CN110347363A - 基于显示器的图像无限切割拼接技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于显示器的图像无限切割拼接技术，在图像讯号源无切割、无分配输出的环境或条件下，拼接中的显示器通过并接或串接的方式接入同一讯号源，通过对拼接中的每台显示器作图像分割单元大小、模式、拼接序号的配置和设定，多台低分辨率显示器组合显示出高分辨率的画面，控制处理主板包含微控制处理器，图像讯号输入接口，图像讯号环出接口,显示驱动输出接口，微控制驱动程序，讯号输入接口将讯号源的图像讯号接收到控制处理主板,通过控制输入设备操作菜单交互界面，对接收到的图像讯号作单元分割模式、拼接序号的配置，微控制驱动程序根据配置对图像讯号进行相应的截取、缩放处理。

Description

基于显示器的图像无限切割拼接技术
【技术领域】
本发明涉及一种基于显示器的图像无限切割拼接技术，尤指通过显示器本身对接收到的图像讯号做任意显示单元的切割和拼接技术, 本技术不用依赖矩阵机、视频分配器等设备，可在讯号源没有切割、无分配输出的环境或条件下，应用于展厅、会议室、车站、机场、医院、科研教育机构、广场等由多屏拼接组成的大屏显示场景，亦可应用于单屏全显或任意单元截取显示。
【背景技术】
当前,随着大型面板产业及显示器驱动相关技术的不断发展,大型显示器及多屏拼接组合得到了越来越广泛的应用。传统的视频图像分割、拼接处理技术通常是建立于信号源前端主机或一些中间设备（如矩阵机）对显示图像信号作切割分屏，再通过矩阵机等分配器分别送出给拼接屏组中的每一个显示屏，通过调整每台显示器的拼接位置来实现完整图像表现；这种固定式的切割和拼接成像方式不仅对信号源的分屏推送有硬件和软件上的要求，而且在显示器的拼接摆放调试上具有非常低的灵活性和便利性。
传统的视频图像分割、拼接处理技术,由于依赖于前端主机对讯号作切割和分配处理，或需中间有矩阵机或视频分配器对源讯号作切割和无分配输出，这种传统的技术相对模块繁多、结构复杂、硬件机构庞大，技术成本较高。
因此，有必要设计一种好的基于显示器的图像无限切割拼接技术，以克服上述问题。
【发明内容】
设计出一种基于显示器的图像无限切割拼接技术，在图像讯号源本身无切割、无分配输出的环境或条件下，通过对拼接中的每台显示器作图像分割单元大小、模式、拼接序号的相关配置和设定，使多台低分辨率显示器能组合一起显示出高分辨率的画面，达到拼接显示的效果。
一种基于显示器的图像无限切割拼接技术，在图像讯号源无切割、无分配输出的环境或条件下，拼接中的显示器通过并接或串接的方式接入同一讯号源，通过对拼接中的每台显示器作图像分割单元大小、模式、拼接序号的配置和设定，多台低分辨率显示器组合显示出高分辨率的画面，其特征在于，包括：在图像讯号源本身无切割、无分配输出时，多台显示器相应的接拼放置，通过并联的方式接入同一讯号源，或通过显示器讯号环出以串接的方式接入同一讯号源，对每台所述显示器作相应的分割、拼接设置，每台所述显示器显示其空间对应的图像部分，多台显示器形成拼接画面。所述显示器设有一控制处理主板，一显示输出设备，一控制输入设备，所述控制处理主板包含一微控制处理器，一图像讯号输入接口，一图像讯号环出接口,一显示驱动输出接口，一微控制驱动程序，所述控制处理主板为集成化主板，所述控制输入设备为按键板或遥控器，所述显示输出设备为显示屏，所述讯号输入接口将讯号源的图像讯号接收到所述控制处理主板, 通过所述控制输入设备操作所述菜单交互界面，对接收到的图像讯号作单元分割模式、拼接序号的配置，所述微控制驱动程序根据配置对图像讯号进行相应的截取、缩放处理，通过所述图像讯号输出接口将讯号推送到所述显示输出设备,使截取到的图像部分在输出设备上满屏显示，所述微控制驱动程序包括一菜单交互界面。
进一步地，所述显示器微控制处理器包括一主控单元MCU，一图像讯号输入控制模块，一图像讯号处理模块，一存储控制模块, 一色彩画质处理模块，一OSD菜单交互处理模块,一声音模块，一电源管理模块，一讯号环出控制模块以及一讯号驱动输出接口模块。
进一步地，所述主控单元MCU负责所述微控制驱动程序的运行和执行，以及菜单交互操作功能，以对所述主控制器的各模块作相应的设定、配置、处理。
进一步地，所述图像讯号输入控制模块负责对讯号输入通道的选取和配置，接收、解码输入讯号，获取输入讯号格式、横竖向大小、行频场频讯息，并传输给所述图像讯号处理模块，所述图像讯号处理模块根据讯号切割模式设置，对接收的到图像讯号作分割选取，并根据所述输出设备显示屏的屏参作画面缩放处理，通过所述色彩画质处理模块对图像色彩和画质上加以处理后经所述讯号驱动输出接口模块将截取的图像讯号输出给显示屏以显示出图像画面。
