CN203102729U - 一种展示高分辨率图像的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型还提供了一种展示高分辨率图像的系统，包括服务器；用于生成所述高分辨率图像显示参数及重合边带消隐参数并将所述高分辨率图像显示参数及所述重合边带消隐参数发送到图像处理器的主控机；所述图像处理器用于根据所述高分辨率图像参数分割生成待显示的低分辨率图像数据并将所述低分辨率数据输出到显示设备；所述显示设备用于汇聚并显示所述低分辨率图像；所述服务器、所述主控机、所述图像处理器和所述显示设备依次连接。通过本实用新型的系统及方法，保证了显示图像的高分辨率和精细的视觉效果，改善了数字沙盘的观看效果，提高了数字沙盘的互动应用功能，大大提高了数字沙盘在展览展示等方面的应用能力。

Description

一种展示高分辨率图像的系统

技术领域

本实用新型涉及图像展示技术领域，尤其涉及一种展示高分辨率图像的系统。

背景技术

数字沙盘是通过声、光、电、图像、三维动画以及计算机程控技术与实体模型相融合，可以充分体现区位特点，达到一种惟妙惟肖、变化多姿的动态视觉效果。

数字沙盘作为一种新型的模型展现形式已受到越来越多的关注，其相对于传统的物理沙盘具备如下特点：

(1)数字沙盘可以动态改变显示比例尺：

物理沙盘的比例尺一旦建成便是固定的，而且大面积模模型中间的核心区域往往看不清楚。

数字沙盘可以动态的加载不同比例尺的数据，实现无缝的放大缩小。可以从一个完整地球开始，放大到国家，再放大到省，再到城市，再到市区，小区，建筑单体，甚至可以展现到建筑单体局部以及内部的三维模型，围绕着核心区域，数字沙盘可以交互旋转，充分展现建筑的各个角度的细节，免去让人绕沙盘走动。

(2)数字沙盘具有很高的显示分辨率，可以充分展现信息数据：

物理沙盘采用标牌等方式标记道路、河流、建筑等名称，不能再进一步展现更详细的信息数据。对于数字沙盘，沙盘空间上的每个图元，其丰富的属性数据都可以根据需要详尽的查询和展现。

数字沙盘需要很高的显示分辨率在很大的显示区域面积上显示图像，通常显示面积在几十平米到几百平米；以10米的视距计算，一块20米宽10米高的显示区域需要至少5Kx2.5K像素(总像素数高达1250万)的显示分辨率才能够接近和达到人眼视网膜的分辨率需求(400ppi左右)，细腻平滑地显示超高清晰图像，而超高清晰图像能够给以观众极佳的视觉体验和沉浸感。而如此高的显示分辨率，单一普通显示设备无法完整显示，需要使用较低分辨率的显示设备单元进行拼接而成。

(3)数字沙盘场地可以多功能复用：

物理沙盘固定占据了相当面积的场地，同时，落上灰尘后还不易打扫。而数字沙盘直接在地面上进行显示，地面上铺上地毯后，可以作为多功能厅使用。

但是现有技术中的数字沙盘存在如下缺陷：

(1)现有技术中大多数数字沙盘的显示方式为多个显示屏组成单屏进行显示，这种显示结构一方面由于多个小屏幕组成一个大屏幕，从而在物理上无可避免的造成屏幕间的物理缝隙，从而使得显示屏幕显示图象无法保持整幅完整，存在人为分割；另一方面，数字沙盘信号源多数采用多主机分布式(即一台主控服务器加若干台节点机)，这种模式最大的问题在于信号源的同步显示控制，尤其是对于实时渲染类的显示应用而言，对于各节点机的同步时效性要求更高，由于无法完全保证同步的精度会导致大屏幕显示时出现画面撕裂的现象，严重地影响数字沙盘的观看效果，分辨率越高，该现象愈加严重。

(2)当观众对大面积的高分辨率显示屏幕进行观看时，为了防止视线被遮挡，观察点一般都不会在平幕的正中心，这就造成了观察点和屏幕构成了一个斜视锥。看到的画面就会产生一个透视变形，一个正常的建筑看起来可能变得很矮，建筑的立面看起来也会倾斜，原本是立方体的模型看起来成了一个很矮的棱台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的展示高分辨率图像的系统，解决图像拼接显示过程中的缝隙问题以及在斜视状态下图像斜视锥透视失真的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种展示高分辨率图像的系统，包括：

