一種基于多媒體通信的大屏拼接系統(tǒng)及拼接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多媒體通信的大屏拼接系統(tǒng)，包括信號源、編碼器、交換機(jī)、解碼拼接器和拼接大屏，信號源發(fā)出的信號經(jīng)編碼器編碼后，進(jìn)入交換機(jī)進(jìn)行傳輸，而后經(jīng)過拼接器顯示在拼接大屏上，本發(fā)明同時(shí)公開了該系統(tǒng)的拼接方法。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了異地信號同步顯示和拼接顯示系統(tǒng)高清信息共享。
【專利說明】一種基于多媒體通信的大屏拼接系統(tǒng)及拼接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視頻處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種視頻傳輸和圖像拼接的系統(tǒng)，本發(fā)明同時(shí)公開了運(yùn)用該拼接系統(tǒng)的拼接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大屏幕系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、舞臺演出、安保等行業(yè)和領(lǐng)域的重要集成技術(shù)，是當(dāng)前顯示成像技術(shù)和信息技術(shù)結(jié)合的成果。大屏幕系統(tǒng)在成像端實(shí)現(xiàn)方式很多，常見的就有DLP背投、LCD、PDP拼接等，但在后臺處理上基本相同，都是通過拼接控制器進(jìn)行圖像處理并輸出顯示到成像端。由于計(jì)算機(jī)信號自身特性的關(guān)系，對線纜的帶寬、長度等都有要求和限制，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中都需要考慮信號干擾和衰減造成的影響，是工程中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。
[0003]傳統(tǒng)大屏幕系統(tǒng)采用了信號分配、長線驅(qū)動的方式將計(jì)算機(jī)視頻直接接入矩陣，矩陣輸出至拼接控制器(又稱圖形拼接器、多屏處理器)，由拼接控制器進(jìn)行圖像拼接或分割處理后，在成像端進(jìn)行窗口顯示。
[0004]傳統(tǒng)大屏幕系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是布線成本和布線條件要求很高，傳輸計(jì)算機(jī)視頻信號需要采用RGBHV電纜(5根同軸電纜)，該種電纜價(jià)格高昂。其次，普通RGBHV電纜傳輸距離有限，經(jīng)工程實(shí)測最多只能達(dá)到40米?50米，某些高端品牌電纜傳輸距離最多也只有70米?80米。最后，傳統(tǒng)大屏幕系統(tǒng)信源位置必須定點(diǎn)，一個(gè)信源必須對應(yīng)一塊相應(yīng)的大屏。如果考慮擴(kuò)展和冗余，需要增加的信息點(diǎn)就更多，且需要配套專用信息接口或模塊，無形中增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種提高計(jì)算機(jī)視頻編解碼的分辨率、降低編解碼延遲，最終實(shí)現(xiàn)指揮所大屏幕系統(tǒng)的實(shí)時(shí)無損回放的視頻拼接系統(tǒng)，同時(shí)本發(fā)明公開了該系統(tǒng)的拼接方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于多媒體通信的大屏拼接系統(tǒng)，包括信號源、編碼器、交換機(jī)、解碼拼接器和拼接大屏，信號源發(fā)出的信號經(jīng)編碼器編碼后，進(jìn)入交換機(jī)進(jìn)行傳輸，而后經(jīng)過拼接器顯示在拼接大屏上。
[0007]所述解碼拼接設(shè)備采用嵌入式FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)，將拼接控制模塊和視頻解碼模塊設(shè)計(jì)在統(tǒng)一的封裝內(nèi)。
[0008]還包括信號分配器和顯示器，信號分配器設(shè)置在信號源與編碼器之間，顯示器與信號分配器連接，用戶通過顯示器預(yù)覽拼接狀況。
[0009]一種基于視頻拼接系統(tǒng)的視頻圖像拼接技術(shù)，包括如下步驟:
1)將模擬視頻信號經(jīng)過壓縮編碼轉(zhuǎn)換為在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號；
2)運(yùn)用同步技術(shù)傳輸數(shù)字信號；
3)運(yùn)用解碼拼接技術(shù)投影至拼接顯示大屏； 步驟I所述的壓縮編碼步驟具體如下:
A.將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制幀數(shù)據(jù)并進(jìn)行幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測；
B.對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行小尺寸4X4的DCT整數(shù)變換；
C.對變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)，環(huán)路濾波和熵編碼。
[0010]在步驟2中將所有的單個(gè)媒體對象都被放到一個(gè)代表真實(shí)的全局時(shí)間軸上，將組成多媒體對象的所有多媒體單元放在一個(gè)相關(guān)時(shí)間標(biāo)上，媒體單元在相關(guān)時(shí)標(biāo)上的位置決定了其相關(guān)時(shí)間戳。
[0011]顯示大屏的顯示窗口數(shù)量不少于8個(gè)，窗口尺寸和比例可自由調(diào)節(jié)，且可疊加漫游。
[0012]有益效果:本發(fā)明擺脫了現(xiàn)行系統(tǒng)中RGB線纜距離的限制，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了異地信號同步顯示和數(shù)字大屏高清信息共享，且視頻傳輸效率高，清晰度好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為傳統(tǒng)視頻傳輸方法示意圖；
圖2為系統(tǒng)實(shí)物圖；
圖3為編碼單元框圖；
圖4為信號采集框圖；
圖5為解碼拼接框圖；
圖6為同步時(shí)間軸框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，為傳統(tǒng)視頻傳輸和拼接方法，通過RGB線纜和RGB矩陣完成最終顯示工作。由于RGB線纜自身長度的限制，傳統(tǒng)方法只能實(shí)現(xiàn)單一地點(diǎn)信息顯示。
[0015]本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)物圖，如圖2所示。該系統(tǒng)由電腦信號源、編碼器、交換機(jī)、解碼拼接器和拼接大屏組成。信號源的DVI信號通過編碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，使用網(wǎng)線和交換機(jī)進(jìn)行長距離傳輸，實(shí)現(xiàn)信號異地同步顯示。解碼拼接器完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)對路視頻信號進(jìn)行同步拼接，投影至顯示大屏。