进一步地，所述存储控制模块负责所述主控单元MCU在微控制驱动程序运行和处理过程中的数据和信息的转化、缓存，以及用户配置和预设数据的非易失性存储。
进一步地，所述OSD菜单交互处理模块结合所述控制输入设备和所述输出设备显示屏进行交互控制，多屏拼接时，用户基于每台所述显示器的OSD菜单交互处理模块对其做图像单元的分割模式、拼接序号的选取作配置，以及对所述显示器的画面亮度、色彩、当前讯号源通道设定作调整。
进一步地，所述声音模块接收、解码HDMI、DP输入讯号中的音频讯号，或接收Linein讯号，并以Line out形式输出给喇叭或音响设备。
进一步地，所述电源管理模块，对所述显示器作电源管理。
进一步地，所述讯号环出控制模块负责将接收到的图像讯号同步输出，级联到下一台所述显示器；所述讯号驱动输出接口模块负责将所述控制处理主板处理过图像讯号输出到显示屏显示。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
基于显示器的图像无限切割拼接技术，用户可通过所述显示器的菜单交互界面和设备，根据每台所述显示器拼接中实际的拼放位置对所述显示器单元做相应的设定和配置，将所述显示器接收到的同一超高清图像讯号做相应大小单元窗口的分割，并对分割讯号单元作选取、缩放和图像处理并显示，使得拼接的所有所述显示器显示出的画面整体上达到拼接放大显示的效果。本设计中所述显示器不用依赖矩阵机、视频分配器等设备，可在讯号源没有切割、无分配输出的环境或条件下，能根据实际需要通过相应数目的所述显示器作拼接，拼接中的所有所述显示器均通过并联或串联的方式接入同一讯号源，使多屏组合显示具有非常高的自由度和灵活性，极大地降底了拼接显示的环境复杂度和拼接成本门槛，本技术集成非常高。另外，在单屏应用情况下, 用户同样可以将讯号源做任意大小的单元做切割, 并根据需要的单元做出选取和缩放显示，以满足用户对高清图像做显示单元性切割、选取，最后通过缩放后全屏显示。
【附图说明】
图1为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术的单元原理框架示意图；
图2为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术的软件设定流程框图；
图3为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术中4x4多屏拼接组合显示示意图。
图4为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术中显示器2x2同源串联拼接组合应用示意图。
图5为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术中显示器2x2同源并联拼接组合应用示意图。
图6为本发明基于显示器的图像无限切割拼接技术中单屏切割截取显示示意图。
【具体实施方式】
为便于更好的理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
其中图1为所述显示器单元原理框架示意图。
请参见图1至图3，基于显示器的图像无限切割拼接技术，在图像讯号源无切割、无分配输出的环境或条件下，拼接中的显示器通过并接或串接的方式接入同一讯号源，通过对拼接中的每台显示器作图像分割单元大小、模式、拼接序号的配置和设定，多台低分辨率显示器组合显示出高分辨率的画面，在图像讯号源本身无切割、无分配输出时，多台显示器相应的接拼放置，通过并联的方式接入同一讯号源，或通过显示器讯号环出以串接的方式接入同一讯号源，对每台所述显示器作相应的分割、拼接设置，每台所述显示器显示其空间对应的图像部分，多台显示器形成拼接画面。基于显示器的图像无限切割拼接技术对显示器图像讯号可做任意单元窗口的切割和拼接技术, 可应用于展厅、会议室、车站、机场、医院、科研教育机构、广场等由多屏拼接组成的大屏显示场景，亦可使用于单屏情况下的讯号任意单元的截取和缩放，请参见图6，在单屏应用情况下, 用户同样可以将讯号源做任意大小的单元做切割, 并根据需要的单元做出选取和缩放显示，以满足用户对高清图像做显示单元性切割、选取，最后通过缩放后全屏显示。
所述显示器设有一控制处理主板，一显示输出设备，一控制输入设备，所述控制处理主板包含一微控制处理器，一图像讯号输入接口，一图像讯号环出接口,一显示驱动输出接口，一微控制驱动程序，所述控制处理主板为集成化主板，所述控制输入设备为按键板或遥控器，所述显示输出设备为显示屏，所述讯号输入接口将讯号源的图像讯号接收到所述控制处理主板, 通过所述控制输入设备操作所述菜单交互界面，对接收到的图像讯号作单元分割模式、拼接序号的相关配置，所述微控制驱动程序根据配置对图像讯号进行相应的截取、缩放处理，通过所述图像讯号输出接口将讯号推送到所述显示输出设备,使截取到的图像部分在输出设备上满屏显示，所述微控制驱动程序包括一菜单交互界面。
