,YC,VIDEO等格式的视频信号，NP自适应，动态补偿；图像经过处理，显示质量好，画面速度不受影响图像未经处理直接采集输出，效果比较差，且一般不能跨窗口漫游工作方式上电即可使用，操作简单，对工作环境要求低，运行安静，发热量小需要等待长时间的开机过程，受工作环境影响大，夏季面临散热问题，冬季风扇噪音大性价比优良的性能，同等要求下，价格低于卡式机，性价比较高功能有限，同等要求下，价格高于

31、硬件式拼接。二概述LCD-VP2000 系列拼接控制器是一款性能强大的高端图像处理设备，能够在多个显示终端上同时显示多个动态画面，主要用于大屏幕拼接显示系统，是系统的核心显示控制设备。 LCD-VP2000 系列拼接控制器，颠覆了传统控制器设计思路，彻底抛弃了计算机。/LCD-VP2000系列网络型视频拼接控制器采用嵌入式结构设计，内嵌专用操作系统，整个系统封闭式运行，稳定性大大高于基于WINDOWS操作系统的“计算机板卡”方式的传统控制器LCD-VP2000 系列拼接控制器采用大规模 FPGA 阵列式组合处理构架， 全硬件设计， 无 CPU 和操作系统。控制器集超宽带视频信号采集、实时高分辨

32、率数字图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身，具有强大的处理能力。控制器采用多总线并行处理机制，能从根本上保证对所有输入视频进行全实时处理，图像没有延迟，无丢桢现象。LCD-VP2000 系列拼接控制器支持多种视频输入模式，可接受高分辨率RGB、VGA，包括复合视频（DVD 或摄像头信号），计算机视频（电脑信号 VGA 或 DVI ）等，并可以按用户要求对视频信号进行视窗大小、图像比例等方面的调整和变换，最终输出统一格式的VGA或RGB信号。 其中，复合视频，能制式自适应；计算机视频，能支持目前几乎所有的常见显示分辨率，支持包括 4096x1536 、 3072x2304 在内的多

33、种超高分辨率信号，支持用户自定义信号模式，支持 1080P 高清数字视频。控制器提供 RGB/DVI 输出接口，输出格式和分辨率可选。三产品主要特点1 全硬件构架，无 CPU 和操作系统，不需要操作系统支持，上电即可工作，启动迅速，稳定性高。 2 多总线并行处理，处理功能强大； 3 启动时间小于 10 秒钟，启动迅速； 4 无病毒感染风险，安全性好； 5 集成多种视频信号源种类，可接受高分辨率RGB、VGA、DVI，复合视频等格式的模拟视频信号； 6 支持多达 64 路的 RGB/VGA/DVI 信号实时显示； 7 支持多达 96 路复合视频实时显示； 8 支持包括 4096x1536 、 3

34、072x2304 分辨率在内的多种超高分辨率信号输入； 9 支持对所有视频窗口进行任意缩放、 任意漫游和任意叠加，并按用户要求对输入视窗进行窗口大小、显示位置、图像比例等方面的调整和变换，最后以多屏幕口的形式，显示在拼接显示单元上。10 可内嵌 RGB 、 VGA 和视频矩阵； 11 可定制 DVI 输入； RGB/DVI 输出；12 红外、按键、 RS232 串口控制；操作方便，无需安装复杂软件；13 多达 128 种场景保存；可 24小时365天 持续工作； 14 可定制 IP 网络控制四系统特性产品以FPGA阵列为硬件基础，采用并行高速图形处理技术，实现了多路高速视频信号的统一处理，从根

35、本上取代插卡式拼接控制器，解决了VGA信号输入数量受到限制的问题。产品主要特点如下：每条输入通道接受NTSC/PAL制式的复合视频，VGA信号和高分辨率RGB信号。可以预设存储多达32 个用户信息。 这些预储信息是包括窗口大小、位置、亮度、色饱图像控制，和输入在屏幕上的总规划。输入视窗的位置、比例、大小及形状可任一指定，可任意堆放视窗，可实现画中画、均匀切割、层叠堆放等多种特技。 同时也支持单路信号的满屏显示。控制参数系统自动保存，能随时调用。系统提供高分辨率模拟RGB输出，能在计算机监视器或者投影机上显示。系统自动识别和锁给全部计算机同步信号。24比特颜色处理，16777216种颜色。3.1

