前 言
近年來,伴隨著市場經濟的高速發展、城市建設的快速推進,大數據時代如約而至。眾所周知,人類獲知的信息量當中有70%來自于視覺感知,為了獲取更多信息,必須將更多的數據展現在人們的視線當中。大屏幕拼接顯示系統在此趨勢之下也在飛速發展,在軍警作戰指揮中心、監控指揮中心、視頻會議室、生產控制調度中心、廣播電視、多功能會議室等應用當中大屏幕拼接顯示系統發揮了巨大的作用與優勢。大屏幕拼接顯示系統給人帶來直觀優劣的是顯示屏的材質,但對顯示效果、穩定性和安全性起決定性作用的是多屏拼接處理器。
本文將就多屏拼接處理器這個大屏幕拼接顯示系統的“心臟”做產品的介紹以及在各種應用場合下的方案詳解.
一、公司介紹
立足本土 鳥瞰世界
杰出設計 品質第一 服務至上
北京小鳥科技發展有限責任公司(DigiBird)是一家國際化的以顯示、處理、傳輸、存儲與管理為主要核心業務的專業設備制造廠商與解決方案提供商。以專業做強、國際做大為理念,我們以提供經得起北美等國際市場考驗的專業產品和服務為目標,打造 “DigiBird”國際品牌。
小鳥科技成立于2009年,通過不斷的探索與研發成功的將圖像處理技術應用于音視頻與電腦信號之間的轉換和混合。陸續推出了以多屏幕拼接處理器、多畫面分割器、邊緣融合處理器等產品為基礎的一系列國內領先信號處理產品。產品自投入市場后便獲得各領域用戶的一致認可及好評,現產品已廣泛應用于軍事、交通、政府、教育、電力、電信、傳媒等領域。
2013年小鳥基于用戶需求,在原有視頻處理產品的基礎上,打造了一款可用于安防、金融、教育等多行業的多業務圖像集成平臺——“達爾文”視頻綜合管理系統,系統采用刀片式模塊化設計,各類板卡按需靈活配置,擴展升級便捷,維護成本低廉。真正做到“隨需而變,化繁為簡”,為用戶使用帶來非凡的體驗。
公司始終堅持以自主創新為根本,以技術領先為目標,不斷引進先進的觀念與技術力量,培養了大批技術骨干和管理人員,擁有一支高效的研發及管理隊伍。目前已在北京、上海、深圳、成都、西安、沈陽、武漢、南京等十二個區域設立辦事機構,并于2013年成立美國分公司,為客戶提供及時周到的服務。
未來小鳥科技將精益求精,不斷創新和強化企業的經營管理,不斷提高產品技術含量與質量,開拓國內及國際市場。持續秉承“杰出設計、品質第一、服務至上”的理念,扎根專業視聽(AV)、監控系統(CCTV)等行業,在贏得自身發展的同時,為行業發展貢獻一份力量。
二、產品介紹
DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接處理器是DIGIBIRD拼接處理器產品中的旗艦,采用FPGA硬件圖形并行處理技術,以先進的背板交換總線技術為架構,通道獨享帶寬。最大規模可擴展到144塊大屏幕的拼接顯示,可同時處理多達168路全高清信號實時處理,全面滿足所有項目的要求,同時支持多組大屏幕不同分辨率顯示,具備大屏回顯及預監功能。在控制室即可實時查看大屏幕的屏幕顯示狀態,配合交互式可視化管理客戶端,給用戶帶來帶來一種全新的應用體驗。
關鍵特性:
先進的大規模FPGA陣列式純硬件技術架構
背板交換技術,通道帶寬獨享,支持圖像實時交換和處理
標準機架式結構,運營級機箱系統設計
交互式可視化軟件操作終端
單臺設備可支持152路輸入和144路輸出
輸入輸出分辨率都支持640×480到1920×1200
單個物理拼接單元可開4個窗口
多組分辨率輸出
輸出端口映射功能
預置100個系統預案及快速調取功能
本地回顯及軟件預監
輸入支持4K×4K超高分辨率采集,輸出最高可達4K×2K分辨率
易升級維護,輸入輸出卡、風扇等關鍵設備均支持熱插拔
高品質散熱設計,使設備散熱更充分,運行更安全
冗余電源設計,更加安全可靠
產品介紹:
DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接處理器是DigiBird拼接處理器的旗艦產品,采用FPGA硬件圖形并行處理技術,以先進的背板交換總線技術為構架,通道獨享帶寬,最大規模擴容到144塊大屏幕拼接顯示,可同時處理多達168路全高清信號實時處理,全面滿足所有項目的要求,同時支持多組大屏幕不同分辨率顯示,具有大屏回顯功能,在控制室即可實時查看大屏幕顯示狀態,配合交互式可視化管理客戶端,給用戶帶來一種全新的應用體驗。
純硬件架構
采用大規模FPGA陣列式純硬件技術架構,無硬盤,免維護,無操作系統避免了工控式系統的死機、硬件沖突、藍屏以及計算機病毒侵入等問題;啟動快(<5秒),穩定可靠,系統數據出廠前已固化,意外斷電不會造成設備受損,可以頻繁開關機。
模塊化設計,支持熱拔插
整個系統采用模塊化設計,包括輸入卡、輸出卡、切換卡、控制卡、風扇、電源等,并支持熱拔插。模塊化的設計為日常使用、升級、維護帶來極大的方便,當系統出現故障時,無需拆開機箱就能實現在現場替換有故障的模塊,快速恢復系統正常運行。輸入模塊和輸出模塊的熱插拔特性使得系統可在不斷電的情況下更換、升級輸入輸出模塊,不影響系統的正常工作,保證了系統的穩定、靈活、可靠。
先進的背板交換架構
系統采用先進的背板交換架構,有別于傳統的PCI總線結構,為它的每個外圍槽位提供了高達20Gb/s的傳輸帶寬,外圍的板卡通過先進的背板交換架構進行數據的極速交換,從而確保數據可靠傳輸,提供快速的優質圖像資源被所有的外圍設備分享,從而使系統環境下大量的數據和圖像傳輸不再受到PCI總線結構的帶寬制約。基于交換架構的專用總線設計可以保證每個輸出屏幕都有獨立的專用帶寬,無論系統處理多少路高清信號,拼接多少個單元,都能保證圖像信號清晰、流暢、不丟幀。
強大的處理能力
系統支持多種信號格式輸入,包括復合視頻、VGA、DVI、IP流媒體、HDMI、SD/HD-SDI等。對復合視頻,能兼容NTSC/PAL/SECAM等制式,多達608路視頻信號實時處理;對計算機視頻信號,能兼容支持各種常見分辨率,并可實現自定義非常規分辨率,多達152路計算機信號實時處理。系統可輸出DVI-I信號或雙絞線數字信號,支持RGB(模擬)/DVI(數字)同時輸出,單個輸出通道最高支持分辨率4K*2K,多達144路高清輸出,更多輸出可通過系統級聯。
全新的同步技術和雙緩沖技術
為保證高速運動的畫面在虛擬墻的各個物理顯示器上能達到同幀播放的效果,避免不同步造成的不同屏運動、畫面錯位和追趕現象造成的橫切紋問題,系統自有的全同步技術和雙緩沖技術,保證了全屏圖像的幀同步和無追趕,為用戶提供流暢、連貫、實時的高清運動畫面。
帶倍線和運動補償的視頻采集
視頻采集帶有倍線和運動補償功能。輸入的復合視頻經過基于每點的運動補償(MADI)和高級色彩管理(3D ACM)引擎進行倍線和運動補償后進入處理器,達到清晰亮麗流暢的視頻效果,升級為高清視頻的視頻信號并能夠任意開窗、移動、縮放、疊加。
靈活多樣的顯示模式
系統中任意信號可在拼接屏的任意位置開多個窗口,無公共區域的限制,可任意疊加、縮放、拉伸、畫中畫顯示,為用戶提供靈活的應用。
底圖功能
系統的底圖功能提供超高分辨率大底圖顯示解決方案,可作為開機畫面使用,信號可在大底圖上任意開窗,豐富了顯示內容,尤其解決了在系統中間開窗兩邊黑屏的問題。通過選配SD卡輸入卡就可為系統提供一個高清底圖。SD卡中的圖片,用戶可根據現場情況自定義制作,以適合現場需要。系統可以動態讀取SD卡中的圖片,動態更換底圖,底圖輪循。
網絡采集
DigiBird多屏幕拼接處理器的網絡采集功能有網絡抓屏、網絡底圖、IP流信號直接采集等。
網絡抓屏