所述显示器微控制处理器包括一主控单元MCU，一图像讯号输入控制模块，一图像讯号处理模块，一存储控制模块, 一色彩画质处理模块，一OSD菜单交互处理模块,一声音模块，一电源管理模块，一讯号环出控制模块以及一讯号驱动输出接口模块。
所述主控单元MCU负责所述微控制驱动程序的运行和执行，以及菜单交互操作功能，以对所述主控制器的各模块作相应的设定、配置、处理。所述图像讯号输入控制模块负责对讯号输入通道的选取和配置，接收、解码输入讯号，获取输入讯号格式、横竖向大小、行频场频讯息，并传输给所述图像讯号处理模块。所述图像讯号处理模块根据讯号切割模式设置，对接收的到图像讯号作分割选取，并根据所述输出设备显示屏的屏参作画面缩放处理，通过所述色彩画质处理模块对图像色彩和画质上加以处理后经所述讯号驱动输出接口模块将截取的图像讯号输出给显示屏以显示出图像画面。
所述存储控制模块负责所述主控单元MCU在微控制驱动程序运行和处理过程中的数据和信息的转化、缓存，以及用户配置和预设数据的非易失性存储。所述用户配置和预设数据的非易失性存储可以确保切割拼接的等预设值在所述显示器断电的情况下能存储，并在上电后能正确读取并让所述显示器恢复相应配置和设定。
所述OSD菜单交互处理模块结合所述控制输入设备和所述输出设备显示屏进行交互控制，多屏拼接时，用户基于每台所述显示器的OSD菜单交互处理模块对其做图像单元的分割模式、拼接序号的选取作配置，以及对所述显示器的画面亮度、色彩、当前讯号源通道设定作调整。所述声音模块接收、解码HDMI、DP输入讯号中的音频讯号，或接收Line in讯号，并以Line out形式输出给喇叭或音响设备，以同步画面显示时的音效场景。可通过多屏拼接时的空间摆放，设立单台所述显示器的声音输出模式，比如拼接在左边的显示器只设定左声道声音输出，拼接在右边的显示器只设定右声道声音输出，这能增强拼接屏在整体音效上的立体感。所述电源管理模块，对所述显示器作电源管理，比如无讯号情况下会进入省电模式，有讯号情况下自动唤醒，以达到节能控制的目的。
所述讯号环出控制模块负责将接收到的图像讯号同步输出，级联到下一台所述显示器；所述讯号驱动输出接口模块负责将所述控制处理主板处理过图像讯号输出到显示屏显示。
综合上述原理功能和特性，图4和图5分别展述所述显示器的串联同源拼接显示和并联同源拼接显示的应用。
请参见图4，显示器串联同源拼接显示应用，4台最大输出分辨率为1920x1080的所述FHD高清显示器在空间上按2x2阵列拼接成3840x2160 的UHD 超清显示拼接墙，讯号源为具有1个HDMI2.0输出接口的显卡的PC主机, 4台拼接的所述显示器其中显示器1 HDMI输入接口接上PC 显卡的HDMI2.0输出接口，显示器2的HDMI2.0输入接口接上显示器1的环出HDMI2.0输出接口，显示器3的HDMI2.0输入接口接上显示器2的环出HDMI2.0输出接口，显示器4的HDMI2.0输入接口接上显示器3的环出HDMI2.0输出接口，四台显示器形成级连同源模式，每台所述显示器可以接收到同样的4k2k的图像讯号，通过对每台所述显示器进行图像讯号切割大小、拼接位置或序号的设定，本图中，显示器1设置对图像左上方1/4部分的讯号作切割、截取和画质处理并显示，显示器2、显示器3、显示器4分别设置对图像右上方、左下方、右下方1/4部分的讯号作切割和截取和画质处理并显示，4台所述2k1k 的FHD显示器拼接在一起呈现的整体图像画面即是一幅帧4k2k的超高清图像。整个系统中间无需用到矩阵机或视频分配器等设备，无需具有特殊图像切割的GPU或PC系统，只需普通的能支持4k2k输出的PC作为讯号源即可。
请参见图5，显示器并联同源拼接显示应用，4台最大输出分辨率为1920x1080的所述FHD高清显示器在空间上按2x2阵列拼接成3840x2160 的UHD 超清显示拼接墙，讯号源可以是一台装配有4个UHD 图像讯号输出接口的显卡的PC(或者是一个1进4出的UHD盒子)，以本图所述为具有2个HDMI2.0和2个DP1.2输出接口的显卡的PC主机。 所述显示器可支援多种讯号格式输入接口，4台拼接的所述显示器其中显示器1和显示器2分别接入PC的两个DP接口，显示器3和显示器4分别接入PC的两个HDMI接口。PC端设置4个输出口为4k2k复制模式分辨率输出，每台所述显示器可以通过各自的输入通道接收到4k2k的图像讯号，通过对每台所述显示器进行图像讯号的切割大小、拼接位置或序号的设定，4台所述2k1k 的FHD显示器呈现的整体图像画面即是一幅帧4k2k的超高清图像。整个系统中间同样无需用到矩阵机或视频分配器等中间设备，无需具有特殊图像切割的GPU或PC系统，只需在4K2K输出的PC上做一下简单的讯号输出模式设定即可。