服务器、主控机、图像处理器和显示设备，所述服务器、所述主控机、所述图像处理器和所述显示设备依次连接。

优选的，所述图像处理器还包括校正装置。

优选的，所述校正装置还包括几何校正装置和色彩校正装置。

优选的，所述显示设备大于2台。

优选的，所述显示设备为投影仪、LED或LCD。

从以上技术方案可以看出，本实用新型的有益效果可以总结如下：

1.本实用新型的显示屏采用整幅屏幕，消除了传统拼接存在的屏幕间的物理缝隙，从而使得屏幕显示高分辨率图象整幅保持完整，无人为分割。而采用无缝融合处理技术后，更消除了光学缝隙，从而使显示的图像完全一致，无任何物理或光学分割，保证了显示高分辨率图像的完整性和美观性；

2.信号源采用单主机模式，实现了单一主机超高分辨率图像显示的数字沙盘新模式，硬件维护简单，使得系统更加节能省电，绿色环保；

3.由于信号源采用单主机模式，使得高分辨率大屏幕在物理上和逻辑上都是一个单一屏幕，实现了桌面级拼接融合效果，具有极强的开放性，不仅可以显示实时渲染的互动三维场景，还可以播放影片视频，演示ppt，pdf文档，甚至可以运行大型三维游戏。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的图像处理器内部结构示意图；

图3是本发明的展示高分辨图像的方法流程示意图；

图4是本发明的图像处理器的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型提供了一种展示高分辨率图像的系统，用于解决图像拼接显示过程中的缝隙问题以及在斜视状态下图像斜视锥透视失真的问题。

请参阅图1，本实用新型实施例中的展示高分辨率图像的系统，包括：用于存储及输出待显示的高分辨率图像数据的服务器；用于生成所述高分辨率图像显示参数及重合边带消隐参数并将所述高分辨率图像显示参数及所述重合边带消隐参数发送到图像处理器的主控机；所述图像处理器用于根据所述高分辨率图像参数分割生成待显示的低分辨率图像数据并将所述低分辨率数据输出到显示设备；所述显示设备用于汇聚并显示所述低分辨率图像；所述服务器、所述主控机、所述图像处理器和所述显示设备依次连接。所述图像处理器还包括校正装置。所述校正装置还包括几何校正装置和色彩校正装置。所述显示设备大于2台。所述显示设备为投影仪、LED或LCD。

其中，所述的主控机用于生成高分辨率图像显示参数，所述高分辨率图像显示参数包括显示屏显示区域参数、观察视角参数以及低分辨率显示单元显示参数，并且主控机用于将所述高分辨率图像显示参数分发给图像处理器。

其中，所述图像处理器为图像分割及边带消隐处理器。

其中，所述图像分割及边带消隐处理器为若干台，每台图像分割及边带消隐处理器对应控制若干台显示设备。所述图像分割及边带消隐处理器用于根据从主控机接收到的高分辨率图像显示参数分割生成待显示的高分辨率图像数据，同时用于控制若干台显示设备同时显示所述高分辨率图像数据至显示设备；各个图像分割及边带消隐处理器对应控制显示的低分辨率图像数据在显示屏幕上共同汇聚组合成高分辨率图像整体。

其中，所述图像分割及边带消隐处理器还包括边带消隐系统和视角拟合校正系统。

所述边带消隐处理用于把重合边带图像(如两层图像叠加)处理成一层图像的效果，消除或隐藏掉其中一层。请参阅图2，所述边带消隐系统具体包括：

低分辨率显示单元区域确定系统：用于根据其所接收的单台显示设备的显示区域参数确定每一台显示设备的显示区域；

重叠或遮挡区域生成系统：用于在显示过程中，对相邻显示设备的显示区域所形成的重叠或遮挡区域进行位置确认；

重叠或遮挡区域显示内容一致化系统：用于对重叠或遮挡区域中的显示内容进行协调统一，使显示内容保持一致；

重叠或遮挡区域消隐系统，用于对投影重叠或遮挡区域与非重叠或非遮挡区域的亮度进行调节，确保亮度保持一致；

几何校正系统：用于纠正显示图像的变形效果，确保显示重叠或遮挡区域的图像匹配拼接；

色彩校正系统：用于在各个图像分割及边带消隐处理器相互之间协调确保全屏高分辨率图像显示的色温以及色域保持一致；

其中，所述视角拟合校正系统具体包括：

观察视角模型构造系统：用于根据显示屏显示区域参数及观察视角参数模拟出观察视角状态下的三维模型；

显示矩阵拟合校正系统：用于根据所述模拟得到的观察视角状态下的三维模型计算得到图像拟合校正矩阵方程结果，并根据拟合校正方程对显示图像进行拟合校正后发送给其所对应的显示设备。

其中，所述显示设备台数量不小于2台，显示分辨率不低于1024x768(像素)。所述显示设备为地幕显示屏或竖屏显示屏，所述地幕显示屏呈水平方向设置，所述地幕显示屏为整块屏幕；所述竖屏显示屏在所述地幕显示屏的一端呈竖直方向设置，所述竖屏显示屏为整块屏幕。

