CN103677701B - 大屏同步显示的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大屏同步显示的方法及***，其中，该***包括客户端、视频输入处理单元、同步交换机、大屏控制器、显示处理单元，以及每个显示处理单元对应的显示屏；所述大屏控制器，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；所述显示处理单元，接收来自同步交换机的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块存储在缓冲区地址指示的缓冲区中，并判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块；所述同步交换机，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。本发明方案能够有效提高大屏的同步精度，同时能够降低对显示处理单元带宽的占用。
Description
技术领域
本发明涉及图像显示技术，尤其涉及大屏同步显示的方法及***。
背景技术
参见图1，为现有技术大屏同步显示的***，该***包括视频输入单元、主显示处理单元、大屏控制器、显示处理单元和交换机，以及每个显示处理单元对应的显示屏；每个视频源数据对应一个视频输入单元，由于画面空间有限，图只画出了一个视频输入单元，且图中没有画出显示屏。大屏控制的图像显示，也就是，将采集到的图像数据显示在由多块显示屏拼接而成的电视墙上。
所述客户端，向大屏控制器发送交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号；
所述大屏控制器，接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；
所述主显示处理单元，接收来自所有视频输入单元的视频数据，将同一数据源号的视频数据通过交换机同步发送给该视频源数据所在各显示屏对应的显示处理单元；
所述显示处理单元，按照分割块信息对来自主显示处理单元的视频源数据进行分割，将分割块显示在相应的显示屏上。上述的图层信息包括图层号、图层占用显示屏的位置信息。
现有的大屏同步显示方案中，将同一数据源号的视频源数据同步发送给该视频源数据所在各显示屏对应的显示处理单元，各显示处理单元对接收的视频源数据进行分割后显示；将视频源数据在分割前发送给各显示处理单元，占用了显示处理单元较大的带宽，这也限制了显示在大屏上的图层数目。
发明内容
本发明提供了一种大屏同步显示的方法，该方法能够降低对显示处理单元带宽的占用。
本发明提供了一种大屏同步显示的***，该***能够降低对显示处理单元带宽的占用。
一种大屏同步显示的方法，该方法包括：
大屏控制器接收客户端发送的交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号，大屏控制器根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；显示处理单元按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址通过同步交换机反馈给大屏控制器；
大屏控制器将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；
视频输入处理单元根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
同步交换机将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区，并由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息；
显示处理单元接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上。
一种大屏同步显示的***，该***包括客户端、视频输入处理单元、同步交换机、大屏控制器、显示处理单元，以及每个显示处理单元对应的显示屏；
所述客户端，向大屏控制器发送交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号；
所述大屏控制器，接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；通过同步交换机接收显示处理单元反馈的缓冲区地址，将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；
所述显示处理单元，按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址反馈给大屏控制器；接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上；
所述视频输入处理单元，根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
所述同步交换机，接收来自视频输入处理单元的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区；并接收来自视频输入单元的视频源信息，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。
从上述方案可以看出，本发明中，由视频输入处理单元对视频源数据进行分割，并在同步交换机中建立多播组，由同步交换机将同一视频源数据的各分割块同时发送给各显示处理单元，显示处理单元判断出同一视频源号的视频源信息中的帧号发生变化时，则输出视频块，以实现同一视频源数据在显示屏上同步显示。采用本发明的大屏同步显示方案，先由视频输入处理单元进行数据分割，只将分割块发送给显示处理单元，从而，在实现大屏同步显示的同时，降低了显示处理单元带宽的占用，使显示屏能够显示更多的图层。
附图说明
图1为现有技术大屏同步显示的***结构示意图；
图2为本发明大屏同步显示的***结构示意图；
图3为3×3的大屏示意图；
图4为本发明视频源信息的参数格式示意图；
图5为本发明大屏同步显示的***结构示意图实例；
图6为本发明大屏同步显示的方法示意性流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
本发明的大屏同步显示方案中，先由视频输入处理单元进行数据分割，只将分割块发送给显示处理单元，以降低对显示处理单元带宽的占用。参见图2，为本发明大屏同步显示的***结构示意图实例，该同步显示***包括客户端、视频输入处理单元、同步交换机、大屏控制器、显示处理单元，以及每个显示处理单元对应的显示屏；
所述客户端，向大屏控制器发送交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号；
所述大屏控制器，接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；通过同步交换机接收显示处理单元反馈的缓冲区地址，将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；
所述显示处理单元，按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址反馈给大屏控制器；接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上；
