CN102208178B - 基于stb的分布式多屏图像处理器 - Google Patents

Abstract

基于STB的分布式多屏图像显示处理器，包括：主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端，信号采集设备上加载有连接插件，各STB终端上加载有解码插件；主控设备向各STB终端发送第一控制指令，第一控制指令中包括信号源信息、需处理的信号源的位置范围、以及开窗显示范围；数据采集设备根据连接插件连接到信号源，并将接收到的信号源数据发送给STB终端的解码插件；STB终端根据信号源信息对应的解码插件对位置范围的信号源数据进行处理后在对应的开窗显示范围里进行显示。本发明方案采用基于STB的终端来进行图像显示处理，相对于现有的采用PC机的分布式多屏图像显示处理器来说，极大地降低了能源消耗，节省了能源。

Description

基于STB的分布式多屏图像处理器

技术领域

本发明涉及拼接显示技术领域，特别涉及一种基于STB的分布式多屏图像处理器。

背景技术

STB(Set Top Box，简称STB)是指用来增强或扩展电视机功能的一种信息设备，由于人们通常将它放在电视机的上面，所以又被称为机顶盒或顶置盒。STB可接收卫星广播和通过电缆传递过来的节目，并可提供附加服务，如在Internet上选择想看的电影、享受卫星的VOD（按需点播）服务、进行家庭银行等电子商务交易等等。

多屏图像显示处理器是专为多屏幕拼接显示墙更深层的应用要求而设计的高性能的图像显示处理器，用于采集和处理外部信号源并且具有多屏驱动功能，可用不同方式对各类型信号进行显示及控制。它不仅要接收外部输入的各种视频信号源，还要对这些信号源进行处理，最后送到大屏幕拼接显示单元上进行显示，使各显示单元的图像拼接成一个超高分辨率的整体画面。

多屏图像显示处理器并非简单的在多个显示器均显示相同的内容，而是在多个屏幕上显示各自不同的画面，并可对这些显示画面进行拼接组合成大画面。比如分屏数为30的多屏图像显示处理器可以连接30台显示单元，既可以让这30台显示单元分别显示画面的一部分、一起组成一副画面，也可以让这30台显示单元各自显示不同的画面。

多屏图像显示处理器已广泛应用于监控、指挥、调度系统、公安、消防、军事、气象、铁路、航空等监控系统中，在现有的分布式多屏图像显示处理器的实现方式中，通常是采用PC机来实现，而PC机的功耗很大，单台PC机的功耗通常大于等于250W，以10个单元的多屏拼接墙显示系统为例，采用PC架构的分布式多屏图像显示处理器的10个分布式终端节点的功耗总和就会大于等于2500W，带来较大的能源消耗。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其具有较低的功耗，节省能源。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于STB的分布式多屏图像显示处理器，包括：主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端，信号采集设备上加载有连接插件，各所述STB终端上加载有解码插件；

所述主控设备向各所述STB终端发送第一控制指令，所述第一控制指令中包括信号源信息、需处理的信号源的位置范围、以及开窗显示范围；

所述数据采集设备根据连接插件连接到信号源，并将接收到的信号源数据发送给STB终端的解码插件；

所述STB终端根据所述信号源信息对应的解码插件对所述位置范围的信号源数据进行处理后在对应的开窗显示范围里进行显示。

本发明方案的分布式多屏图像显示处理器，是包括有主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端的分布式结构，由主控设备向各STB终端发送第一控制指令，以通知STB终端需要对那个信号源进行处理、对信号源的哪个部分进行处理、以及在对应的哪个区域进行显示，各STB终端根据该控制指令进行处理并进行显示，由于是采用基于STB的终端来进行图像显示处理，而STB的能耗很小，通常情况下，STB终端的带载功率小于或等于8W，待机功率小于或者等于2W，从而相对于现有的采用PC机的分布式多屏图像显示处理器来说，极大地降低了能源消耗，节省了能源。

附图说明

图1是本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器的结构示意图；

图2是在2行2列的拼墙系统上跨屏开窗显示的示意图；

图3是各STB终端对应的显示区域的示意图。

具体实施方式

以下就以其中的较佳实施例对本发明方案进行详细阐述。

参加图1所示，是本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器的结构示意图。

如图1所示，本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器包括有主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端，信号采集设备上加载有连接插件，各STB终端上加载有解码插件，图示中，是以STB终端、信号采集设备、主控设备之间通过网络进行连接，根据实际需要，也可以直接用连接线进行连接；

