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大尺寸液晶内置多画面拼接控制系统的技术创新

原来来自:惠州天志电子 文章作者:惠州监控 发表时间:2013-01-08

/骆书洪  创维群欣安防科技有限公司

  • 技术发展概述
我国安防监控从无到有,从模拟到数字,发展到至今,以数字化、智能化及网络化的安防监控系统已经成为当前安防发展的三大特点。而安防终端显示设备作为安防监控系统的重要组成部分也经历了三个时期,即CRT黑白监视器时期、CRT彩色监视器时期、LCD液晶监视器与大屏幕拼接显示时期。安防终端显示设备的发展是随着电子科技信息技术和视频显示技术的发展而不断发展起来的。当前大尺寸液晶内置多画面拼接控制系统引入液晶高清拼接驱动模块技术,将其内置嵌入到82寸液晶监视器机内,可同时输入多路不同信号在屏幕上显示,所有输入的信号均被转换为1920X1080P的高清格式信号显示。屏幕上显示出来的不同图像画面可以进行任意缩放、叠加、漫游、窗口透视等功能,同时任意一个通道的画面信号可支持选择多种格式的信号,比如复合视频、VGA, HDMI, DVI及YPBPR的格式信号。这些功能的实现依靠安装在控制电脑端的拼接控制软件发出指令,再通过通讯串口RS232输入到机内液晶拼接驱动模块控制端,从而达到各种功能的完美体现。下面就大屏幕拼接显示产品的原理架构、技术创新和应用与发展等方面进行深入的分析和介绍。
  • 产品的原理、核心处理电路及新结构
    1. 原理组成架构及产品功能
    大尺寸液晶内置多画面拼接控制系统采用目前最先进的大屏幕液晶拼接技术,即内置数字阵列矩阵高速图像处理技术,将输入的多个通道不同信号进行快速A/D转换后,压缩合成为一个全高清的数字信号(输出为1920X1080P/60HZ)输出给液晶面板的驱动模块,在屏幕上显示出多个不同的实时信号。同时可将输入的模拟及数字视频信号进行快速实时的缩小、放大,并且经过处理的图像不会受到任何衰减,图像清晰度高。另外,还采用了一体化液晶拼接软件技术,它除了可对多画面进行任意缩放、叠加、漫游的设置,还可通过该控制软件在电脑操作端对内置拼接画面的图像参数进行精确地调整,包括各通道的亮度、对比度、色彩、色温的调节。目前大液晶内置多画面拼接控制系统主要有以下功能:
    ( 1 ) RC动态智能自适应功能
    即采用DLC(动态场景控制)、WLE(白电平延伸)、BLE(黑电平延伸)自适应控制电路,有效提升图像的景深层次感。
    (2)智能自动消残影功能    输入的图像在一段时间内处于静
止状态时,系统即启动“消残影引擎”,这个引擎会自动识别输入图像的静止或运动情况,来判断当前屏幕所显示画面的动与静,及时发出命令使得显示在屏幕上的静止画面在水平方向上产生一定幅度的相位位移,从而消除在静止画面时液晶分子容易被损伤的情况,有效延长液晶屏的使用寿命。
    (3)智能RF无线调频遥控功能
    采用先进的宽频带电波无线调频(RF)发送和遥控接收技术,真正实现全方位无阻挡发送和接收的功能。
    (4)智能多画面图像拼接控制功能
    ①支持多种格式:多种信号任意组合输入,支持DVI, HDMI, VGA,丫PbPr, CVBS信号同时输入;
    ②画面可随意调整:可以实现窗口漫游、窗口叠加、缩放、画外画平铺、画中画、窗口透视等功能,并且能预设多种模式;
    ③可实现各通道信号的色温及亮度、对比度的调整;
    ④可实现多种模式预览设置。
    2.核心处理电路
    大尺寸液晶内置多画面拼接控制系统采用创维美国硅谷数字研发中心与美国泰鼎数字技术公司联合研发的核心数字处理芯片,该芯片为FPGA式封装,即精密间距球栅阵列封装,具有6百多个滚珠形引脚。它是整个信号处理方案的心脏,采用可控塌陷芯片法焊接技术,可以改善电热性能。另外,寄生参数和信号传输延迟也有所变小,使用频率大大提高。该芯片能同时兼容对复合视频信号\YPBPR\VGA,HDMI及DVI数字信号的快速解码、合成和处理。
    3.设计结构