以上详细说明仅为本发明之较佳实施案例的说明，非因此局限本发明的专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种基于显示器的图像无限切割拼接技术，在图像讯号源无切割、无分配输出的环境或条件下，拼接中的显示器通过并接或串接的方式接入同一讯号源，通过对拼接中的每台显示器作图像分割单元大小、模式、拼接序号的配置和设定，多台低分辨率显示器组合显示出高分辨率的画面，其特征在于，包括：在图像讯号源本身无切割、无分配输出时，多台显示器相应的接拼放置，通过并联的方式接入同一讯号源，或通过显示器讯号环出以串接的方式接入同一讯号源，对每台所述显示器作相应的分割、拼接设置，每台所述显示器显示其空间对应的图像部分，多台显示器形成拼接画面，所述显示器设有一控制处理主板，一显示输出设备，一控制输入设备，所述控制处理主板包含一微控制处理器，一图像讯号输入接口，一图像讯号环出接口,一显示驱动输出接口，一微控制驱动程序，所述控制处理主板为集成化主板，所述控制输入设备为按键板或遥控器，所述显示输出设备为显示屏，所述讯号输入接口将讯号源的图像讯号接收到所述控制处理主板, 通过所述控制输入设备操作所述菜单交互界面，对接收到的图像讯号作单元分割模式、拼接序号的配置，所述微控制驱动程序根据配置对图像讯号进行相应的截取、缩放处理，通过所述图像讯号输出接口将讯号推送到所述显示输出设备,使截取到的图像部分在输出设备上满屏显示，所述微控制驱动程序包括一菜单交互界面。
2.如权利要求1所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述显示器微控制处理器包括一主控单元MCU，一图像讯号输入控制模块，一图像讯号处理模块，一存储控制模块, 一色彩画质处理模块，一OSD菜单交互处理模块,一声音模块，一电源管理模块，一讯号环出控制模块以及一讯号驱动输出接口模块。
3.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述主控单元MCU负责所述微控制驱动程序的运行和执行，以及菜单交互操作功能，以对所述主控制器的各模块作相应的设定、配置、处理。
4.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述图像讯号输入控制模块负责对讯号输入通道的选取和配置，接收、解码输入讯号，获取输入讯号格式、横竖向大小、行频场频讯息，并传输给所述图像讯号处理模块，所述图像讯号处理模块根据讯号切割模式设置，对接收的到图像讯号作分割选取，并根据所述输出设备显示屏的屏参作画面缩放处理，通过所述色彩画质处理模块对图像色彩和画质上加以处理后经所述讯号驱动输出接口模块将截取的图像讯号输出给显示屏以显示出图像画面。
5.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述存储控制模块负责所述主控单元MCU在微控制驱动程序运行和处理过程中的数据和信息的转化、缓存，以及用户配置和预设数据的非易失性存储。
6.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述OSD菜单交互处理模块结合所述控制输入设备和所述输出设备显示屏进行交互控制，多屏拼接时，用户基于每台所述显示器的OSD菜单交互处理模块对其做图像单元的分割模式、拼接序号的选取作配置，以及对所述显示器的画面亮度、色彩、当前讯号源通道设定作调整。
7.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述声音模块接收、解码HDMI、DP输入讯号中的音频讯号，或接收Line in讯号，并以Line out形式输出给喇叭或音响设备。
8.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述电源管理模块，对所述显示器作电源管理。
9.如权利要求2所述的基于显示器的图像无限切割拼接技术，其特征在于：所述讯号环出控制模块负责将接收到的图像讯号同步输出，级联到下一台所述显示器；所述讯号驱动输出接口模块负责将所述控制处理主板处理过图像讯号输出到显示屏显示。
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