其中，主控设备，用于向各STB终端发送第一控制指令，该第一控制指令中包括信号源信息、需处理的信号源的位置范围、以及开窗显示范围；

STB终端，用于根据上述第一控制指令，采用信号源信息对应的解码插件对所述位置范围的信号源数据进行处理，并将处理后的数据在对应的开窗显示范围里进行显示；

数据采集设备，用于根据连接插件连接到信号源，并将接收到的信号源数据发送给STB终端的解码插件。

上述本发明方案是包括有主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端的分布式结构，由主控设备向各STB终端发送第一控制指令，以通知STB终端需要对那个信号源进行处理、对信号源的哪个部分进行处理、以及在对应的拼接单元的哪个区域进行显示，各STB终端根据该第一控制指令进行处理和显示，由数据采集设备连接到信号源并将接收到的信号源数据发送给STB终端的解码插件进行处理，由于是采用基于STB的终端来进行图像显示处理，而STB的能耗很小，通常情况下，STB终端的带载功率小于或等于8W，待机功率小于或者等于2W，从而相对于现有的采用PC机的分布式多屏图像显示处理器来说，极大地降低了能源消耗，节省了能源。

依据上述本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，在具体的处理过程中：

主控设备向STB终端发送第一控制指令，该第一控制指令中包括信号源信息、STB终端需要处理显示的信号源的坐标范围、以及需要开窗显示的拼接墙的位置坐标的开窗显示范围；

STB终端的解码插件接收到信号采集设备发送的信号源数据后，对需要处理信号源的坐标范围的信号源数据进行解码等处理，并将处理后的数据在对应的开窗显示范围内进行显示。

由此可见，在上述本发明方案中，主控设备是本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器与多屏拼接墙控制软件通讯的接口，同时也是整个处理器的控制者，它接收拼接墙的操作指令，然后将其转化为处理器的内部指令并分发给相应部件执行，同时将执行结果反馈给多屏拼接墙控制软件，同时，它还可以对处理器内部的显示资源、信号资源进行管理。

而上述本发明的STB终端，是对现有的STB进行改进后的应用，相对于现有的传统的STB产品来说，其区别或者改进主要可表现在：其不具有现有STB产品的信道解调模块，且相对于现有STB产品来说，加入了相关的专业控制程序以及专用解码程序，可以通过网络把使用在多屏拼接墙显示系统中的STB终端组成一个图像显示处理器，从而可以实现符合Video、S-Video、YPbPr/YCbCr、VGA、DVI等多种信号显示的需要。

而上述本发明的信号采集设备，主要完成RGB、视频信号、网络信号等信号的采集。

基于不同的考虑因素，该基于STB的分布式多屏图像显示处理器可以有不同的处理方式，以下就以其中的两种方式进行详细说明。

在其中一种处理方式中，信号采集设备根据STB终端的连接指令连接到信号源。

在该处理方式中，主控设备、STB终端、信号采集设备启动后，STB终端、信号采集设备向主控设备注册，即连接到主控设备。主控设备配置多屏拼接显示墙的拼接单元与STB终端的对应关联关系，实现拼接单元与STB终端的映射关系。其中，STB终端启动时加载所有的解码插件，信号采集设备启动时加载所有的连接插件，其中连接插件与解码插件是一一对应的关系，即一种连接插件对应一种解码插件。

在具体的开窗显示过程中，主控设备接收到上端发送的拼接墙开窗指令，该开窗指令中通常包括有需在大屏幕上开窗的窗口的位置坐标信息、信号源信息、信号通道信息等信息，主控设备接收后，根据该窗口的位置坐标信息进行处理，计算判定出需要进行开窗显示的STB终端、以及各STB终端需要处理显示的坐标范围、以及各STB终端需要在拼接单元上开窗显示的开窗显示范围（即各STB终端处理后的信号源信息需要在对应的拼接单元的哪个部分进行显示），该计算处理过程可以与现有技术中的相同，在此不予赘述。

然后主控设备向这些需要进行开窗显示的STB终端发送第一控制指令，其中出于不同的考虑策略，该第一控制指令中包含的信息、以及发送给STB的方式可以有所不同：

在其中一种方式中，发送给各STB终端的第一控制指令中包含的信息均不相同，即向某个STB终端发送的第一控制指令中只包括有与该STB终端相关的信息，例如：信号源信息、该STB终端需要处理显示的信号源的坐标范围、该STB终端需要开窗显示的开窗显示范围，在发送给其中某个STB终端的第一控制指令中，还包括有指定STB信息，该指定STB信息用以指定该特定的STB终端向信号采集设备发送连接指令；