大尺寸液晶内置多画面拼接控制系统采用简单、突出、专业的外观造型设计,其金属外壳的防火、抗干扰、抗冲击和散热性能较好,并配有稳定的散热系统,使性能更稳定。
  • 技术创新
    本产品的创新点主要是针对与传统内置画面分割功能的产品相比,具有以下三个方面:
    1.新一代3D数字智能技术及全高清数字合成技术
    (1)3D数字智能梳状滤波技术
在复合视频信号中,色度信号是通过色幅载波的调制与亮度信号叠加在一起,色度信号和高频亮度信号占用了频带中相同的频率资源,因此要将它们分开是比较困难的,处理不好就会出现色度信号串到亮度信号中,如图2的第一副图(采用2D技术处理)。而3D数字智能梳状滤波抑制技术就是通过特殊的算法,将色度信号和亮度信号完美的分离开来,彻底解决图像串色现象。
    (2)3D数字智能动态降噪技术
      由于数字信号系统对于噪声非常敏感,特别是现在的屏幕越来越大,同样噪声强度的信号对图像的影响更加严重,因此噪声抑制是一项很重要的功能。所有的视频处理器都应具备降噪的功能。但是对于低端的处理器,降噪的手段是采取归零的方法,因为暗场的噪声最为明显,处理器直接把零电平附近的信号全部归零以达到消除噪声的目的。但这样做的缺点是把暗场一些有用信号也变成了零电平,使本来就缺乏暗场表现力的显示产品更加缺少暗部细节。处理器采用了3D数字智能动态降噪技术,利用前后几场的信息分析能区分出哪些是噪声哪些是信号,从而更好地消除噪声而不破坏原始信息。
    由于图像噪波的出现是随机的,因此每一帧图像出现的噪波是不相同的,所以3D数字降噪可通过对比相邻的几帧图像,将不重叠的信息(即噪波)自动滤出,从而显示出比较纯净细腻、层次感强的画面。
    (3)全高清数字合成技术
    全高清数字合成技术采用全高清数字处理方式(如图3),可将复合视频、VGA, HDMI或DVI)的信号通过内置高清数字处理芯片统一合成转化为1080P的全高清数字信号,该模块采用先进的去隔行和运动插补算法,使得输入信号在合成处理后显示更加清晰细腻,最大限度地消除了大屏幕显示的锯齿现象,图像实现了完全真正高清实时处理。
    2.一体化液晶拼接软件控制技术
    系统软件控制技术能接受电脑或遥控器的指令,将指令转化简洁高效的内部通讯控制协议,然后按照指令的要求控制MPD板及DRV板的工作方式。运行该软件可以方便完成对场景的预设、调用、控制、信号通道选择等功能,还可以实现对多画面进行任意缩放、叠加、漫游的设置,另外还可对内置拼接画面的图像参数进行精确地调整,包括各通道的亮度、对比度、色彩、色温的调节,具有多种预览记忆模式,从而简便迅速的完成人机界面交换。
    3.  RF高性能调频无线遥控技术
大家知道,无线对讲机采用的是无线调频发送和接收技术,它在几公里以内都能正常的接收和发送。系统遥控功能采用了先进的宽频带电波无线调频(RF)发送和遥控接收技术,充分利用无线对讲机的功能优点,使屏带带宽高达2.4GHz的频带,数据传送速度得到较大提高。传统红外线遥控器的传输速度仅为300bps左右,而(RF)无线调频遥控器则高达数10k,是传统红外线遥控器无法比拟的,从而真正实现全方位无阻挡的发送和接收。
  • 产品应用及技术发展趋势
    根据市场调查,应用在大尺寸液晶监视器领域的该关键技术已经达到了国内、国际的先进水平,不但可以实现模拟复合视频信号的处理,还可以支持全高清的数字信号显示。由于该大尺寸液晶监视器产品具有屏幕尺寸大、显示画面多,以及可支持多种信号格式的特点,除了可广泛应用于各种大型监控项目里外,还可以应用在更广阔的领域,比如高端小型监控、多媒体视频会议系统及公共场所的广告屏显示等领域。
    随着高清数字化的快速发展,带有普通模拟信号画面分割功能的产品将不能适应行业高清数字系统的发展,将会被逐渐淘汰。未来的液晶监视器将会兼容各种普通或高端的模拟信号,并能迅速处理各种全高清格式的数字信号。另外,它将会支持带IP网络功能接口的升级产品,并逐渐普及应用到社会数字生活的各个领域。

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