系統能自動識別網內任意一臺PC信號,切換抓取網內任意PC的桌面在系統上快速顯示。這種通過網絡采集的信號,相比VGA信號,避免了模擬信號的抖動、重影等復雜問題;相比DVI信號,解決了傳輸距離的問題。安全備份、矩陣故障時也能通過網絡實現矩陣的功能。
網絡底圖
客戶端PC虛擬出一個大分辨率的桌面,系統通過網絡采集這個大分辨率桌面在大屏上顯示,成功地解決了高分辨率顯示問題,為行業組態圖、地理信息系統、平安城市等應用提供理想的解決方案。
DVI雙鏈路采集超高分點對點顯示
系統配置DVI雙鏈路采集卡,單口實現高達4K*4K超高清分辨率采集。使用多個DVI雙鏈路采集卡,即可輕松實現更大分辨的顯示。DVI雙鏈路采集卡可定制分辨率,實現在屏幕上點對點的顯示,圖像無拉伸變形,顯示效果清晰細膩,為拼接大屏實現分辨率點對點顯示提供解決方案。
多組分辨率輸出
系統的輸出通道可自定義多個獨立的組,每個組輸出的分辨率可以相同或不同。用戶根據現場需要配置相應的分辨率,為系統控制及管理多組大屏系統提供解決方案。
輸出通道映射
系統輸出通道可任意映射,輸出通道可以任意排序,為行業應用提供異形拼接的完美解決方案。
IP流媒體解碼
系統基于DSP純硬件架構開發,采用H.264/MPGE-4AVC解碼技術,對于前端的IP網絡攝像頭信號可定制化直接解碼并在大屏幕上實時顯示。
預案保存調用
系統具有設備工作狀態、窗口顯示模式、信號采集端口的預案自定義保存功能,并可根據顯示的要求對預案進行模式化調用,并且可根據需求進行時間、順序進行自動循環調用。
冗余電源設計
系統采用多電源冗余供電方式,共同承擔負荷,當系統某一個電源出現故障時,系統自動切換到備用電源供電,保證設備運行的不間斷性;同時系統具備自動監測功能,方便用戶查看設備的工作狀態;
多樣化控制方式
遠程控制方式支持RS-232,TCP/IP。Windows版的MultiView Controller控制軟件可以輕松實現對視頻墻的管理和控制。移動終端版MultiView Controller,可以通過TCP/IP協議控制視頻墻輸入源的切換、縮放和管理,可以輕松的實現場景調用等功能。目前支持iPad、iPhone、Andriod和Windows Phone。兼容第三方中控系統,開放的接口使得DigiBird拼接控制器可以集成到幾乎任何第三控制系統,例如RTI、AMX、CRESTRON。
參數列表:
類型 |
項目 |
詳細參數 | ||||||||||
主機參數 |
機箱規格 |
1U |
2U |
3U |
6U |
8U |
12U |
24U | ||||
控制板 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | |||||
輸入插槽 |
2 |
3 |
6 |
8 |
10 |
21 |
38 | |||||
輸出插槽 |
1 |
2 |
2 |
4 |
9 |
18 |
36 | |||||
回顯槽位 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0 | |||||
尺寸(mm) (L)*(W)*(H) |
440*310*90 |
440*300*135 |
440*320 *270 |
440*430 *356 |
440*430 *535 |
440*450 *1065 | ||||||
重量(KG) |
7Kg |
13 Kg |
18KG |
24KG |
35KG |
48KG | ||||||
板卡參數 |
輸入卡 |
多種輸入卡可任意組合:VGA、DVI、Dual-Link DVI、HDMI、SDI、CVBS、HDBaseT、SD-Card、YPbPr/YCbCr、Twist-Pair、Fiber、NET等 | ||||||||||
