CN111147767A - 一种基于fc-av协议的多屏拼接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于FC‑AV协议的多屏拼接系统方法，其中，包括：进行显示器端ID号重排：进行发送端数据处理包括：发送端与显示器接收端建立连接，并判定显示器接收端的ID位置排列，在上位机进行位置ID重排，逐一将显示器接收端的ID号赋值到发送端的对应的目的ID中，以用于数据帧的编辑；发送端上位机根据用户需求将视频源进行处理，将视频源切分为多个视频块，按照切分后排列顺序进行视频缓存，封装到FC‑AV帧的数据载荷中，后进行数据帧发送；进行显示接收端接收数据显示包括：所有发出的FC‑AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧。

Description

一种基于FC-AV协议的多屏拼接方法
技术领域
本发明涉及大屏拼接显示技术，特别涉及一种基于FC-AV协议的多屏拼接方法。
背景技术
液晶大屏拼接显示技术是一项新兴技术，由多个液晶显示屏组成，可任意排列出需要的显示尺寸，具有高亮度、高对比度、高色彩饱和度、高色彩均匀度、长寿命、平均无故障时间长、成本低等特点。目前广泛用于安防监控、信息发布、广告展示等大屏显示系统中。
但尚缺少基于FC-AV协议的视频传输的视频拼接的相关技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，用于解决多路多类型视频格式的远距离大屏拼接显示及显示端瘦客户终端的问题。
本发明一种基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其中，包括：进行显示器端ID号重排：进行发送端数据处理包括：发送端与显示器接收端建立连接，并判定显示器接收端的ID位置排列，在上位机进行位置ID重排，逐一将显示器接收端的ID号赋值到发送端的对应的目的ID中，以用于数据帧的编辑；发送端上位机根据用户需求将视频源进行处理，将视频源切分为多个视频块，按照切分后排列顺序进行视频缓存，封装到FC-AV帧的数据载荷中，后进行数据帧发送；进行显示接收端接收数据显示包括：所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，进行显示器端ID号重排包括：每个接收端都烧录有自己的ID号，多个显示终端随意排布，在FC链路建立成功后，上位机下发位置判定指令与显示终端的接收端进行握手，逐一确认显示屏位置，再在上位机上进行位号重编。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，显示终端的显示屏为任意排布，发送端与显示终端接收端握手后，使用者需在软件界面进行显示屏位置判定，对每个接收端显示屏逐一进行判定，当发送指令1时表面搜索ID为1的接收端连接的显示器，对应显示器点亮，操作者只需在界面上虚拟显示分割框中标记1，系统自动将显示屏位置信息的显示块标记目的ID为1，以用于后边的FC-AV数据帧的生成。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，对于2x2阵列显示屏，在数据帧生成时，系统将需要发送的视频块按照接收端实时显示的内容进行分块处理，将第1行第2列内的视频进行封装时，其目的ID标记为1。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，发送端系统处于待机状态时，等待接收外部光纤链路的链路建立请求信号，当接收到信号后与显示器接收端建立连接，同时上位机可控制链路的传输速率。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，与多个显示接收端建立好链路后，等待用户下发位置判定指令，并将对应位置内的视频内容的目的ID赋值为ID号，以用于视频数据封装，对所有显示终端定位好后，等待用户设定屏幕显示指令，即是将单个视频源单屏显示，还是将多个视频源多屏显示。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，对于单屏显示，由用户指定显示分辨率，即放大倍数N，将视频源像素放大到N倍，再拆分为N×N块，按照排列关系分别封装到对应显示屏的数据帧。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，对于单屏显示，首先切分视频块，将视频源切分为屏幕数量个，对每个小视频块进行放大到需求分辨率，视频按位置序列编号进行缓存；视频数据缓存后，按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送，所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧，从而实现单屏显示。
根据本发明的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法的一实施例，其中，对于多屏显示，若用户设定多屏显示指令，设定显示分布策略，将多路输入视频设定映射到不同的区域；首先将视频一分割为多份，每个小视频块为一定分辨率，对每个分块视频进行放大到相应分辨率，视频按位置序列编号进行缓存；将视频二分割为多份，每个小视频块分辨率为另一定分辨率，对每个分块视频进行放大到相应分辨率视频按位置序列编号进行缓存；视频数据缓存后，需将显示器接收端的目的ID封装到FC-AV帧的目的ID中，将视频数据封装到FC-AV帧的PAYLOAD中，按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送，所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧，进行视频显示。