所述显示设备由若干个低分辨率显示单元组成，例如；如果低分辨率显示单元是投影机，则显示系统就是指投影机矩阵；如果低分辨率显示单元是液晶拼接显示器，那么显示系统就是液晶拼接墙。

本实用新型的显示屏采用整幅屏幕，消除了传统拼接存在的屏幕间的物理缝隙，从而使得屏幕显示高分辨率图象整幅保持完整，无人为分割。而采用无缝融合处理技术后，更消除了光学缝隙，从而使显示的图像完全一致，无任何物理或光学分割，保证了显示高分辨率图像的完整性和美观性。

请参阅图3，本实用新型实施例中的高分辨率图像的系统各工作原理如下：

S1，所述服务器将待显示的所述高分辨率图像数据发送到所述主控机；

在步骤S1之前还需要确定显示设备方位并设置显示视角和观察视角。根据展现空间的结构，可以在地面上水平设置地幕显示屏，也可以在墙壁上设置竖屏显示屏；显示视角均为通过显示屏中心并垂直于显示屏平面的虚拟视锥，该视锥的高度由显示空间的高度决定。观察视角则是由最佳观察点位置确定，所述观察视锥是由最佳观察点到显示屏幕4角的连线所形成的视锥。

S2，所述主控机生成高分辨率图像显示参数和重合边带参数并将所述高分辨率图像显示参数及所述重合边带参数发送到所述图像处理器；

本步骤中，所述主控机生成高分辨率图像显示参数的方法，具体包括以下步骤：

S21，所述主控机提取所述高分辨率图像显示参数，具体为：主控机提取显示视角参数以及观察视角参数，并根据显示视角参数以及观察视角参数确定显示屏显示区域参数、以及低分辨率显示单元区域参数，并根据当前显示方案确定待显示的高分辨率图像数据参数；

S22，所述主控机将所述高分辨率图像显示参数进行分配，具体为：主控机将所述显示视角参数以及观察视角参数、显示屏显示区域参数、低分辨率显示单元区域参数以及高分辨率图像数据参数分配给图像分割及边带消隐处理器。

S3，所述图像处理器根据所述高分辨率图像参数分割生成待显示的低分辨率图像数据并将所述低分辨率图像数据输出到所述显示设备；

本步骤中，所述图像处理器根据所述高分辨率显示参数对所述显示设备的重叠或遮挡区域的图像进行图像分割及边带消隐处理或重合边带消隐处理。

请参阅图4，所述图像分割及边带消隐处理具体包括以下步骤：

S31，确定低分辨率显示设备的显示区域：图像处理器根据接收到的低分辨率显示单元区域参数确定每一台显示设备的显示区域；

S32，生成所述显示设备显示区域的重叠或遮挡区域：图像处理器对相邻显示设备显示区域所形成的重叠或遮挡区域进行位置确认；

S33，对所述显示设备显示区域的重叠或遮挡区域的显示内容进行一致化：图像处理器对重叠或遮挡区域中的显示内容进行协调统一，使显示内容保持一致及连续；

S34，对所述显示设备显示区域的重叠或遮挡区域进行消隐处理：图像处理器对所述重叠或遮挡区域与其余的非重叠或非遮挡区域的亮度进行一致化操作处理；

S35，对所述显示设备显示区域的重叠或遮挡区域内的图像进行几何校正：图像处理器校正显示图像变形效果，确保显示重叠或遮挡区域内的图像匹配拼接；

S36，对所述显示设备显示区域的重叠或遮挡区域内的图像进行色彩校正：图像处理器相互之间对全屏图像显示的色温以及色域进行一致化操作处理。

S4，所述显示设备将所述低分辨率图像数据汇聚组合成高分辨率图像整体并在所述显示设备上进行显示。

请参阅图5，在步骤S4之前，还需要对高分辨率图像数据进行图像视角匹配，具体步骤为：

S41，构建观察视角数字模型：根据显示视角参数以及观察视角参数模拟出观察视角状态下的三维模型；

S42，图像视角匹配：根据所述模拟得到的观察视角状态三维模型计算得到图像拟合校正矩阵方程结果，并根据几何校正方程对显示图像进行拟合校正后发送给其所对应的显示设备。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种展示高分辨率图像的系统，其特征在于，包括：服务器、主控机、图像处理器和显示设备，所述服务器、所述主控机、所述图像处理器和所述显示设备依次连接。 

2.根据权利要求1所述的展示高分辨率图像的系统，其特征在于，所述显示设备大于2台。 

3.根据权利要求1或2所述的展示高分辨率图像的系统，其特征在于，所述显示设备为投影仪、LED或LCD。 

Images