CN113489931A - 一种高清多屏图像处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高清多屏图像处理系统，包括：视频源，所述视频源用于发送视频信号；DP1.2/HDMI2.0接收器，所述DP1.2/HDMI2.0接收器用于对接收到的DP1.2/HDMI2.0视频信号转换成48Bit TTL协议的视频流；主控器，所述主控器接收48Bit TTL协议的视频流进行视频处理再送给HDMI发送器；存储器，所述存储器用于对48Bit TTL协议的视频流进行存储，主控器可随时从存储器中调取48Bit TTL协议的视频流；本发明提高大屏幕的分辨率和清晰度，丰富大屏幕显示内容，让显示效果更好，完全没有失真，原图效果完美呈现到大屏上，可以做到超大分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及多屏图像处理技术领域，具体是一种高清多屏图像处理系统。
背景技术
随着社会的发展，视频图像越来越多的应用于我们的生活，因为图像更能直观的表达思维和传递信息。视频图像逐渐渗透到我们生活的每个角落，且屏幕尺寸越来越大，呈现的内容越来越丰富多样。当前，世界上最大电视屏幕是200英寸的电视机，LED大屏可以做到更大的尺寸。LCD大屏拼接主要应用于KTV、网吧、电影院、会议室、展览展示厅、监控调度中心等公共场合，突破了单个LCD显示屏的尺寸限制，能够以更大的视觉范围展示产品内容、广告、视频短片、高清晰度图片，提高了环境档次和企业的知名度。传统的拼接技术是将一个1080P分辨率的视频流放大到一个更大的画布显示，比如放大后的视频图像在3X3＝9个屏拼成的拼接墙上显示。但是，经过放大后的图像清晰度降低，边缘毛刺突出，有一定的失真。在工程布线上因传输距离太短的问题不适用于大型项目，还会有信号线和各种控制线会使布线难度增加，也不利于以后的维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高清多屏图像处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高清多屏图像处理系统，包括：
视频源，所述视频源用于发送视频信号；
DP1.2/HDMI2.0接收器，所述DP1.2/HDMI2.0接收器用于对接收到的DP1.2/HDMI2.0视频信号转换成48Bit TTL协议的视频流；
主控器，所述主控器接收48Bit TTL协议的视频流进行视频处理再送给HDMI发送器；
存储器，所述存储器用于对48Bit TTL协议的视频流进行存储，主控器可随时从存储器中调取48Bit TTL协议的视频流；
SDI发送器，所述SDI发送器用于对主控器的图像信号转换成SDI格式发送，可在机箱中拓展多块板卡组成图像处理器；
SDI接收器，所述SDI接收器用于接收SDI发送器发送的SDI格式信号送给主控器进行图像处理；
HDMI发送器，所述HDMI发送器用于主控器对调取的图像信号进行HDMI格式转换；
HDBaseT发送器，所述HDBaseT发送器用于HDMI发送器发送的HDMI格式信号编译成HDBaseT信号进行发送；
多个显示器，所述显示器用于HDBaseT信号显示成图像；
所述主控器分别与HDMI2.0接收器、存储器、HDMI发送器、SDI发送器、SDI接收器连接，DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源连接，HDMI发送器与HDBaseT发送器连接，HDBaseT发送器通过Cat5e/Cat6类网络与显示器连接。
作为本发明进一步的方案：所述DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源通过接口线缆连接，所述接口线缆发送视频DP1.2/HDMI2.0信号。
作为本发明进一步的方案：所述HDMI2.0接收器采用的芯片型号为IT68051，用于视频源的HDMI2.0信号转换成48Bit TTL信号，像素时钟带宽最高为600MHz，可支持4K/60帧视频。
作为本发明进一步的方案：所述主控器采用的芯片型号为XC7K70T-2FGG676C，具有65.6K可编程逻辑资源，6个PLL，240个DSP48E1，最大838K RAM，能够对4K/60分辨率的图像进行分割处理。
作为本发明进一步的方案：所述存储器的芯片型号为3通道MT41K128M16JT-125，最高频率为1600MHz，可实现图像处理中的存储和读写操作。
作为本发明进一步的方案：所述HDMI发送器用的芯片为SII9136-3，用于将主控器输出的视频信号转换成HDMI格式图像信号，最高输出分辨率支持4K30。
作为本发明进一步的方案：所述HDBaseT发送器芯片为VS010TX，此芯片传输距离可达1080P、120米，4K30、30米，传输信号包括全高清视频信号、串口控制信号和红外遥控信号。