36、 独创的FPGA硬件图形并行处理技术FPGA(Field Programmable Gate Array)，称为现场可编程逻辑阵列，是最近新发展的硬件技术。FPGA芯片具有速度快，并行处理，功能灵活的特点。VP2000的处理核心就是FPGA芯片阵列。系统具有高速信号处理技术，保证高分辨信号输入输出的实时处理。VP2000采用DDR技术作高速数据缓存，运用流水线技术，对高速信号进行分级顺序处理，保证了信号的实时性。系统输入标准分辨率可高达1600x1200x60Hz(需要预定)，非标分辨率可以达到更高，并且保证每一祯都能够实时的处理完毕，输入与输出之间没有时间拖延。在多单元显示一路信号、一单元显

37、示多路信号、多单元多信号漫游叠加等情况下，显示信号均无延迟。即便在所有输入信号都漫游叠加在一起的极限情况下，所有信号一样保持动态实时性。系统采用基于输入端口的信号并行处理技术，有效的增加了输入信号个数。系统通过芯片阵列，对高速图形数据流进行逐级处理，每一路信号输入都对应一列处理器。这样就相当于很多处理器同时工作，做到数据的并行处理，极大的提高了系统运算速度。有效的是用并行处理技术使得数据得到分散处理，没有了工控机单处理器的速度瓶颈，从而使得增加信号输入个数，并不增加系统的总体运算负担，这样系统就能够接纳多个高速信号。能够有效的进行多路VGA/RGB信号输入，是VP2000与普通插卡式工控机相比

38、最大的性能优势。3.2 最新的基于LVDS高速数字信号交换体系LCD-VP2000采用所有输入通道并行方式进入核心处理模块，每条总线使用4个高速LVDS信号，这与工控机拼接控制器的PIC总线有本质上的区别。普通工控机的PCI总线，基本结构是多个PCI插卡使用同一组总线，一般是32个数据位。如下图所示，6个卡使用同一PCI总线，实际上进入核心处理器的数据只能是其中的一个卡上的信号，PCI总线要分时复用。由于CPU核心处理器同一时间只能处理一个信号，这样的总线结构对于这样的CPU正好适合。LCD-VP2000采用并行处理结构，这样的总线是远远达不到处理器速度需求的。工控机的PCI总线结构为适应核心

39、并行数据处理要求，LCD-VP2000采用并行总线接入方式，就是说每个通道都有独自的总线接入核心处理系统。多个通道采用并行的方式可以实时的将数据送入核心的FPGA处理阵列。采用超高速LVDS进行信号传输。LVDS，是低电平数字信号的简称，其特点是信号传输速度快，本系统中使用的LVDS信号速度为2.5G/S，信号额定最高速度可以达到4G/S以上。使用LVDS进行图像传输，4组线即可传送超高频的显示信号。下图为LCD-VP2000基本系统节构图。LCD-VP2000多通道并行总线结构及串行通信方式3.3 最新的NIOSII硬件控制系统LCD-VP2000系统采用并行硬件系统，这样很大程度提高了系统

40、数据处理速度，对于工控机而言，只有一个CPU进行核心运算，数据是串行处理的，因此配置一套接口，就可以控制所有的设备，而LCD-VP2000需要用一个高速控制器同时控制多于32个其他部件，同时又要能灵活的协调各部分顺序运行。我们选用了基于FPGA的高速软内核NiosII。3.4 纯硬件构架 /LCD-VP2000 拼接控制器为纯硬件构架，硬件核心为大规模 FPGA 阵列，系统属于纯硬件数据处理，没有运行Windows和Linux操作系统，不是一台计算机，不需要CPU、 内存、硬盘、光驱、显卡等常规计算机配件。系统采用模块化设计， 模块数目随输入输出信号的多少而增减。 纯硬件构架的控制器， 它本身

41、不是一台计算机 而是一台专业的图像处理设备，和基于工控机的插卡式拼接器有本质区别。3.5 多RGB 信号实时并行处理 LCD-VP2000 拼接控制器采用先进的高速数字信号多总线并行处理机制， 系统给每一个输入，通道都分配独立的处理模块和数据总线，所有模块并行工作，系统对每个通道的处理速度是固定的，处理速度与通道数的多少无关 ，因此可实时处理多个 VGA 视频。目前， LCD-VP2000 能够在40 个屏的拼接墙上同时显示多达64 路实时的 RGB 信号，所有信号的颜色深度均为 24 位，均能做到信号的不丢桢，无延迟。普通工控机插卡式拼接器在本质上是在计算机上插图像处理卡 , 通过软件编程