本发明基于FC-AV协议的视频传输应用于液晶大屏拼接方法有以下优点：传输速率快，基于IP协议的服务器视频编码，码流编码速率最高为4Mbps；基于FC-AV协议的FPGA编码速率以像素时钟为基准，高达几十兆到一百多兆；视频无压缩，无需对视频进行压缩，可实现视频高带宽、高可靠性、低延迟、远距离的无损传输；嵌入式设备，只需在发送端及接收端布置嵌入式设备，耗能低，且免去控制设备的系统崩溃的风险，实现7x24小时安全运行；光纤传输，基于光纤介质的频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强及保真度高等优点，保证视频数据的无损、高速、远距离传输；瘦客户端，多屏显示端可快速实现图像拼接，无需人员在显示端插拔连接线以确认计算机显示输出端间的连接关系，可快速排查故障屏幕，节省时间及人力。
附图说明
图1所示为终端显示器排列顺序与逻辑位置对应图；
图2为发送端系统流程图；
图3为视频源切分为16个视频块示意图；
图4所示为远程显示终端为4×4阵列示意图
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明一种基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，包括：
1、进行显示器端ID号重排：
每个接收端都烧录有自己的ID号。多个显示终端只需随意排布，在FC链路建立成功后，上位机会下发位置判定指令与显示终端的接收端进行握手，逐一确认显示屏位置，再在上位机上进行位号重编。此过程只需要使用者在上位机上软件操作。能够实现快速的、无需人工热插拔显示设备与计算机显示输出端口之间的连接线以调换显示屏位置。
2、发送端数据处理包括：
发送端与显示器接收端建立连接，并判定显示器接收端的ID位置排列，在上位机进行位置ID重排，逐一将显示器接收端的ID号赋值到发送端的对应的目的ID中，以用于数据帧的编辑。
发送端上位机根据用户需求将视频源进行处理，将视频源切分为多个视频块，按照切分后排列顺序进行视频缓存，封装到FC-AV帧的PAYLOAD(数据载荷)中，后进行数据帧发送。
3、显示接收端接收数据显示包括：
所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送。显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同。若相同则接收并解析数据帧，从而实现多屏显示。
图1所示为终端显示器排列顺序与逻辑位置对应图，如图1所示，显示器端ID号重排包括：
以2x2阵列显示屏为例，显示终端的显示屏为任意排布，初始的排列顺序ID号为图1中左图所示。发送端与显示终端4个接收端握手后，使用者需在软件界面进行显示屏位置判定，对每个接收端显示屏逐一进行判定。当发送指令1时表面搜索ID为1的接收端连接的显示器，对应显示器(即右上角ID:1)点亮。操作者只需在界面上虚拟显示分割框中标记1，系统自动将显示屏位置信息(1,2)(即第1行第2列)的显示块标记目的ID为1，以用于后边的FC-AV数据帧的生成。
在数据帧生成时，系统将需要发送的视频块按照接收端实时显示的内容进行分块处理，将第1行第2列内的视频进行封装时，其目的ID标记为1。
图2为发送端系统流程图，如图2所示，系统数据流程包括：发送端系统处于待机状态时，等待接收外部光纤链路的链路建立请求信号，当接收到信号后与显示器接收端建立连接，同时上位机可控制链路的传输速率。
与多个显示接收端建立好链路后，等待用户下发位置判定指令，即上部分提到的与显示器接收端握手获取显示器接收端的ID号，并将对应位置内的视频内容的目的ID赋值为该ID号，以用于视频数据封装。对所有显示终端定位好后，等待用户设定屏幕显示指令，即是将单个视频源单屏显示，还是将多个视频源多屏显示。
(1)单屏显示
单屏显示由用户指定显示分辨率，即放大倍数N。系统将视频源像素放大到N倍，再拆分为N×N块，按照排列关系分别封装到对应显示屏的数据帧。
图3为视频源切分为16个视频块示意图，如图3所示，以视频源为1080P视频需放大到7680×4320，远程显示终端为4×4阵列为例，N＝4。首先切分视频块，将视频源切分为16个，每个小视频块的分辨率变为480x270，再对每个小视频块进行放大到1920×1080分辨率，视频按位置序列编号进行缓存，优先缓存位置(1,1)内的且经过放大的视频块，之后依次缓存(1,2)，(1,3)…到(4.4)的视频块。
视频数据缓存后，按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送。所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同。若相同则接收并解析数据帧，从而实现单屏显示。
(2)多屏显示
若用户设定多屏显示指令，用户需在软件界面上设定显示分布策略，将多路输入视频设定映射到不同的区域。
图4所示为远程显示终端为4×4阵列示意图，如图4所示，以视频源为2路1080P视频需投放到7680×4320大屏上。
首先将视频一分割为12份，每个小视频块分辨率为640x270，对每个分块视频进行放大到1920×1080分辨率。视频按位置序列编号进行缓存，即按照位置(1,1)，(1,2)，(1,3)，(2,1)，(2,2)，(2,3)，…(4.3)的顺序将放大后的视频数据缓存。
将视频二分割为4份，每个小视频块分辨率为1920x270，对每个分块视频进行放大到1920×1080分辨率视频按位置序列编号进行缓存，即按照位置(1,4)，(2,4)，(3,4)，(4,4)的顺序将放大后的视频数据缓存。
