CN102024446A - 一种大屏幕拼接墙显示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大屏幕拼接墙显示装置及方法，该装置包括视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元和视频分析控制单元，该方法是通过视频采集单元采集视频信号，然后经过视频分析控制单元分析发出控制信号，分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元，各单元根据控制信号对视频信号分别进行交叉路由、缩放、叠加，最后传至视频显示单元，视频显示单元将各路信号在其对应的屏幕区域内显示并将每个单元在整个拼接墙上的物理位置发送至视频分析控制单元。本发明具有可自动精确开窗、即插即用、无需人工干预，智能化程度高等优点。

Description

一种大屏幕拼接墙显示装置及方法

技术领域

本发明涉及拼接墙显示领域，特别涉及一种大屏幕拼接墙显示装置及方法。

背景技术

大屏幕数字拼接墙***可以将各类计算机信号、视频信号在大屏幕数字拼接墙上显示，形成一套功能完善、技术先进的信息显示管理控制***，为用户提供一个交互式的人机界面，满足各种调度指挥中心的实时、多画面显示需要。传统的大屏幕拼接墙显示装置，需要另外单独外置一台电脑，在电脑上安装在大屏幕上开窗口的软件，通过软件的菜单命令或者鼠标操作在拼接墙的相应区域开窗口。这种装置需要经过培训的专业工程人员才会操作和维护，人力资源成本较高。另外，窗口的位置是通过人眼的感官来确定，不够精确。而且该***的控制中心在一台电脑上，由于电脑的开放性及多功能性，其稳定性和可靠程度不高，一旦该电脑崩溃，将导致整个***无法使用，并且具有较高的物料成本。

因此，如何提供一种可自动开窗、即插即用的大屏幕拼接墙显示装置及方法成为一个极具理论和实际价值的课题。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种大屏幕拼接墙显示装置，其具有可自动精确开窗、即插即用、无需人工干预，智能化程度高等优点。

本发明的另一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种大屏幕拼接墙显示方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种大屏幕拼接墙显示装置，包括视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元和视频分析控制单元，视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元依次通过视频总线连接，视频分析控制单元通过普通的信号线缆分别与视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元连接，视频分析控制单元通过视频总线与视频采集单元连接，视频采集单元用于采集外部的视频信号；视频显示单元用于在拼接墙上向外界输出处理后的视频信息；视频分析控制单元用于分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周，最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元。

一种基于上述装置的大屏幕拼接墙显示方法，具体包括以下步骤：

(1)通过视频采集单元采集视频信号，然后通过视频总线将数字化的视频信号传送至视频分析控制单元，视频分析控制单元分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周；最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元；

(2)视频路由单元根据视频分析控制单元传送的控制信号将各种输入的视频信号交叉路由到各路视频显示通道上，然后通过视频总线进入视频缩放单元；

(3)视频缩放单元根据视频分析控制单元传送来的每路视频信号的缩放因子对各路信号进行缩放，然后通过视频总线传送至视频叠加单元；

(4)视频叠加单元根据视频分析控制单元提供的叠加要求，将各路视频信号进行相应的叠加和拼接，最后通过视频总线输出给视频显示单元；

(5)视频显示单元将各路信号在其对应的屏幕区域内显示，然后将所有的视频源经过缩放之后拼接完成的图像放在拼接墙的中央，布局时确保中心点在高优先级的输入通道的图像范围内，然后将每个单元在整个拼接墙上的物理位置发送至视频分析控制单元。

所述步骤(1)中视频输入源的分辨率是通过分析视频信号的行、场同步头的时间、像素时钟的大小来确定的。

所述步骤(1)中输入通道的优先级由物理输入端口决定。

所述步骤(1)中判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层是由物理选择开关确定的。

所述步骤(3)中要得到各路视频信号的缩放因子需要先求出缩放基本因子S，要得到缩放基本因子需要求出输入视频源最终在拼接墙上显示层数F，F的求取公式如下：

F＝[Z/C]；   其中Z是指视频输入源的总个数，C为水平的显示单元数目；[]表示采用进一法获得F的值；

进而缩放基本因子S的求取方法是：根据以下两个公式分别求出两个缩放基本因子S_x，S_y，选取其中结果较小的值，然后以大于或等于该较小值的最小整数作为缩放基本因子：