輸出卡 |
多種輸出卡可任意組合:DVI-I、HDBaseT、網絡預監卡等 | |||||||||||
控制參數 |
處理器管理網口 |
1個RJ45接口。10M/100M自適應,支持對通訊處理器的管理與配置 | ||||||||||
處理器管理串口 |
2個RS232,可以支持對外聯的矩陣、屏幕等第三方設備的控制 | |||||||||||
通訊處理器 |
可以擴展平臺設備的通訊功能,實現對云臺等設備的控制 | |||||||||||
功能參數 |
控制規模 |
單臺最大可控制144個屏幕,可實現一臺設備對多組屏的控制 | ||||||||||
圖形處理能力 |
支持任意矩形拼接,支持輸出重映射 | |||||||||||
支持單屏畫面分割與畫面疊及跨屏顯示 | ||||||||||||
支持圖像的任意疊加、漫游、移動、縮放、裁剪等 | ||||||||||||
支持高分底圖 | ||||||||||||
字符疊加 |
OSD字符疊加,可在輸入信號的任意位置疊加可用戶配置的字符信息 | |||||||||||
軟件參數 |
控制軟件 |
拼接處理器控制軟件MultiView Controller | ||||||||||
環境參數 |
工作溫度 |
0℃-70℃ | ||||||||||
工作濕度 |
<90% 無冷凝 | |||||||||||
最大功率 |
200W |
600W |
1200W |
1200W |
1500W | |||||||
電氣特性 |
輸入 100-240V交流電,可自動調節電源,頻率為 50-60Hz,可配置N+1冗余 |
三、拼接顯示系統典型應用介紹
大數據時代推進了信息可視化的細分,本段將著重介紹指揮中心、高級多功能廳、安防監控室等三種應用的需求進行分析。
(一)、指揮中心
指揮中心按行業可分為:軍警、交通、生產、政府、能源、電力等,雖然行業較多,但指揮中心的核心需求是一致的。指揮中心是各級單位實施日常值班、指揮調度、處突指揮的場所,以指揮技術和信息技術為主導,充分運用現代通訊技術、網絡技術、自動化技術、電子監控等先進技術,構建以數據傳輸網絡為紐帶,以計算機信息系統為支撐,以視頻會議和衛星定位等為輔助,集語音、視頻、計算機網絡、圖像監控、三維定位等多種功能于一體的現代化、網絡化、智能化的指揮決策中樞。
雖然功能眾多,但步入指揮中心,進入眼簾的第一個印象就是大屏幕拼接顯示系統,而“心臟”因位居幕后往往被人忽略。
指揮中心的多項需求與功能在此不再贅述,僅僅介紹與大屏幕拼接顯示系統相關內容。從需求上來講:
1、輸入輸出接口類型混雜、數量較大;
2、要求對數據能夠實時處理,圖像無延遲、無撕裂;
3、操作人員要求具備本地回顯、網絡預監等功能;
4、指揮中心特殊功能性強,區分不同的功能區,要將信號進行并行控制;
5、操作軟件方便;
6、能夠實現超大分辨率采集上墻功能;
7、大屏顯示設備要求具有超高分辨率;
8、整機使用過程當中穩定性要求高,支持7×24小時連續工作。
針對性設計----指揮中心
指揮中心一般情況下,會要求大屏拼接顯示系統拼縫盡量小,并且分辨率足夠大,一般情況下會采用DLP拼接顯示系統,搭配小鳥科技T系列多屏拼接處理器。
實現功能:
1、實現多路任意格式的信號源接入,DVI、CVBS、VGA、HDMI、SDI、雙鏈路DVI信號可同時輸入到小鳥科技T系列拼接處理器內,進行所需的操作處理;多種格式信號輸入(最大可支持152路)以及多種格式的信號輸出(只帶支持144屏幕),應用更加靈活;
2、通過雙鏈路采集卡,可將超大分辨率的視頻信號采集到拼接處理器當中,在進行業務系統的監測時,具備更好的視覺效果;雙鏈路采集卡采集分辨率最高可達4088*4088;
