CN105446686A - 一种多屏拼接系统、多屏拼接显示方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多屏拼接系统、多屏拼接显示方法及装置，能够在超大的分辨率下保证数据的完整传输。本发明实施例系统包括：计算机，高速计算机交换接口设备以及至少两个显示模块；通过计算机生成各显示模块对应的图像运算指令和坐标信息，将图像运算指令通过高速计算机交换接口设备发送至坐标信息对应的显示模块；各显示模块再根据图像运算指令生成图像并显示。因此，本发明实施例中，高速计算机交换接口只需要传输图像运算指令和坐标信息，由各显示模块根据图像运算指令并行处理生成需要显示的图像，从而大大减少了高速计算机交换接口设备传输的数据量，在超大的分辨率下也可以保证数据的完整传输，同时可以保证图像帧率。

Description

一种多屏拼接系统、多屏拼接显示方法及装置

技术领域

本发明涉及视频处理领域，尤其涉及一种多屏拼接系统、多屏拼接显示方法及装置。

背景技术

在视频处理领域，超大分辨率的图像往往需要分割拼接显示，在专利CN101615108B中提出了一种多屏拼接装置及多屏拼接方法，该装置由带高速计算机交换接口的成像模块，高速计算机交换接口设备，计算机，带高速计算机交换接口的显示模块构成。处理方法是由计算机给成像模块发送运算及分割指令，在成像模块中产生所需的图像数据，然后再通过高速计算机交换接口设备将图像数据传输到显示模块，最后进行输出显示。

上述发明的成像模块需要首先产生所需图像，并按照行列配置进行分割图像，然后再通过高速计算机交换接口设备将图像数据传输到显示模块，此方法带来的最大问题是需要传输大量的图像数据，随着分辨率的增大，传输数据量呈几何级增长，为了在有限的带宽中传输不断增加的数据，就只能降低图像帧率，从而导致图像不流畅的问题。

例如：高速计算机交换接口设备以外部设备互联高速接口(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIE)16X，2.0版本为例，理论总带宽可达10GB/s。当图像大小为每个显示单元1920x1080分辨率，3行4列，则总分辨率为7680x3240，按RGB24bit格式传输，1秒60帧所需传输的数据量约为4.17GB/s。如果图像长宽各增加1倍，6行8列，总分辨率为15360x6480，则1秒60帧所需传输的数据量约为16.68GB/s。此时已超过传输带宽限制，为了能传输完整图像，则只能通过降低图像帧率来减少传输数据量。当分辨率继续增大，图像帧率进一步降低，图像不流畅的问题就会更加明显。

发明内容

本发明实施例提供了一种多屏拼接系统、多屏拼接显示方法及装置，能够在超大的分辨率下保证数据的完整传输，并保证图像帧率，避免图像不流畅。

第一方面，本发明实施例提供了一种多屏拼接系统，包括计算机，高速计算机交换接口设备以及至少两个显示模块；

计算机，用于产生图像运算指令和坐标信息，将图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备；

高速计算机接口设备，用于将接收到的图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块；

显示模块，用于接收图像运算指令，根据图像运算指令生成图像并显示。

本发明实施例中通过计算机将各显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备；由高速计算机交换接口设备将接收到的图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块；各显示模块再根据图像运算指令生成图像并显示。因此，本发明实施例中，高速计算机交换接口只需要传输图像运算指令和坐标信息，由各显示模块根据图像运算指令并行处理生成需要显示的图像，从而大大减少了高速计算机交换接口设备传输的数据量，在超大的分辨率下也可以保证数据的完整传输，同时可以保证图像帧率，避免不流畅问题。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，显示模块具体包括成像单元和输出单元；其中，成像单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像；输出单元，用于将图像输出显示。

因此，本发明实施例并不是只有一个成像单元，而是在每个显示模块中都有一个独立的成像单元，每个成像单元都能够根据高速计算机接口设备发送的属于该显示模块的图像运算指令生成图像，从而能够通过并行的方式提高图像处理的效率。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，成像单元包括处理子单元和存储器；其中，处理子单元，具体用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像；存储器，用于存储处理子单元生成的图像；输出单元，用于从存储器中获取图像，将图像输出显示。

本发明实施例中在系统中只在每个成像单元中使用了存储器来存储各自显示模块的图像，而无需在高速计算机接口设备侧使用存储器来存储所有显示模块需要输出的图像，从而节省存储器资源，同时也避免了大量数据在存储器之间来回搬运，也提高了图像处理的效率。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，计算机，具体用于计算显示模块对应的坐标信息，根据需要显示的目标图像和显示模块对应的坐标信息产生显示模块对应的图像运算指令，将显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备。

