探讨高清视频监控关键—大屏幕拼接技术

董卿霞　赵斌　褚学峰

摘 要：介绍了大屏拼接技术的构成及各组成部分的功能，对三种常见拼接技术的基本参数做了对比，指出无缝拼接技术是当前拼接技术的关键，说明采用无缝拼接技术可解决的关键问题。

关键词：DLP背投拼接单元;LCD液晶拼接单元;PDP等离子拼接单元;无缝拼接技术

经过十余年的发展，大屏幕拼接系统在越来越多的场合得到应用，例如在大型项目的调度中心或中央监控室。大屏幕拼接墙主要由多个显示单元及图像控制器构成，可用于一个画面全屏幕超大显示或多个画面多个窗口显示。目前从技术类型来划分，较常见的大屏幕拼接系统有，DLP背投拼接单元、LCD液晶拼接单元以及PDP等离子显示单元等。

1.大屏幕拼接系统的构成

大屏幕拼接系统的主要组成部分有：投影显示单元、控制系統、接口设备、软件等，另外为实现各信号间的切换，系统中必须包括视频矩阵。其中控制系统是其核心，并通过图像控制软件对显示画面实施控制。

（1）投影显示单元

即常见的LCD、PDP和DLP等显示设备，根据投影显示器与观众间的位置关系将大屏幕显示单元分成前投影与背投影两种。对于投影子系统的开关机和参数调整，既可以使用控制终端的 RS232 串口，也可通过红外遥控器实现。

采用不同的显示单元会直接影响整个拼接墙的显示效果， 表1是对三种不同显示单元的对比。

（2）控制系统：也称拼接处理器，是拼接墙的核心部分，主要功能是将一个完整的图像信号划分成N块后分配给N个视频显示单元（如背投单元），完成用多个普通视频单元组成一个超大屏幕动态图像显示屏。控制系统实现对多路视频输入的拼接、切换、控制、分配、合成等功能，形成画面开窗、组合、缩放等操作。

（3）接口设备：主要包括音视频接口、网络接口、控制接口等，主要连接各类输入输出设备，对拼接墙的显示内容进行控制和编辑。

（4）软件：主要功能是设定拼接屏参数、实现窗口操作、切换显示内容等。

2.大屏幕拼接墙与矩阵的接口

通过与矩阵的连接可以实现大屏幕拼接屏图像的融合功能，另外，还可以将多台电脑信号同时显示在某一块屏幕上，达到多个画面共同显示的目的，

目前，大屏幕拼接屏与矩阵的连接主要是通过输入接口，包括VGA、HDMI、DVI等，在连接中，一般使用的都是同等接口的高清线，常用的就是HDMI高清线。

3.无缝拼接技术

无缝拼接技术用于实现图像无缝融合，是一种特殊的、要求比较高的投影显示应用。采用无缝拼接技术能将将多屏图像的拼接缝隙缩至最小甚至于完全重合，以达到最佳视觉效果。在以拼接为主的显示及控制技术中，其核心和关键是无缝拼接技术。

无缝拼接技术解决了以下关键问题：

（1）解决拼接画面被分割的视觉缺陷问题

无缝拼接技术通过提高小面积下的屏幕分辨率，支持小单元无限拼接，从而呈现完整无缺陷的画面。即使是近距离观看，依然能达到屏幕一体化的效果。

（2）解决显示屏图像与色彩一致问题

无缝拼接技术采用逐点亮度、色度校正技术，提高了整个屏幕对比度，使画面色彩、亮度、饱和度都保持一致，实现图像的高度还原，并且能使画面长期保持稳定。

（3）解决电源与信号强大的冗余备份问题

无缝拼接系统的信号冗余设计采用的是信号双通道，并且设计为N+1冗余，支持热插拔;电源设计为集中供电，并且减少了屏体主要的发热部件，达到了安全节能目的。

（4）解决超高对比度、超大角度、超高刷新频率问题

在实际工程应用中，为防止出现反光现象，拼接屏可采用黑色灯珠表面及暗哑光黑色底面板，能有效改善传统屏幕反光的状况，获得更佳的色彩表现力。除此以外，还能达到很高的对比度和填充率。画面状态比较稳定，在应对动态显示画面时，图像边缘清晰，有良好的动态表现力，能准确真实地还原图像信息。

总之，通过通过外置无缝拼接处理器或内置无缝拼接技术的高端投影机均可实现超大幅画面的无缝融合。

4.结论

大屏幕拼接系统是一个集多媒体视频控制技术、计算机网络技术和超大规模集成电路综合应用技术于一体的大型的电子信息显示系统，具有多媒体、多途径、可实时传送的高速通信数据接口和视频接口。大屏幕显示系统以信息工程、系统工程、自动化控制等理论为指导，将投影墙拼接技术、显示技术及设备、多路信号切换技术、多屏图像处理技术、集中控制技术、网络技术等融合为一体，能够集中显示来自计算机、摄像头、DVD 视频和网络等多种不同信号源的信号，以满足用户大面积显示各种共享信息和综合信息的需求。