分布式圖像拼接控制器是以ip網(wǎng)絡作為信號傳輸?shù)耐ǖ?,采用實時影像處理技術(shù),把各種視頻信號源(rgb信號,視頻信號,高清視頻,音頻信號等)進行壓縮編碼,把數(shù)據(jù)打包成能夠在以太網(wǎng)上傳輸?shù)膇p碼流,顯示端接收各種信號碼流并實時解碼,將ip碼流信號還原成視頻信號進行顯示。
分布式圖像拼接控制器通常由以下幾個部分組成:
(1)信號源輸入處理器,能夠?qū)⒏鞣N不同的視頻信號(rgb信號,視頻信號,高清信號,音頻信號等)實時編碼成能夠在以太網(wǎng)上傳輸?shù)膇p碼流;
(2)顯示輸出處理器,能夠接收各種不同的信號源ip流,并實時解碼顯示;
(3)以太網(wǎng)交換機,根據(jù)ip地址把信號的ip碼流轉(zhuǎn)發(fā)給顯示處理器;
(4)控制管理軟件,用戶通過控制管理軟件能夠?qū)崟r對各個處理器進行控制和設置;
大屏拼接市場為什么會發(fā)展出分布式圖像拼接控制器?
分布式圖像拼接控制器的出現(xiàn)是數(shù)字信號處理芯片(dsp)技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、以及影像處理技術(shù)共同發(fā)展的結(jié)果。*,ic芯片的發(fā)展一直遵循著摩爾定律快速成長。今天,人們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出性能非常強大的數(shù)字信號處理dsp芯片(例如tic6000系列,freescalestarcoredsp)和大規(guī)??删幊踢壿嬓酒琭pga(field-programmablegatearray)。利用dsp/fpga強大的運算能力,人們可以實現(xiàn)對視頻信號實時處理,包括圖像增強,噪聲濾除,圖像縮放,de-interlacing,視頻codec等。近十幾年來,網(wǎng)絡技術(shù)飛速發(fā)展。網(wǎng)絡通訊帶寬已經(jīng)由早期的56kbps,快速發(fā)展到10mbps,100mbps,和1000mbps帶寬.目*gbps以太網(wǎng)技術(shù)也已經(jīng)成熟,正在越來越多的被應用到高速數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域。網(wǎng)絡帶寬的提升,為高品質(zhì)視頻信號流網(wǎng)絡化傳輸提供了保障。由于視頻信號數(shù)據(jù)量非常龐大(一路1080p@30fps的全高清視頻信號的原始數(shù)據(jù)流為949.2mbps),為了能夠在網(wǎng)絡上有效傳輸多路視頻信號,則需要對視頻信號進行編碼,除去視頻信號中的冗余信息,從而減少視頻信號的數(shù)據(jù)帶寬占用。視頻編碼技術(shù)經(jīng)過近20年的發(fā)展,已經(jīng)在技術(shù)上取得了巨大的進步,人們能夠在保證畫面質(zhì)量的前提下把視頻信號的數(shù)據(jù)量壓縮幾倍到幾十倍。因此,分布式圖像拼接控制器的出現(xiàn)是綜合利用了高性能dsp/fpga芯片技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡通訊技術(shù)、和高性能視頻編碼技術(shù)等多項高科技發(fā)展成果,有著明顯的時代背景。
分布式圖像拼接控制器主要適用于哪些領(lǐng)域?為什么?
分布式圖像拼接控制器非常適合應用到大規(guī)模的dlp/lcd拼接顯示系統(tǒng)中,實現(xiàn)海量高性能的影像處理和大規(guī)模的信號顯示,包括鐵道指揮調(diào)度,*,安防,煤炭,石化,電力,通訊,交通等行業(yè)。
適合分布式圖像拼接控制器應用的領(lǐng)域通常具有以下特點:
(1)拼接顯示屏規(guī)模龐大。隨著社會信息化的發(fā)展,人們需要更大的顯示墻綜合顯示多種多樣的信息,通常都在24面屏以上,有的高達幾百面屏.真正的分布式圖像拼接控制器采用分散式架構(gòu),每個處理器單獨處理自己的信號,無論有多少信號需要顯示,相互之間沒有任何影響,從而能夠支撐超大規(guī)模的拼接顯示屏系統(tǒng)。傳統(tǒng)的集中式控制器則受限于插槽數(shù)目、處理能力、總線帶寬等因素,難以支撐大規(guī)模的拼接顯示墻。
(2)需要顯示的信號數(shù)量多。目前的大屏幕顯示系統(tǒng)中,通常需要同時顯示幾十路rgb信號,幾十路甚*百路的視頻信號。在分布式圖像拼接控制器中,每路信號由一個單獨的處理器進行處理,確保信號能夠被實時處理。在傳統(tǒng)的集中式控制器中,多路信號處理需要搶占cpu資源和系統(tǒng)總線帶寬,因此難以應對多路rgb/視頻等信號的同時處理。
(3)高性能與高可靠度。dlp拼接顯示墻越來越多被用于關(guān)系到國計民生的國家重點行業(yè),大屏系統(tǒng)擔負著調(diào)度指揮、安全防范、事故預警和處理等重要職責,因此需要所有信號能夠?qū)崟r顯示,系統(tǒng)安全可靠,能夠7x24小時連續(xù)運行。的分布式圖像拼接控制器采用高性能dsp和fpga作為影像處理平臺,實現(xiàn)了實時影像處理和顯示。嵌入式系統(tǒng)具有高性能、高可靠度、低功耗等優(yōu)點,非常適合對安全性和可靠性要求高的領(lǐng)域。
目前主流的分布式圖像拼接控制器具有哪些基本特點?