本发明实施例中，计算机将需显示的目标图像看成一个二维坐标空间，每个显示模块映射为坐标空间的一部分，计算机通过高速计算机交换接口设备将运算指令和坐标信息发送给各个成像单元，从而大大减少了高速计算机交换接口设备传输的数据量。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，输出单元，具体用于从存储器中获取图像，按照分辨率产生相应的扫描时序，在扫描时序的控制下将图像输出显示。

结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，高速计算机接口设备为PCIE扩展板或以太网交换机。

结合第一方面的第二种可能的实现方式或第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，处理子单元为图像处理单元GPU或现场可编程门阵列FPGA；存储器为双倍速率同步动态随机存储器DDRSDRAM或临时性存储器。

第二方面，本发明实施例提供了一种多屏拼接显示方法，包括：

显示模块中的成像单元接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像；显示模块中的输出单元输出并显示图像。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在显示模块中的成像单元接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令之前还包括：

高速计算机接口设备接收计算机发送的图像运算指令和坐标信息，将图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块中的成像单元。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，在高速计算机接口设备接收计算机发送的图像运算指令和坐标信息之前还包括：计算机计算显示模块对应的坐标信息，根据需显示的目标图像和显示模块对应的坐标信息产生显示模块对应的图像运算指令，将显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备。

结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现，在第二方面的第三种可能的实现方式方式中，显示模块中的成像单元根据图像运算指令生成图像包括：显示模块中的成像单元的处理子单元根据图像运算指令生成图像，将图像保存至成像单元的存储器中，显示模块中的输出单元输出显示图像包括：显示模块中的输出单元从存储器中获取图像并输出显示。

结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式至第二方面的第三种可能的实现中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式方式中，显示模块中的输出单元输出并显示图像包括：显示模块中的输出单元，按照分辨率产生相应的扫描时序，在扫描时序的控制下将图像输出显示。

第三方面，本发明实施例提供了一种多屏拼接显示装置，包括：

成像单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像；输出单元，用于输出显示图像。

结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，成像单元具体包括：处理子单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像，将图像保存至存储器；存储器，用于保存处理子单元生成的图像；输出单元，具体用于从存储器中获取图像并输出显示。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例的方案具有如下有益效果：

本发明实施例中通过计算机根据目标图像和各显示模块对应的坐标信息产生图像运算指令，将图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备；由高速计算机交换接口设备将接收到的图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块；各显示模块再根据图像运算指令生成图像并显示。因此，本发明实施例中，高速计算机交换接口只需要传输图像运算指令和坐标信息，由各显示模块根据图像运算指令并行处理生成需要显示的图像，从而大大减少了高速计算机交换接口设备传输的数据量，在超大的分辨率下也可以保证数据的完整传输，同时可以保证图像帧率，避免不流畅问题。

附图说明

图1为本发明实施例中的多屏拼接系统的一种示意图；

图2为本发明实施例中的多屏拼接系统的另一种示意图；

图3为本发明实施例中的多屏拼接显示方法的一种流程图；

图4为本发明实施例中多屏拼接显示方法的应用场景示意图；

图5为本发明实施例中的多屏拼接显示装置的一种功能模块示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

多屏拼接技术并不是简单的多个显示器显示多个相同内容，而是多个屏幕上显示各自不同的画面，并可显示拼接的组合大画面。比如分屏数为4的多屏显示卡可以连接4台显示器，既可以让这4台显示器分别显示画面的一部分，一起组成一副画面，也可以让这4台显示器各自显示不同的画面。鼠标及窗口还可以在各个屏幕间漫游移动，而无需软件的任何改动。

多屏拼接系统广泛应用于：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；视讯会议、查询系统等。

图1为本发明实施例中的多屏拼接系统的结构示意图，包括：

计算机11，高速计算机交换接口设备12以及多个显示模块13。

计算机11与高速计算机交换接口设备12连接，高速计算机交换接口设备12与多个显示模块13相连接。

其中，计算机11，用于产生图像运算指令和坐标信息，将图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备。

优选的，计算机11以水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，左上角为原点构建二维坐标，然后将每个屏对应的坐标空间与显示模块相映射，计算显示模块对应的二维坐标信息，根据需要显示的图像和各显示模块对应的坐标信息生成各显示模块对应的图像运算指令，将各显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备12。