3、輸入輸出具備足夠的帶寬,能夠對數據進行實時處理,使得圖像無延遲、無撕裂;
4、具備網絡預監等功能,在操作人員確認圖像正常無誤的情況下,將需要的信號進行上墻操作,減少操作失誤的可能性;
5、通過多組屏的功能,將整個指揮中心區分為不同的功能區,可將信號進行并行控制,領導可通過DLP主屏幕查看現場情況,各業務處理人員能夠通過各不同功能的顯示區域進行相關問題的處理隨時掌握事件處理情況;
6、通過雙鏈路采集系統能夠實現超大分辨率采集上墻功能,使得各業務部門將可以在任意顯示器上對相關業務的流程及過程進行相應監控;
7、通過SD底圖卡,可在無信號輸入或信號突然中斷的時候,在大屏拼接顯示系統上,進行底圖的顯示,如有多張底圖可以進行地圖輪詢,以保證大屏拼接顯示系統不會直接進入黑屏或藍屏狀態;
8、整機使用過程當中穩定性要求高,支持7×24小時連續工作。
系統拓撲圖:
與以往項目方案相比,中間環節減少很多,整套方案的中心設備為拼接處理器,采用純硬件架構,穩定性、處理能力均大幅提升。
(二)、高級多功能廳
多功能廳以其功能的多樣性(如:會議廳,視頻會議廳,報告廳,學術討論廳,培訓廳,文藝演播廳等),特別適合我國國情需要,并在這幾年的時間得到迅速普及應用。
多功能廳內必不可少的一項內容即為顯示系統,由于多功能廳一般面積較大,所以需要的顯示系統多數情況下為大規模大面積的顯示設備,同時由于功能的特殊性,需求如下:
1、輸入輸出的接口類型多為電腦信號;
2、場地尺寸加大,傳統的PC信號需要遠距離傳輸設備;
3、操作人員要求具備本地回顯、網絡預監等功能;
4、操作軟件方便;
5、顯示要求色彩艷麗,亮度高,無縫顯示;
6、涉及相應的業務培訓能夠支持超大分辨率上屏能力;
7、整機使用過程當中穩定性要求高;
8、多功能廳場所較大,輔助顯示屏的信號也要求在拼接器上并行控制。
針對性設計----多功能廳
多功能廳一般情況下,要求具備優異的顯示效果,因具備多種不同的功能,要求使用靈活性更高,采用小間距LED拼接顯示系統可滿足多功能廳的使用。
實現功能:
1、輸入接口類型多為電腦信號,能夠實現多路(最多152路)電腦信號實時上墻功能;
2、由于多功能廳場地巨大,傳統的PC信號無法長距離傳輸,通過小鳥科技的雙絞線傳輸器,可將傳統視頻信號無損轉換為HDBase-T信號,實現PC信號的長距離傳輸(最長100m),效果不受距離影響,實際使用將大大提升;
3、由于多功能廳的控制室一般無法直接看到拼接顯示系統的效果,所以在控制室需要通過預監或回顯的功能,使操作人員確定拼接顯示系統上所顯示的圖像信號是否正常,小鳥科技T系列拼接器可通過回顯功能將,大屏拼接系統上所有的信號回顯在一個監視器上,以便所示關注顯示效果;
4、小鳥科技T系列拼接處理器伽利略系列產品,擁有高解析度圖像轉換技術,保證圖像在縮放中的圖像質量;并且可以自定義EDID信息,將傳統的LED應用難題順利解決;
5、通過雙鏈路采集卡,可將超大分辨率的視頻信號采集到拼接處理器當中,在進行業務培訓,影片欣賞時具備更好的視覺效果;雙鏈路采集卡采集分辨率最高可達4088*4088;
6、通過SD底圖卡,可在無信號輸入或信號突然中斷的時候,在大屏拼接顯示系統上,進行底圖的顯示,如有多張底圖可以進行地圖輪詢,以保證大屏拼接顯示系統不會直接進入黑屏或藍屏狀態;
7、多功能廳場所較大,將會有更多的輔助顯示設備,小鳥科技T系列拼接處理器具備輸出映射功能,可將拼接處理器當做矩陣使用,直接將所需視頻信號直接切換到相應的輔助顯示設備上,并且可以在回顯監視器當中監測圖像的正常性。
系統拓撲圖:
(三)、安防監控室