在另外一种方式中，主控设备是向各STB终端发送相同的第一控制指令，由STB终端自己从中提取出与其相关的处理信息，该第一控制指令中包括有：信号源信息、各STB终端需要处理显示的坐标范围、各STB终端需要开窗显示的开窗显示范围、以及指定STB信息，该指定STB信息用以指定该特定的STB终端向信号采集设备发送连接指令，各STB终端接收到该第一控制指令后，自己从中识别出对应于自己的信号源信息、需要处理显示的信号源的坐标范围、开窗显示范围。

对应于该指定STB信息的指定STB终端接收到该第一控制指令后，根据第一控制指令中的信号源信息查找、调用对应的解码插件，并用该解码插件向信号采集设备发送连接指令，该连接指令中包括解码插件的值以及信号源信息；

信号采集设备接收到连接指令后，根据解码插件的值查找对应的连接插件，并用该连接插件连接到信号源，接收信号源传送的信号源数据，并将接收到的信号源数据发送给各STB终端。

其中，信号采集设备向STB终端发送信号源数据时，可以是向所有的STB终端发送，由各STB终端自己决定是否需要接收信号采集设备发送过来的数据，也可以是仅向需要接收的STB终端发送，在仅向需要接收的STB终端发送时，在指定STB终端向信号采集设备发送的连接指令中，需要包含有需要接收信号源数据的STB终端的信息，信号采集设备根据该信息将信号源数据发送给需要接收的STB终端。

STB终端的解码插件接收到信号源数据后，对需要处理信号源的坐标范围的信号源数据进行解码等处理，并将处理后的数据在对应的开窗显示范围内进行显示。

上述处理过程是以信号采集设备根据STB终端的连接指令连接到信号源进行说明，在另外一种处理方式中，主控设备可直接向信号采集设备发送第二控制指令，信号采集设备根据主控设备的第二控制指令连接到信号源。

在该处理方式中，主控设备、STB终端、信号采集设备启动后，STB终端、信号采集设备向主控设备注册，即连接到主控设备。主控设备配置多屏拼接显示墙的拼接单元与STB终端的对应关联关系，实现拼接单元与STB终端的映射关系。其中，STB终端启动时加载所有的解码插件，信号采集设备启动时加载所有的连接插件，其中连接插件与解码插件是一一对应的关系，即一种连接插件对应一种解码插件。

在具体的开窗显示过程中，主控设备接收到上端发送的拼接墙开窗指令，该开窗指令中通常包括有需在大屏幕上开窗的窗口的位置坐标信息、信号源信息、信号通道信息等信息，主控设备接收后，根据该窗口的位置坐标信息进行处理，计算判定出需要进行开窗显示的STB终端、以及各STB终端需要处理显示的坐标范围、以及各STB终端需要在拼接单元上开窗显示的开窗显示范围（即各STB终端处理后的信号源信息需要在对应的拼接单元的哪个部分进行显示），该计算处理过程可以与现有技术中的相同，在此不予赘述。

然后主控设备向这些需要进行开窗显示的STB终端发送第一控制指令，出于不同的考虑策略，该第一控制指令中包含的信息、以及发送给STB的方式可以有所不同：

在其中一种方式中，发送给各STB终端的第一控制指令中包含的信息均不相同，即向某个STB终端发送的第一控制指令中只包括有与该STB终端相关的信息，例如：信号源信息、该STB终端需要处理显示的信号源的坐标范围、该STB终端需要开窗显示的开窗显示范围；

在另外一种方式中，主控设备是向各STB终端发送相同的第一控制指令，由STB终端自己从中提取出与其相关的处理信息，该第一控制指令中包括有：信号源信息、各STB终端需要处理显示的坐标范围、各STB终端需要开窗显示的开窗显示范围，各STB终端接收到该第一控制指令后，自己从中识别出对应于自己的信号源信息、需要处理显示的信号源的坐标范围、开窗显示范围。

此外，主控设备还向信号采集设备发送第二控制指令，该第二控制指令中包括有信号源信息。

信号采集设备接收到第二控制指令后，根据第二控制指令中的信号源信息，查找对应的连接插件，并用该连接插件连接到信号源，然后接收信号源传送的信号源数据，并将接收到的信号源数据发送给STB终端。

其中，信号采集设备向STB终端发送信号源数据时，可以是向所有的STB终端发送，也可以是仅向需要接收的STB终端发送，在仅向需要接收的STB终端发送时，在主控设备向信号采集设备发送的第二控制指令中，需要包含有需要接收信号源数据的STB终端的信息，信号采集设备根据该信息将信号源数据发送给需要接收的STB终端。