作为本发明进一步的方案：多个所述显示器为带HDBaseT接收功能的投影仪或HDBaseT接收器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：提出一种新的多屏图像处理系统，提高大屏幕的分辨率和清晰度，丰富大屏幕显示内容，让显示效果更好，完全没有失真，原图效果完美呈现到大屏上，可以做到超大分辨率，比如15360x4320 60HZ，扩展了客户windows桌面，可以存放更多的内容，只要PC电脑性能足够，拼接屏个数没有限制,目前一台机箱最多接32个显示器,多台机箱并联可接更多显示器。
附图说明
图1为本发明中超高清多屏图像处理器的功能模块连接图。
图2为本发明中主控器的功能模块连接图。
图3为本发明中采用1台超高清多屏图像处理器搭建4x8无失真拼接显示系统连接图。
图4为本发明中采用1台超高清多屏图像处理器搭建5x5无失真拼接显示系统连接图。
图5为本发明中显示器的连接说明。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5
实施例一
一种高清多屏图像处理系统，包括：
视频源，视频源用于发送视频信号；
DP1.2/HDMI2.0接收器，DP1.2/HDMI2.0接收器用于对接收到的DP1.2/HDMI2.0视频信号转换成48Bit TTL协议的视频流；
主控器，主控器接收48Bit TTL协议的视频流进行视频处理再送给HDMI发送器；
存储器，存储器用于对48Bit TTL协议的视频流进行存储，主控器可随时从存储器中调取48Bit TTL协议的视频流；
SDI发送器，SDI发送器用于对主控器的图像信号转换成SDI格式发送，可在机箱中拓展多块板卡组成图像处理器；
SDI接收器，SDI接收器用于接收SDI发送器发送的SDI格式信号送给主控器进行图像处理；
HDMI发送器，HDMI发送器用于主控器对调取的图像信号进行HDMI格式转换；
HDBaseT发送器，HDBaseT发送器用于HDMI发送器发送的HDMI格式信号编译成HDBaseT信号进行发送；
多个显示器，显示器用于HDBaseT信号显示成图像；
主控器分别与HDMI2.0接收器、存储器、HDMI发送器、SDI发送器、SDI接收器连接，DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源连接，HDMI发送器与HDBaseT发送器连接，HDBaseT发送器通过Cat5e/Cat6类网络与显示器连接。
DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源通过接口线缆连接，接口线缆发送视频DP1.2/HDMI2.0信号。
HDMI2.0接收器采用的芯片型号为IT68051，用于视频源的HDMI2.0信号转换成48Bit TTL信号，像素时钟带宽最高为600MHz，可支持4K/60帧视频。
主控器采用的芯片型号为XC7K70T-2FGG676C，具有65.6K可编程逻辑资源，6个PLL，240个DSP48E1，最大838K RAM，能够对4K/60分辨率的图像进行分割处理。
存储器的芯片型号为3通道MT41K128M16JT-125，最高频率为1600MHz，可实现图像处理中的存储和读写操作。
HDMI发送器用的芯片为SII9136-3，用于将主控器输出的视频信号转换成HDMI格式图像信号，最高输出分辨率支持4K30。
HDBaseT发送器芯片为VS010TX，此芯片传输距离可达1080P、120米，4K30、30米，传输信号包括全高清视频信号、串口控制信号和红外遥控信号。
多个显示器为带HDBaseT接收功能的投影仪或HDBaseT接收器。
本实施例优选显示屏个数为32个，其中视频源用于发送视频信号，本实例选用电脑主机，主机显卡选用英伟达P2200，超高清多屏图像处理系统选用1台超高清多屏图像处理器机箱8进32出超高清多屏图像处理系统，需插8张输入/输出板卡。多个显示器选用HDBaseT接收器+拼接显示屏，由HDBaseT接收器接收HDBaseT格式图像信号转换成HDMI信号输出给拼接显示屏显示，请参考图5。
视频源产生15360x4320/60Hz分辨率的视频信号，采用英伟达显卡的3D Surround技术等分成8路1920x4320的图像信号通过8条DP/HDMI线缆输出到1台超高清多屏图像处理器机箱。
超高清多屏图像处理器接收视频源发送的超高清视频信号，超高清多屏图像处理器与视频源通过DP/HDMI线缆连接，每块输入/输出板卡分辨率为1920x4320/60Hz，处理器会自动检测图像长宽比并采用1x4分割模式等分成4路1920x1080P图像信号输出给4台显示器显示。
多个显示器用于接收HDBaseT格式信号并转换成HDMI/DVI信号输出给拼接显示屏，显示屏为LCD液晶屏、投影或LED大屏。显示器与超高清多屏图像处理器通过Cat5E/Cat6类网线连接。
传统的拼接屏幕墙是由多个1080P的拼接屏组合而成，可能是2X2、2X3、3X3、3X4、4X4、4X5等拼接模式。但是，不管是哪种拼接模式，视频源都是1080P，然后经过拼接盒设备放大铺满整个拼接墙，由于用了图像放大算法，图像有一定的失真，变形。比如，视频源是1080P分辨率，那么图像的长是1920个像素，宽是1080个像素，长与宽的比例是16：9，这是最常见的屏幕比例。如果将一个1080P的图像放大铺满到2X3拼接墙，由于2X3的拼接墙长宽比例是13：5，所以1080P的图像肯定会被拉伸变形，大大影响了显示效果，很多客户是不可接受的。