$S_x=\frac{A*F}{X_1+X_2+...+X_n}$

$S_y=\frac{B*Z}{F*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}$

其中第i路视频输入源的分辨率大小为X_i*Y_i(i＝1，2，...，n)，X_i为第i路视频输入源水平方向上的像素数目，Y_i为第i路视频输入源垂直方向上的像素数目，整个拼接显示墙的分辨率大小为A*B，A为水平方向的像素数目，B为垂直方向的像素数目；

进而各路视频信号的缩放因子S_i的求取方法是：如果缩放基本因子S由S_x确定，则

$S_i=\frac{S*(X_1+X_2+...+X_n)}{n*X_i}$

如果缩放基本因子S由S_y确定，则

$S_i=\frac{S*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}{n*Y_i}$

其中S_i为第i路视频信号的缩放因子。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过采用视频分析控制单元对视频信号进行分析处理，实现了可自动精确开窗、即插即用的大屏幕拼接墙显示，操作方法简单，只要***视频信号，就能正常使用，无需专业人士操作，且施工安装调试简单。

2、本发明通过视频处理的方法来实现，其间无需人工干预，智能化程度高，可精确到像素级别，比人工操作要精准很多。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种大屏幕拼接墙显示装置，包括视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元和视频分析控制单元，视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元依次通过视频总线连接，视频分析控制单元通过普通的信号线缆分别与视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元连接，视频分析控制单元通过视频总线与视频采集单元连接，视频采集单元用于采集外部的视频信号；视频显示单元用于在拼接墙上向外界输出处理后的视频信息；视频分析控制单元用于分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周，最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元。

一种基于上述装置的大屏幕拼接墙显示方法，具体包括以下步骤：

(1)通过视频采集单元采集视频信号，然后通过视频总线将数字化的视频信号传送至视频分析控制单元，视频分析控制单元分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周；最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元；

(2)视频路由单元根据视频分析控制单元传送的控制信号将各种输入的视频信号交叉路由到各路视频显示通道上，然后通过视频总线进入视频缩放单元；

(3)视频缩放单元根据视频分析控制单元传送来的每路视频信号的缩放因子对各路信号进行缩放，然后通过视频总线传送至视频叠加单元；

(4)视频叠加单元根据视频分析控制单元提供的叠加要求，将各路视频信号进行相应的叠加和拼接，最后通过视频总线输出给视频显示单元；

(5)视频显示单元将各路信号在其对应的屏幕区域内显示，其中将所有的视频源经过缩放之后拼接完成的图像放在拼接墙的中央，布局时确保中心点在高优先级的输入通道的图像范围内，然后将每个单元在整个拼接墙上的物理位置发送至视频分析控制单元。

所述步骤(1)中视频输入源的分辨率是通过分析视频信号的行、场同步头的时间、像素时钟的大小来确定的。

所述步骤(1)中输入通道的优先级由物理输入端口决定。

所述步骤(1)中判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层是由物理选择开关确定的。

所述步骤(3)中要得到各路视频信号的缩放因子需要先求出缩放基本因子S，要得到缩放基本因子需要求出输入视频源最终在拼接墙上显示层数F，F的求取公式如下：

F＝[Z/C]；

其中Z是指视频输入源的总个数，C为水平的显示单元数目；[]表示采用进一法获得F的值；

进而缩放基本因子S的求取方法是：根据以下两个公式分别求出两个缩放基本因子S_x，S_y，选取其中结果较小的值，然后以大于或等于该较小值的最小整数作为缩放基本因子：

$S_x=\frac{A*F}{X_1+X_2+...+X_n}$

$S_y=\frac{B*Z}{F*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}$

其中第i路视频输入源的分辨率大小为X_i*Y_i(i＝1，2，...，n)，X_i为第i路视频输入源水平方向上的像素数目，Y_i为第i路视频输入源垂直方向上的像素数目，整个拼接显示墙的分辨率大小为A*B，A为水平方向的像素数目，B为垂直方向的像素数目；