[0016]編碼單元結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，整個(gè)編碼單元主要由VGA輸入模塊，Α/D轉(zhuǎn)換模塊，F(xiàn)PGA控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊四個(gè)部分構(gòu)成。其中Α/D轉(zhuǎn)換器是一個(gè)視頻信號處理的解決方案?？梢杂糜诜直媛蕿?920X1080的PC畫面的Α/D轉(zhuǎn)換，也可以完成高清電視(HDTV)1080P的Α/D轉(zhuǎn)換工作。FPGA控制信號的走向，流程圖如圖4所示。DSP采用高清視頻/影像協(xié)處理器，該處理器具備視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎以及目標(biāo)視頻端口，可以處理多個(gè)通道的數(shù)據(jù)編碼。編碼后的信號經(jīng)過DSP的以太網(wǎng)端口送至交換機(jī)。
[0017]解碼和拼接控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示，系統(tǒng)采用硬件解碼方式，通過解碼芯片完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。拼接控制器采用FPGA技術(shù)，結(jié)合拼接算法對拼接大屏顯示畫面的數(shù)量，顯示方式進(jìn)行控制。
[0018]RTS時(shí)間軸同步技術(shù)如圖6所示，將信號源輸入的信號首先給予一個(gè)RTS時(shí)間軸上，后續(xù)的步驟對時(shí)間軸進(jìn)行讀取，如果是在同步的時(shí)限之內(nèi)，則直接播放，否則便不予播放，等待與其時(shí)間軸同步時(shí)限之內(nèi)的信號到達(dá)后再進(jìn)行播放，這樣保證最終各個(gè)拼接屏幕顯示畫面的同步輸出。
[0019]本發(fā)明同時(shí)也公開了該拼接系統(tǒng)的拼接方法，具體來說，包括如下步驟:
1)將模擬視頻信號經(jīng)過壓縮編碼轉(zhuǎn)換為在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號；
2)運(yùn)用同步技術(shù)傳輸數(shù)字信號；
3)運(yùn)用解碼拼接技術(shù)投影至拼接顯示大屏；
步驟I中的壓縮編碼步驟具體如下:
A.將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制幀數(shù)據(jù)并進(jìn)行幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測；
B.對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行小尺寸4X4的DCT整數(shù)變換；
C.對變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)，環(huán)路濾波和熵編碼。
[0020]本發(fā)明中在步驟2中系統(tǒng)將所有的單個(gè)媒體對象都被放到一個(gè)代表真實(shí)的全局時(shí)間軸上，將組成多媒體對象的所有多媒體單元放在一個(gè)相關(guān)時(shí)間標(biāo)上，這樣一來每個(gè)媒體單元在相關(guān)時(shí)標(biāo)上的位置決定了其相關(guān)時(shí)間戳，在視頻拼接時(shí)，系統(tǒng)首先讀取時(shí)間戳，然后按照時(shí)間戳的順序依次將媒體單元加以顯示，這樣就避免了由于視頻傳輸?shù)难舆t導(dǎo)致的拼接圖案的混亂。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多媒體通信的大屏拼接系統(tǒng)，其特征在于:包括信號源、編碼器、交換機(jī)、解碼拼接器和拼接大屏，信號源發(fā)出的信號經(jīng)編碼器編碼后，進(jìn)入交換機(jī)進(jìn)行傳輸，而后經(jīng)過拼接器顯示在拼接大屏上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接系統(tǒng)，其特征在于:所述解碼拼接設(shè)備采用嵌入式FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)，將拼接控制模塊和視頻解碼模塊設(shè)計(jì)在統(tǒng)一的封裝內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拼接系統(tǒng)，其特征在于:還包括信號分配器和顯示器，信號分配器設(shè)置在信號源與編碼器之間，顯示器與信號分配器連接，用戶通過顯示器預(yù)覽拼接狀況。
4.一種基于權(quán)利要求1的視頻拼接系統(tǒng)的視頻圖像拼接技術(shù)，其特征在于:包括如下步驟: 1)將模擬視頻信號經(jīng)過壓縮編碼轉(zhuǎn)換為在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號； 2)運(yùn)用同步技術(shù)傳輸數(shù)字信號； 3)運(yùn)用解碼拼接技術(shù)投影至拼接顯示大屏； 步驟I所述的壓縮編碼步驟具體如下: A.將模擬信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制幀數(shù)據(jù)并進(jìn)行幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測； B.對幀數(shù)據(jù)進(jìn)行小尺寸4X4的DCT整數(shù)變換； C.對變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)，環(huán)路濾波和熵編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拼接技術(shù)，其特征在于:在步驟2中將所有的單個(gè)媒體對象都被放到一個(gè)代表真實(shí)的全局時(shí)間軸上，將組成多媒體對象的所有多媒體單元放在一個(gè)相關(guān)時(shí)間標(biāo)上，媒體單元在相關(guān)時(shí)標(biāo)上的位置決定了其相關(guān)時(shí)間戳。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拼接技術(shù)，其特征在于:顯示大屏的顯示窗口數(shù)量不少于8個(gè)，窗口尺寸和比例可自由調(diào)節(jié)，且可疊加漫游。
【文檔編號】H04N5/268GK103581570SQ201310325015
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】余思琛, 秦暄, 王凡, 成春晟 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所