该超高清多屏图像处理系统可以解决以上问题，该系统不对原始图像的形状做任何改变，对像素内容不做处理，所以原图的效果能原原本本的显示到拼接墙上。从PC显卡出来的15360X4320/60Hz的视频信号，通过英伟达显卡的3D Surround技术等分成8路1920x4320/60Hz的图像信号，经过8条DP/HDMI接口线缆传输到1台超高清多屏图像处理器对图像进行分割处理成32路1920x1080/60Hz的图像信号，保证分割线部分不丢失像素数据，将分割好的32个图像信号分别送出给32个1080P的显示屏显示。送给显示屏显示的图像信号时钟是由主控器PLL动态倍频模块产生的，与输入图像信号在频率上是不同步的，所以这种处理方式称之为异步方式。异步方式可以做到60HZ的刷新率，兼容性最好，支持所有的显示屏幕。
该方案解决了传统拼接技术对图像的损伤，完美呈现原图效果；异步方式兼容性最好，让客户有更多的选择，降低客户成本。
实施例二
一种高清多屏图像处理系统，包括：
视频源，视频源用于发送视频信号；
DP1.2/HDMI2.0接收器，DP1.2/HDMI2.0接收器用于对接收到的DP1.2/HDMI2.0视频信号转换成48Bit TTL协议的视频流；
主控器，主控器接收48Bit TTL协议的视频流进行视频处理再送给HDMI发送器；
存储器，存储器用于对48Bit TTL协议的视频流进行存储，主控器可随时从存储器中调取48Bit TTL协议的视频流；
SDI发送器，SDI发送器用于对主控器的图像信号转换成SDI格式发送，可在机箱中拓展多块板卡组成图像处理器；
SDI接收器，SDI接收器用于接收SDI发送器发送的SDI格式信号送给主控器进行图像处理；
HDMI发送器，HDMI发送器用于主控器对调取的图像信号进行HDMI格式转换；
HDBaseT发送器，HDBaseT发送器用于HDMI发送器发送的HDMI格式信号编译成HDBaseT信号进行发送；
多个显示器，显示器用于HDBaseT信号显示成图像；
主控器分别与HDMI2.0接收器、存储器、HDMI发送器、SDI发送器、SDI接收器连接，DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源连接，HDMI发送器与HDBaseT发送器连接，HDBaseT发送器通过Cat5e/Cat6类网络与显示器连接。
DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源通过接口线缆连接，接口线缆发送视频DP1.2/HDMI2.0信号。
HDMI2.0接收器采用的芯片型号为IT68051，用于视频源的HDMI2.0信号转换成48Bit TTL信号，像素时钟带宽最高为600MHz，可支持4K/60帧视频。
主控器采用的芯片型号为XC7K70T-2FGG676C，具有65.6K可编程逻辑资源，6个PLL，240个DSP48E1，最大838K RAM，能够对4K/60分辨率的图像进行分割处理。
存储器的芯片型号为3通道MT41K128M16JT-125，最高频率为1600MHz，可实现图像处理中的存储和读写操作。
HDMI发送器用的芯片为SII9136-3，用于将主控器输出的视频信号转换成HDMI格式图像信号，最高输出分辨率支持4K30。
HDBaseT发送器芯片为VS010TX，此芯片传输距离可达1080P、120米，4K30、30米，传输信号包括全高清视频信号、串口控制信号和红外遥控信号。
多个显示器为带HDBaseT接收功能的投影仪或HDBaseT接收器。
本实施例优选显示屏个数为25个，其中视频源用于发送视频信号，本实例选用电脑主机，主机显卡选用英伟达P2200，超高清多屏图像处理系统选用1台超高清多屏图像处理器机箱5进25出超高清多屏图像处理系统，需插5张输入/输出+2张输出板卡。多个显示器选用HDBaseT接收器+拼接显示屏，由HDBaseT接收器接收HDBaseT格式图像信号转换成HDMI信号输出给拼接显示屏显示，请参考图5。
视频源产生9600x5400/30Hz分辨率的视频信号，采用英伟达显卡的3D Surround技术等分成5路1920x5400的图像信号通过5条DP/HDMI线缆输出到1台超高清多屏图像处理器机箱。
超高清多屏图像处理器接收视频源发送的超高清视频信号，超高清多屏图像处理器与视频源通过DP/HDMI线缆连接，每块输入/输出板卡分辨率为1920x5400/30Hz，处理器会自动检测图像长宽比并采用1x5分割模式等分成5路1920x1080P图像信号，其中4路由本板卡输出给4台显示器显示，第5路由SDI发送器输出给第二张输入/输出板卡，第二张输入/输出板卡接收第一张输入/输出板卡的第5路图像和本板输入口输入的5路图像信号一共6路，其中前4路由本板输出给第5、第6、第7和第8号显示屏，后两路由SDI发送器输出给第三张输入/输出板卡，以此类推，最后一张板接收前一张SDI发送器送来的第25路图像信号输出给第25号显示屏。