视频数据缓存后，需将显示器接收端的目的ID封装到FC-AV帧的目的ID中，将视频数据封装到FC-AV帧的PAYLOAD中。按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送。所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同。若相同则接收并解析数据帧，进行视频显示。
本发明基于FC-AV协议的视频传输应用于液晶大屏拼接方法有以下优点：传输速率快，基于IP协议的服务器视频编码，码流编码速率最高为4Mbps；基于FC-AV协议的FPGA编码速率以像素时钟为基准，高达几十兆到一百多兆；视频无压缩，无需对视频进行压缩，可实现视频高带宽、高可靠性、低延迟、远距离的无损传输；嵌入式设备，只需在发送端及接收端布置嵌入式设备，耗能低，且免去控制设备的系统崩溃的风险，实现7x24小时安全运行；光纤传输，基于光纤介质的频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强及保真度高等优点，保证视频数据的无损、高速、远距离传输；瘦客户端，多屏显示端可快速实现图像拼接，无需人员在显示端插拔连接线以确认计算机显示输出端间的连接关系，可快速排查故障屏幕，节省时间及人力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，包括：
进行显示器端ID号重排：
进行发送端数据处理包括：
发送端与显示器接收端建立连接，并判定显示器接收端的ID位置排列，在上位机进行位置ID重排，逐一将显示器接收端的ID号赋值到发送端的对应的目的ID中，以用于数据帧的编辑；
发送端上位机根据用户需求将视频源进行处理，将视频源切分为多个视频块，按照切分后排列顺序进行视频缓存，封装到FC-AV帧的数据载荷中，后进行数据帧发送；
进行显示接收端接收数据显示包括：
所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧。
2.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，进行显示器端ID号重排包括：每个接收端都烧录有自己的ID号，多个显示终端随意排布，在FC链路建立成功后，上位机下发位置判定指令与显示终端的接收端进行握手，逐一确认显示屏位置，再在上位机上进行位号重编。
3.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，显示终端的显示屏为任意排布，发送端与显示终端接收端握手后，使用者需在软件界面进行显示屏位置判定，对每个接收端显示屏逐一进行判定，当发送指令1时表面搜索ID为1的接收端连接的显示器，对应显示器点亮，操作者只需在界面上虚拟显示分割框中标记1，系统自动将显示屏位置信息的显示块标记目的ID为1，以用于后边的FC-AV数据帧的生成。
4.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，对于2x2阵列显示屏，在数据帧生成时，系统将需要发送的视频块按照接收端实时显示的内容进行分块处理，将第1行第2列内的视频进行封装时，其目的ID标记为1。
5.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，发送端系统处于待机状态时，等待接收外部光纤链路的链路建立请求信号，当接收到信号后与显示器接收端建立连接，同时上位机可控制链路的传输速率。
6.如权利要求5所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，与多个显示接收端建立好链路后，等待用户下发位置判定指令，并将对应位置内的视频内容的目的ID赋值为ID号，以用于视频数据封装，对所有显示终端定位好后，等待用户设定屏幕显示指令，即是将单个视频源单屏显示，还是将多个视频源多屏显示。
7.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，对于单屏显示，由用户指定显示分辨率，即放大倍数N，将视频源像素放大到N倍，再拆分为N×N块，按照排列关系分别封装到对应显示屏的数据帧。
8.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，对于单屏显示，首先切分视频块，将视频源切分为屏幕数量个，对每个小视频块进行放大到需求分辨率，视频按位置序列编号进行缓存；
视频数据缓存后，按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送，所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧，从而实现单屏显示。
9.如权利要求1所述的基于FC-AV协议的多屏拼接系统方法，其特征在于，对于多屏显示，若用户设定多屏显示指令，设定显示分布策略，将多路输入视频设定映射到不同的区域；
首先将视频一分割为多份，每个小视频块为一定分辨率，对每个分块视频进行放大到相应分辨率，视频按位置序列编号进行缓存；
将视频二分割为多份，每个小视频块分辨率为另一定分辨率，对每个分块视频进行放大到相应分辨率视频按位置序列编号进行缓存；
视频数据缓存后，需将显示器接收端的目的ID封装到FC-AV帧的目的ID中，将视频数据封装到FC-AV帧的PAYLOAD中，按照位置判定后的结果，将小视频块和其对应的目的ID封装到数据帧中进行发送，所有发出的FC-AV帧均会以帧头作为区分，应用广播形式进行发送，显示器接收端接收到数据帧后自行判定帧头内目的ID是否与自己的ID相同，若相同则接收并解析数据帧，进行视频显示。
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