隨著“平安城市”建設的推進,監控系統得到了飛速發展。高清化、網絡化、智能技術成為安防行業的廣泛需求,整個安防產業正面臨著新技術、新產品所帶來的各種改革,各行業都根據自身的實際需求對安防系統進行了不同程度的改造和升級。監控平臺是整個監控系統的中心部分。如何有效發揮監控平臺真正的功效,使投入與產出成正比,關鍵在于是否能將平臺功能與實際的業務應用相結合,促進業務的快速有效的運轉。
由于安防監控廠家眾多,導致安防監控的項目當中各種視頻接口,各種編解碼協議橫行,在進行安防項目設計的時候出現彼此不兼容的情況,需求如下:
1、監控攝像機品牌多,攝像機信號格式分辨率不一;
2、減少操作步驟,減少中間轉碼及編解碼的過程;
3、聯動報警,電子地圖等多種功能同時兼容;
4、監控顯示系統能夠盡量多的顯示各種監控信號,并可進行輪訓;
5、軟件操作方便;
6、整機穩定性高,支持7×24小時不間斷工作。
針對性設計----安防監控
在安防監控領域當中,由于監控攝像機較多,需要上墻顯示的信號源較多,所以要求分辨率較大,但拼縫對于安防監控領域影響不大,所以在安防監控領域,液晶拼接項目眾多。
實現功能:
1、小鳥科技T系列拼接處理器,具備網絡攝像機的硬解碼功能,實現對H.264編碼協議以及RTSP傳輸協議的網絡攝像機進行直接解碼,無需另配解碼器設備,同時可兼容CVBS信號的模擬攝像機直接輸入,可直接解決監控攝像機品牌多,攝像機信號格式分辨率不一的問題;
2、小鳥科技T系列拼接處理器,不僅能實現網絡解碼功能,拼接上墻功能,在提前設置的情況下還能支持聯動報警,電子地圖等多種功能,使得安防監控無死角;
未來,小鳥科技獎大舉進入安防監控行業,大力開發達爾文視頻管理平臺,平臺簡述和優勢請見如下:
平臺簡述:
關于達爾文視頻綜合管理系統
達爾文視頻綜合管理軟件系統是北京小鳥科技自主研發的具有知識產權的產品,是一套基于IP網絡,集視頻監控、視頻數據匯集呈現、報警聯動等多業務功能于一體的視頻信息綜合管理平臺。
優勢和特點
快捷高效,穩定可靠,輕松管理;
全新的設計理念,人性化的交互方式,使整個監控系統的效率大幅度提升;
實用性強,滿足實時瀏覽、錄像回放、報警聯動、及時回放、電子地圖等監控需求;
Web和APP混合方式展現,支持跨系統平臺使用,如PC端、Android手機、IPhone、平板電腦等;
插件機制很容易實現系統與其他系統對接和各種數據關聯應用;
系統平臺架構理念
系統為分布式控制結構,組件化設計,高可擴展性,高可伸縮性,極佳的易用性
平臺優勢
開放、兼容、模數混合,隨心選擇
開放性的設計理念使本系統擁有卓越的兼容性能,能夠實現與國內外數十個知名監控廠家上百款DVR、DVS、IP camera的良好兼容。本系統可以完成從模擬到數字化網絡化升級改造的平滑過度。避免重復投入,有效節省投資。
超強的平臺管理能力,無限延展,穩定可靠
采用分布式組件化設計,使本系統平臺系統擁有超強的可擴展能力和容錯能力,很容易實現系統與其他系統對接和各種數據關聯應用。
豐富靈活的軟件功能,絕對的高性價比
擁有國際一流軟、硬件平臺的研發設計能力,關注用戶應用需求和操作體驗,努力改善以符合最廣泛用戶的操作使用習慣。
第三方數據集成和二次開發定制
系統支持多種與第三方軟、硬件廠家的合作模式。可為用戶提供包含視頻監控在內的一體化的物理安防解決方案。根據項目的實際情況,可為客戶提供軟件的二次開發和定制服務。
售后支持和培訓
我們提供高品質的技術服務,與客戶共同成長,提供7x24小時的技術支持。讓用戶無后顧之憂。
四、總結
小鳥科技多年來一直耕耘在專業視聽領域,多屏拼接處理器、融合器、長距離傳輸器等等產品倍受市場好評,未來小鳥科技將立足于專業視聽,并積極開拓安防監控領域的市場。讓我們共同期待小鳥科技在各領域的視頻應用中展翅翱翔!
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