多个显示器用于接收HDBaseT格式信号并转换成HDMI/DVI信号输出给拼接显示屏，显示屏为LCD液晶屏、投影或LED大屏。显示器与超高清多屏图像处理器通过Cat5E/Cat6类网线连接。
传统的多屏宝组成的拼接墙是由多个多屏宝拼接屏组合而成，组成2X2、2X3、3X3、3X4、4X4等拼接模式比较方便。但是，如果是5X5拼接模式，多屏宝组成的拼接墙就没法做到了，因为普通多屏宝只是3个输出口或4个输出口。
该超高清多屏图像处理系统可以解决以上问题，该系统单台可完成32屏以内的任何拼接模式，每台电脑最多可接8台，最大可支持256个显示屏的工程项目。从PC显卡出来的9600X5400/30Hz的视频信号，通过英伟达显卡的3D Surround技术等分成5路1920x5400/30Hz的图像信号，经过5条DP/HDMI接口线缆传输到1台超高清多屏图像处理器对图像进行分割处理成32路1920x1080/60Hz的图像信号，保证分割线部分不丢失像素数据，将分割好的25个图像信号分别送出给25个1080P的显示屏显示。送给显示屏显示的图像信号时钟是由主控器PLL动态倍频模块产生的，与输入图像信号在频率上是不同步的，所以这种处理方式称之为异步方式。异步方式可以做到60HZ的刷新率，兼容性最好，支持所有的显示屏幕。
该方案解决了普通多屏宝拼接墙支持显示屏太少的问题，异步方式兼容性最好，让客户有更多的选择，降低客户成本。
本申请中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，包括：
视频源，所述视频源用于发送视频信号；
DP1.2/HDMI2.0接收器，所述DP1.2/HDMI2.0接收器用于对接收到的DP1.2/HDMI2.0视频信号转换成48Bit TTL协议的视频流；
主控器，所述主控器接收48Bit TTL协议的视频流进行视频处理再送给HDMI发送器；
存储器，所述存储器用于对48Bit TTL协议的视频流进行存储，主控器可随时从存储器中调取48Bit TTL协议的视频流；
SDI发送器，所述SDI发送器用于对主控器的图像信号转换成SDI格式发送，可在机箱中拓展多块板卡组成图像处理器；
SDI接收器，所述SDI接收器用于接收SDI发送器发送的SDI格式信号送给主控器进行图像处理；
HDMI发送器，所述HDMI发送器用于主控器对调取的图像信号进行HDMI格式转换；
HDBaseT发送器，所述HDBaseT发送器用于HDMI发送器发送的HDMI格式信号编译成HDBaseT信号进行发送；
多个显示器，所述显示器用于HDBaseT信号显示成图像；
所述主控器分别与HDMI2.0接收器、存储器、HDMI发送器、SDI发送器、SDI接收器连接，DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源连接，HDMI发送器与HDBaseT发送器连接，HDBaseT发送器通过Cat5e/Cat6类网络与显示器连接。
2.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述DP1.2/HDMI2.0接收器与视频源通过接口线缆连接，所述接口线缆发送视频DP1.2/HDMI2.0信号。
3.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述HDMI2.0接收器采用的芯片型号为IT68051，用于视频源的HDMI2.0信号转换成48Bit TTL信号，像素时钟带宽最高为600MHz，可支持4K/60帧视频。
4.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述主控器采用的芯片型号为XC7K70T-2FGG676C，具有65.6K可编程逻辑资源，6个PLL，240个DSP48E1，最大838K RAM，能够对4K/60分辨率的图像进行分割处理。
5.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述存储器的芯片型号为3通道MT41K128M16JT-125，最高频率为1600MHz，可实现图像处理中的存储和读写操作。
6.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述HDMI发送器用的芯片为SII9136-3，用于将主控器输出的视频信号转换成HDMI格式图像信号，最高输出分辨率支持4K30。
7.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，所述HDBaseT发送器芯片为VS010TX，此芯片传输距离可达1080P、120米，4K30、30米，传输信号包括全高清视频信号、串口控制信号和红外遥控信号。
8.根据权利要求1所述的一种高清多屏图像处理系统，其特征在于，多个所述显示器为带HDBaseT接收功能的投影仪或HDBaseT接收器。
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