如果将图像满屏显示在各个显示模块上，则需要将图像按照各显示模块对应的坐标信息将产生各显示模块的图像运算指令，使得各显示模块能够显示图形的一部分，如果需要显示的图像并不是满屏显示，而是只需要在其中的一个或几个显示模块显示，则只需要生成这其中的一个或几个显示屏的图像运算指令即可。

高速计算机接口设备12，为数据传输提供足够的带宽和传输通道，用于接收计算机11发送的图像运算指令和坐标信息，将接收到的图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块13。

可选的，高速计算机交换接口设备12可以使用高速外部设备互联高速接口(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIE)扩展板，或者万兆级以太网交换机来实现。

显示模块13，用于接收高速计算机接口设备12发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像并显示。

因此，本发明实施例中，是由计算机11产生图像运算指令和坐标信息，高速计算机交换接口12只需要将图像运算指令和坐标信息发送给各显示模块13，由各显示模块13根据图像运算指令并行处理生成需要显示的图像。从而高速计算机交换接口12无需像现有技术中所示的传输各成像模块产生的图像，只需要传输图像运算指令和坐标信息，从而大大减少了高速计算机交换接口设备传输的数据量，在超大的分辨率下也可以保证数据的完整传输，同时可以保证图像帧率，避免不流畅问题。

具体的，显示模块由成像单元和输出单元组成，结合图2，本发明实施例中的多屏拼接系统包括：

计算机21，高速计算机交换接口设备22以及至少两个显示模块23；

其中，每个显示模块23中包括一个成像单元231和一个输出单元232，其中，成像单元231中包括处理子单元2311和存储器2312。

计算机21与高速计算机交换接口设备22连接，高速计算机交换接口设备22与多个显示模块23中的成像单元231中的处理子单元2311相连接，处理子单元2311与存储器2312相连，存储器2312与输出单元232相连。

计算机21与高速计算机交换接口设备22分别与图1所示的实施例中的计算机11与高速计算机交换接口设备12的功能相同，主要为：

计算机21，用于计算显示模块对应的坐标信息，根据图像和显示模块对应的坐标信息产生显示模块对应的图像运算指令，将显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备22。

高速计算机接口设备22，为数据传输提供足够的带宽和传输通道，用于接收计算机21发送的图像运算指令和坐标信息，将接收到的图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块23。具体是发送至显示模块23中成像单元231中的处理子单元2311。

处理子单元2311用于接收高速计算机接口设备22发送的所述图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像，将生成的图像存储到存储器2312中，之后，输出单元232从所述存储器中获取所述图像，将所述图像输出显示。

优选的，因为每个显示模块的分辨率可能不同，因此，输出单元232从存储器中获取图像后，按照该显示模块23的分辨率产生相应的扫描时序，在扫描时序的控制下将图像输出显示。

可选的，高速计算机接口设备22可以为PCIE扩展板或以太网交换机；处理子单元2311可以为图像处理单元(GraphicProcessingUnit，GPU)或现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)。

存储器为双倍速率同步动态随机存储器(DoubleDataRateSDRAM，DDRSDRAM)，或临时性存储器。

因此，本发明实施例并不是只有一个成像单元，而是在每个显示模块中都有一个独立的成像单元，每个成像单元都能够根据高速计算机接口设备发送的属于该显示模块的图像运算指令生成图像，从而能够通过并行的方式提高图像处理的效率。

另外，本发明实施例中在系统中只在每个成像单元中使用了存储器来存储自显示模块的需要输出的图像，而无需在高速计算机接口设备22侧使用存储器来存储需要输出的图像，从而节省存储器资源，同时也避免了大量数据在存储器之间来回搬运，也提高了图像处理的效率。

下面结合图3，介绍本发明实施例中的多屏拼接显示方法，该方法包括：

301、显示模块中的成像单元接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令；

其中，图像运算指令具体是由计算机计算显示模块对应的坐标信息，根据需显示的目标图像和显示模块对应的坐标信息产生显示模块对应的图像运算指令，将显示模块对应的图像运算指令和坐标信息发送至高速计算机交换接口设备，再由高速计算机接口设备接收计算机发送的图像运算指令和坐标信息，将图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块中的成像单元的。