STB终端的解码插件接收到信号源数据后，对需要处理信号源的坐标范围的信号源数据进行解码等处理，并将处理后的数据在对应的开窗显示范围内进行显示。

图2中示出了一个在2行2列、分辨率是1024x768的拼墙系统中，采用本发明方案进行跨屏开窗显示的示例。

具体实现时，首先在大屏幕控制软件中开窗，控制软件根据所开窗口的位置计算出窗口大屏幕拼接墙中的位置A、B、C、D的坐标，依次是A(512、384)、B(1536、384)、C(512、1152)、D(1536、1155)，然后将该些位置坐标及所开窗口信号的属性（例如信号源IP、Type、Decode等）发送给主控设备。

然后，主控设备根据接收到的窗口A、B、C、D的坐标信息A(512、384)、B(1536、384)、C(512、1152)、D(1536、1152)，计算确定出需要参与此次开窗操作的STB终端，并为每个STB终端计算出各自的显示区域（即该STB终端所开窗口在其对应的拼接单元中的坐标），如参与开窗的STB终端A所需开的窗口在其对应拼接单元中的坐标范围为AI(512、384)、BI(1024、384)、CI(512、768)、DI(1024、768)，参与开窗的STB终端D在其对应拼接单元中的坐标范围为AII(0、0)、BII(512、0)、CII(384、0)、DII(512、384)，如图3所示。

STB终端接收到主控设备的指令后，根据指令信息中的值，在所注册的STB终端中查找到对应的解码插件，并根据开窗指令及信号源描述信息对信号采集设备发送过来的信息进行处理并开窗显示。

其中，上述主控设备、信号采集设备可以用PC机来实现。

应用上述本发明的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，还可以同时达到下述有益效果：

功耗低，符合国际绿色环保的理念：经检验，本发明方案中采用的STB终端带载功率≤8W、待机功率≤2W，符合中国的GB25957-2010STB能效标准，且能达到美国能源之星标准，相对于现有的基于PC设备的处理器来说，极大地减少了能源的损耗；

STB终端的外观体积小，占地空间小，更符合机房集中管理的要求；

成本低：由于数字技术、多媒体技术和网络技术的迅速发展，将促使STB整个成本下降，基于本发明方案目前采用的STB终端产品而言，市场价格是传统分布式图像显示处理器的五分之一，极大地降低了成本。

以上所述的本发明实施方式，仅仅是对本发明的较佳实施例的详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于，包括：主控设备、信号采集设备以及一个以上的STB终端，信号采集设备启动时加载所有的连接插件，各所述STB终端启动时加载所有的解码插件，连接插件与解码插件一一对应；

所述主控设备向各所述STB终端发送第一控制指令，所述第一控制指令中包括信号源信息、需处理的信号源的位置范围、以及开窗显示范围；

所述信号采集设备根据连接插件连接到信号源，并将接收到的信号源数据发送给STB终端的解码插件；

所述STB终端根据所述信号源信息对应的解码插件对所述位置范围的信号源数据进行处理后在对应的开窗显示范围里进行显示。

2.根据权利要求1所述的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于，所述第一控制指令还包括指定STB信息；

所述指定STB信息对应的指定STB终端接收到所述第一控制指令后，调用所述信号源信息对应的解码插件向所述信号采集设备发送连接指令，所述连接指令包括解码插件的值以及信号源信息；

所述信号采集设备根据所述解码插件的值查找对应的连接插件，并用该连接插件连接到信号源，并将信号源数据向各STB终端发送。

3.根据权利要求1所述的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于，所述第一控制指令还包括指定STB信息；

所述指定STB信息对应的指定STB终端接收到所述第一控制指令后，调用所述信号源信息对应的解码插件向所述信号采集设备发送连接指令，所述连接指令包括解码插件的值、信号源信息以及需要接收信号源数据的STB终端信息；

所述信号采集设备根据所述解码插件的值查找对应的连接插件，并用该连接插件连接到信号源，并将信号源数据向需要接收信号源数据的STB终端发送。

4.根据权利要求1所述的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于：

所述主控设备，还向所述信号采集设备发送第二控制指令，所述第二控制指令中包括信号源信息；

所述信号采集设备根据所述第二控制指令中的信号源信息调用连接插件，采用该连接插件连接到信号源，并将信号源数据向各STB终端发送。

5.根据权利要求1所述的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于：

所述主控设备，还向所述信号采集设备发送第二控制指令，所述第二控制指令中包括信号源信息、以及需要接收信号源数据的STB终端信息；

所述信号采集设备根据所述第二控制指令中的信号源信息调用连接插件，采用该连接插件连接到信号源，并将信号源数据向需要接收信号源数据的STB终端发送。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于STB的分布式多屏图像显示处理器，其特征在于：

所述主控设备为PC机；

和/或

所述信号采集设备为PC机。

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