42、,实现拼接处理功能。其所有输入输出通道共享固定的 CPU 和 PCI 总线资源， CPU 速度有限， PCI 总线带宽固定，通道越多，每个通道分到的资源越少，处理速度也越慢，直接表现就是出现图像丢桢和延时。目前的大多数工控插卡式拼接器，受限于 CPU 的能力和 PCI 总线的速度，最多能实时处理 3 4 路 RGB 信号。 3.6 多 Video 信号实时处理 VIDEO 信号，就是普通的 DVD 或摄像头的复合视频信号。 LCD-VP2000 拼接控制器能够解决大规模 VIDEO 信号接入时的实时处理问题。和传统的工控插卡式拼接器不同， LCD-VP2000 拼接控制器会分配足够的资源对输入

43、的 VIDEO 信号进行运动补偿、数字降躁等一系列复杂处理 ， 然后再显示，图像效果要好于对 VIDEO 信号不做处理的传统拼接器。同时，基于特有的并行处理机制， LCD-VP2000 拼接控制器能保证对所有视频实时处理，保证画面流畅。而大多数工控机插卡式拼接器在采集 Video 时，不对 Video 信号进行前期处理，而是直接显示，显示的图像锯齿严重，图像模糊。在输入 Video 信号数目较多时，工控机插卡式拼接器处理能力不足的问题较明显，图像丢桢，不连贯。3.7 RGB 信号和 VIDEO 信号叠加LCD-VP2000 拼接控制器在处理信号时，对 VIDEO 信号和计算机信号进行归一化处理

44、，即 RGB 信号和 VIDEO 信号同等对待。 因此 RGB 图像窗口和 VIDEO 图像窗口可无约束的进行叠加、漫游和单屏分割，同时还能实现多种高级组合显示。而大多数工控机插卡式拼接器对VIDEO 信号和 RGB 信号区别处理，无法实现 RGB 信号和 VIDEO 信号的自由叠加。 3.8 启动速度快 LCD-VP2000 拼接控制器为纯硬件构架，启动过程快，开启后10秒开始工作。 硬件系统的启动等待时间是恒定的，不会随机器规模变大而启动时间增长。3.9 支持高分辨率输入信号 LCD-VP2000 拼接控制器处理功能强大，可处理 2048x2048 （雷达信号）， 4096x1536（高清

45、晰地图）之类的极高分辨率信号，同时可支持用户自定义的信号。而传统的工控插卡式拼接器无此功能。 3.10 内嵌矩阵支持更多的输入信号 LCD-VP2000 拼接控制器可内嵌 VGA 和 VIDEO 矩阵，矩阵规模视实际需要而定。LCD-VP2000 的内嵌矩阵，可实现内部增强功能，增加可同时显示的信号数量，有利于提升整体显示质量。这种结构方便了矩阵与控制器之间的联控，减少了信号传输的中间环节，极大提高了系统集成度。有利于简化维护，降低风险。而工控机插卡式拼接器无此功能。3.11 安全性、稳定性好 LCD-VP2000 拼接控制器无操作系统，病毒无法感染；全并行工作，无系统整体崩溃危险 ；系统数据

46、出厂前已固化，无法更改，意外断电不会造成数据丢失，控制器可经受频繁开关机 。工控机插卡式拼接器所安装的软件操作系统存在安全性、稳定性的隐患。3.12 自动图像识别重建 LCD-VP2000 拼接控制器具有信号自动识别重建功能。对系统中新接入的 VGA 信号，控制器不但能自动识别信号的分辨率与刷新频率，还能通过复杂运算，确定信号的位置偏移和相位误差，自动校准。 LCD-VP2000 拼接控制器能检测不同输入信号在幅度、相位、频率等方面的细微差别，并把这些差别作为信号的唯一标识，连同校准参数一起记录在案。当校准过的信号再次接入系统时，控制器无需对信号重新校准，而是自动套用参数，这就是控制器的信号自动识别重建功能，此功能极大方便了用户的使用。而工控机插卡式拼接器无此功能。3.13 灵活多样的控制方式 LCD-VP