目前在市場zui主流的分布式圖像拼接控制器是美國jupiter公司的pixelnet和臺達電子的dvcs。這兩個公司的產(chǎn)品都具有以下特點:
(1)分布式架構(gòu),無論是前端的信號編碼器,還是后端的影像顯示處理器,相互獨立。一個信號編碼器只支持1個信號源,一個顯示處理器只支持1個顯示單元。
(2)網(wǎng)絡化影像傳輸。所有的視頻信號,包括rgb信號,視頻信號,高清視頻信號,音頻信號等,均被編碼為統(tǒng)一的碼流格式,在以太網(wǎng)上傳輸。影像碼流通過交換機,實現(xiàn)與顯示處理器靈活連接。
(3)采用高性能dsp/fpga實現(xiàn)實時影像處理,具有高性能、高可靠度、低功耗和體積小巧等優(yōu)點。
(4)采用自主影像編碼算法,實現(xiàn)對各種視頻信號的全兼容和超低延遲影像顯示。
用戶選用分布式圖像拼接控制器需要注意哪些問題?
分布式圖像拼接控制器是近2年才出現(xiàn)的新型大屏拼接控制器,用戶在選購該類型產(chǎn)品的時候需要注意以下事項:
(1)供應商的能處理音頻信號,且音視頻同步。
d)一個顯示處理器能同時處理不少于16路的實時視頻/rgb,多個顯示處理器之間畫面同步。
e)所有信號源的視窗可任意大小、任意位置、任意疊加。
ø管理軟件功能完備豐富:
a)b/s架構(gòu)管理軟件,無需在用戶計算機上安裝任何軟件,可通過瀏覽器對分布式大屏控制器進行控制;
b)支持多路信號實時預覽和大屏幕上所有視窗實時回顯
c)支持信號源組播,實現(xiàn)在多個屏幕上同步實時播放
d)支持觸控屏控制
(3)產(chǎn)品的穩(wěn)定性
ø產(chǎn)品是否具有ccc/ce/ul等認證
ø產(chǎn)品的mtbf時間不少于50,000小時
(4)需要的網(wǎng)絡資源
ø需要100m網(wǎng)絡還是1000m網(wǎng)絡
市場上分布式圖像拼接控制器技術(shù)解析:
目前市場上出現(xiàn)了一些所謂的“分布式圖像拼接控制器”,前端采用m-jpeg2000或h.264視頻壓縮芯片,后端采用m-jpeg2000或h.264解碼芯片對碼流解碼顯示。這種產(chǎn)品從本質(zhì)上來講不是分布式圖像拼接控制器,而是一個網(wǎng)絡化視頻信號傳輸產(chǎn)品,原因如下:
(1)這種產(chǎn)品只能夠?qū)崿F(xiàn)一對一的信號傳輸與顯示。由于后端采用m-jpeg2000或h.264asic解碼芯片(這些芯片是針對網(wǎng)絡攝像機、機頂盒等應用設計的),無法實現(xiàn)將視頻信號以任意大小、任意位置的方式顯示在拼接墻上。通常的解決辦法是在后端把m-jpeg2000解碼卡或h.264解碼卡插入一臺集中式控制器,實現(xiàn)大屏幕圖像的拼接控制。
(2)m-jpeg2000是一種基于靜態(tài)圖像壓縮技術(shù)jpeg2000發(fā)展起來的圖像序列壓縮技術(shù),可以生成序列化的運動圖像。m-jpeg2000采用小波變換對圖像進行壓縮,計算復雜,適合靜態(tài)圖像的壓縮編碼,難以實現(xiàn)每秒30幀的高清視頻壓縮(能夠?qū)崿F(xiàn)實時jpeg2000高清圖像壓縮的設備非常昂貴)。適用于某些只需要保證持續(xù)監(jiān)控,但對刷新率要求不高的產(chǎn)品,典型應用如數(shù)字硬盤錄像機,醫(yī)療影像等。
(3)h.264編碼算法是針對視頻信號設計的,采用多個幀進行運動估計,其典型特點是:高壓縮比和較大的影像編解碼延遲,h.264視頻編解碼的時間通常在2-4秒。另一個問題是h.264編碼芯片通常不能很好支持各種計算機rgb信號的分辨率。