进而各路视频信号的缩放因子S_i的求取方法是：如果缩放基本因子S由S_x确定，则

$S_i=\frac{S*(X_1+X_2+...+X_n)}{n*X_i}$

如果缩放基本因子S由S_y确定，则

$S_i=\frac{S*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}{n*Y_i}$

其中S_i为第i路视频信号的缩放因子。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大屏幕拼接墙显示装置，其特征在于，包括视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元和视频分析控制单元，视频采集单元、视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元依次通过视频总线连接，视频分析控制单元通过普通的信号线缆分别与视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元、视频显示单元连接，视频分析控制单元通过视频总线与视频采集单元连接，视频采集单元用于采集外部的视频信号；视频显示单元用于在拼接墙上向外界输出处理后的视频信息；视频分析控制单元用于分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周，最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元。

2.一种大屏幕拼接墙显示方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)通过视频采集单元采集视频信号，然后通过视频总线将数字化的视频信号传送至视频分析控制单元，视频分析控制单元分析各种视频输入信号的格式、分辨率大小、输入通道的优先级、背景视频信号、整个拼接墙的大小，然后将输入源的视频信号分布到整个屏幕的不同区域，判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层，高优先级的输入视频通道放到屏幕中央，次优先级的放到屏幕四周；最后将信号分别对应传送至视频路由单元、视频缩放单元、视频叠加单元；

(2)视频路由单元根据视频分析控制单元传送的控制信号将各种输入的视频信号交叉路由到各路视频显示通道上，然后通过视频总线进入视频缩放单元；

(3)视频缩放单元根据视频分析控制单元传送来的每路视频信号的缩放因子对各路信号进行缩放，然后通过视频总线传送至视频叠加单元；

(4)视频叠加单元根据视频分析控制单元提供的叠加要求，将各路视频信号进行相应的叠加和拼接，最后通过视频总线输出给视频显示单元；

(5)视频显示单元将各路信号在其对应的屏幕区域内显示，其中将所有的视频源经过缩放之后拼接完成的图像放在拼接墙的中央，布局时确保中心点在高优先级的输入通道的图像范围内，然后将每个单元在整个拼接墙上的物理位置发送至视频分析控制单元。

3.根据权利要求2所述的大屏幕拼接墙显示方法，其特征在于，所述步骤(1)中视频输入源的分辨率是通过分析视频信号的行、场同步头的时间、像素时钟的大小来确定的。

4.根据权利要求2所述的大屏幕拼接墙显示方法，其特征在于，所述步骤(1)中输入通道的优先级由物理输入端口决定。

5.根据权利要求2所述的大屏幕拼接墙显示方法，其特征在于，所述步骤(1)中判断将背景信号是放到视频显示叠加区域的最低层或者最高层是由物理选择开关确定的。

6.根据权利要求2所述的大屏幕拼接墙显示方法，其特征在于，所述步骤(3)中要得到各路视频信号的缩放因子需要先求出缩放基本因子S，要得到缩放基本因子需要求出输入视频源最终在拼接墙上显示层数F，F的求取公式如下：

F＝[Z/C]；

其中Z是指视频输入源的总个数，C为水平的显示单元数目；[]表示采用进一法获得F的值；

进而缩放基本因子S的求取方法是：根据以下两个公式分别求出两个缩放基本因子S_x，S_y，选取其中结果较小的值，然后以大于或等于该较小值的最小整数作为缩放基本因子：

$S_x=\frac{A*F}{X_1+X_2+...+X_n}$

$S_y=\frac{B*Z}{F*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}$

其中第i路视频输入源的分辨率大小为X_i*Y_i(i＝1，2，...，n)，X_i为第i路视频输入源水平方向上的像素数目，Y_i为第i路视频输入源垂直方向上的像素数目，整个拼接显示墙的分辨率大小为A*B，A为水平方向的像素数目，B为垂直方向的像素数目；

进而各路视频信号的缩放因子S_i的求取方法是：如果缩放基本因子S由S_x确定，则

$S_i=\frac{S*(X_1+X_2+...+X_n)}{n*X_i}$

如果缩放基本因子S由S_y确定，则

$S_i=\frac{S*(Y_1+Y_2+...+Y_n)}{n*Y_i}$

其中S_i为第i路视频信号的缩放因子。