302、显示模块中的成像单元根据图像运算指令生成图像；

优选的，是由成像单元的处理子单元根据图像运算指令生成图像，将图像保存至成像单元的存储器中。

303、显示模块中的输出单元输出显示图像。

优选的，是由显示模块中的输出单元从成像单元的存储器中获取图像，按照分辨率产生相应的扫描时序，在扫描时序的控制下将图像输出显示。

具体的多屏拼接显示方法与上述图2所示多屏拼接系统中阐述相同，在此不予多加赘述。

下面以具体的应用场景来说明本发明实施例中的多屏拼接显示方法。

如图4所示，该多屏拼接显示屏由4行5列显示模块组成，如需在画面中画个圆，首先计算机以水平方向为X轴，垂直方向为Y轴，左上角为原点构建二维坐标，然后将每个屏对应的坐标空间与显示模块相映射。当需要在2号，7号屏上画个圆时，由计算机生成该坐标信息对应的显示模块的图像运算指令，将该图像运算指令和坐标信息发送给高速计算机接口设备，再由高速计算机接口设备将该图像运算指令发送至坐标信息对应的显示模块，由显示模块的成像单元生成图像数据并送入存储器缓存，最后由输出单元将画面输出显示。

下面结合图5，介绍本发明实施例中的多屏拼接显示装置，包括：

成像单元501，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像；

输出单元502，用于输出显示图像。

其中，成像单元501具体包括：处理子单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据图像运算指令生成图像，将图像保存至存储器；存储器，用于保存处理子单元生成的图像，输出单元502，具体用于从存储器中获取图像并输出显示。

具体的多屏拼接显示装置与上述图2所示多屏拼接系统中的显示模块23阐述相同，在此不予多加赘述。

本发明实施例中，在每个多屏拼接显示装置中都一个独立的成像单元，每个成像单元都能够根据高速计算机接口设备发送的属于该显示模块的图像运算指令生成图像，从而能够通过并行的方式提高图像处理的效率。

需要本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多屏拼接系统，其特征在于，包括：

计算机，高速计算机交换接口设备以及至少两个显示模块；

所述计算机，用于产生图像运算指令和坐标信息，将所述图像运算指令和坐标信息发送至所述高速计算机交换接口设备；

所述高速计算机接口设备，用于将接收到的所述图像运算指令发送至所述坐标信息对应的所述显示模块；

所述显示模块，用于接收所述图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像并显示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述显示模块包括成像单元和输出单元；

所述成像单元，用于接收所述高速计算机接口设备发送的所述图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像；

所述输出单元，用于将所述图像输出并显示。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述成像单元包括处理子单元和存储器；

所述处理子单元，具体用于接收所述高速计算机接口设备发送的所述图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像；

所述存储器，用于将存储所述处理子单元生成的图像；

所述输出单元，用于从所述存储器中获取所述图像，将所述图像输出显示。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，

所述计算机，具体用于计算所述显示模块对应的坐标信息，根据目标图像和所述显示模块对应的坐标信息产生所述显示模块对应的图像运算指令，将所述显示模块对应的所述图像运算指令和所述坐标信息发送至所述高速计算机交换接口设备。

5.一种多屏拼接显示方法，其特征在于，包括：

显示模块中的成像单元接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令；

所述显示模块中的成像单元根据所述图像运算指令生成图像；

所述显示模块中的输出单元输出显示所述图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在显示模块中的成像单元接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令之前还包括：

所述高速计算机接口设备接收计算机发送的图像运算指令和坐标信息，将所述图像运算指令发送至所述坐标信息对应的显示模块中的成像单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述高速计算机接口设备接收计算机发送的图像运算指令和坐标信息之前还包括：

所述计算机计算所述显示模块对应的坐标信息，根据目标图像和所述显示模块对应的坐标信息产生所述显示模块对应的图像运算指令，将所述显示模块对应的所述图像运算指令和所述坐标信息发送至所述高速计算机交换接口设备。

8.根据权利要求5至7所述的方法，其特征在于，所述显示模块中的成像单元根据所述图像运算指令生成图像包括：

所述显示模块中的成像单元的处理子单元根据所述图像运算指令生成图像，将所述图像保存至所述成像单元的存储器中；

所述显示模块中的输出单元输出显示所述图像包括：

所述显示模块中的输出单元从所述存储器中获取所述图像并输出显示。

9.一种多屏拼接显示装置，其特征在于，包括：

成像单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像；

输出单元，用于输出显示所述图像。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述成像单元包括：

处理子单元，用于接收高速计算机接口设备发送的图像运算指令，根据所述图像运算指令生成图像，将所述图像保存至存储器；

存储器，用于保存所述处理子单元生成的图像；

输出单元，具体用于从所述存储器中获取图像并输出显示。