所述视频输入处理单元，根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
所述同步交换机，接收来自视频输入处理单元的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区；并接收来自视频输入单元的视频源信息，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。上述的图层信息包括图层号、图层占用显示屏的位置信息。上述的分割块信息包括分割块的长度、宽度和左上角起始坐标。
同步交换机可具体采用扩展外设部件互联标准（PCIe，Peripheral ComponentInterconnect Express）交换机。
用户打开PC上用于进行图像模拟显示的客户端，根据对客户端选项的操作，在PC显示的模拟大屏上进行开窗操作，并将包含数据源信息和图层信息的交换命令发送给大屏控制器，所述数据源信息包括数据源号。如图3所示，为3x3的大屏示意图，用户在大屏上进行开窗操作，该图层占用了四个显示屏，分割后为图中标注为1、2、3和4的四个分割块，四个分割块信息将分别发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元。
可选地，所述同步交换机包含多播组建立单元，接收来自大屏控制器的多播组建立指示，所述多播组建立指示包含所有显示处理单元的多播内存地址，多播组建立单元将所有显示处理单元加入多播组，并记录各显示处理单元对应的多播内存地址。在***开机后，大屏控制器通过同步交换机搜索所有的显示处理单元，为所有显示处理单元分配多播内存地址，当需要建立多播组时，大屏控制器向同步交换机发送多播组建立指示。
多播内存地址可采用图4所示的方式配置，多播内存地址中包含用于存储视频源1至视频源m的地址空间，各视频源地址空间存储相应视频源的视频源信息，视频源信息包含各视频块信息和帧号，视频块信息包含视频块的长度和宽度。不同视频源号对应的视频源信息存储在相应多播地址对应的指定位置，例如，若视频源号为1，则将相应的视频源信息存储在视频源1对应的地址空间中。图中，m和n为自然数，m指大屏所支持的最大视频源数，n指视频源可以被分割的最大块数。
本发明由视频输入处理单元对视频源数据进行分割，并在同步交换机中建立多播组，由同步交换机将同一视频源数据的各分割块同时发送给各显示处理单元，显示处理单元判断出同一视频源号的视频源信息中的帧号发生变化时，则输出视频块，以实现同一视频源数据在显示屏上同步显示。
由于显示处理单元接收视频块后按照一定的帧率定期向外输出视频数据，按照显示时间逐帧显示视频数据，具体地，显示处理单元会检测每个显示缓冲区的帧号，将帧号发生变化的分割块进行输出；这样，如果同一视频源数据各分割块所在的显示处理单元的视频输出不同步，将会导致同一视频源数据的各分割块显示不同步。为了克服上述缺陷，进一步提高数据的同步精确度，发明又增加对显示处理单元视频输出的同步控制，具体地，所述同步交换机还包含中断单元；所述多播组建立单元，还接收来自大屏控制器的寄存器加入指示，所述寄存器加入指示包含所有显示处理单元的寄存器地址，多播组建立单元将所有寄存器加入多播组，并记录各寄存器地址；
所述中断单元，接收来自大屏控制器的中断信号，向多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号；
所有寄存器地址对应的寄存器接收中断信号后产生中断，分别初始化与显示屏连接的输出接口。
大屏控制器可随机或定期通过同步交换机向多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号。
在***开机后，大屏控制器通过同步交换机搜索所有的显示处理单元，还为所有显示处理单元分配寄存器地址，在建立多播组时，大屏控制器还向同步交换机发送寄存器加入指示，以将所有显示处理单元的寄存器都加入多播组中。
采用多播方式向所有显示处理单元同时产生中断，强制所有显示处理单元对输出接口同时进行初始化，同时初始化后，各显示处理单元可在同一时刻进行视频输出，进一步提高了显示处理单元视频输出的同步精度。寄存器中断同步方式，可以单独使用，也可以与其他同步方式组合使用。
来自视频输入单元的数据为未压缩的视频数据流，本发明大屏同步显示的***除了可以处理未压缩的视频数据流，还可以对进行编码压缩处理的网络视频数据流进行处理，例如对来自网络摄像机或流媒体服务器的网络视频数据流进行处理，相应地，该***还包括以太网交换机，以及每个显示处理单元对应的解码单元；所述大屏控制器包括分割单元和判断处理单元，如图5所示的***结构。
所述分割单元，通过以太网交换机接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；通过同步交换机接收显示处理单元反馈的缓冲区地址，将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址发送给判断处理单元；
所述判断处理单元，判断数据源信息中的数据源号指示的是否为网络视频源的源号，如果不是，则通过同步交换机将分割块信息和对应的缓冲区地址发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；如果是，则选择一个解码单元，通过同步交换机将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址发送给选择的解码单元；
所述解码单元，接收来自所述判断处理单元的数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址，根据数据源信息，通过以太网交换机从相应设备读取视频数据，进行解码；根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
所述同步交换机，接收来自所述解码单元的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区；并接收来自所述解码单元的视频源信息，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。
所述解码单元可独立于显示处理单元设置，也可集成在显示处理单元内。
参见图6，本发明还提供了大屏同步显示的方法示意性流程图，该流程包括以下步骤：
步骤601，大屏控制器接收客户端发送的交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号，大屏控制器根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割。
步骤602，大屏控制器通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元。
本步骤之前，该方法还可以进一步包括：
大屏控制器判断数据源信息中的数据源号指示的是否为网络视频源的源号，如果不是，则执行步骤602；如果是，则：
大屏控制器选择一个解码单元，将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给选择的解码单元；
解码单元由数据源信息，通过以太网交换机从相应设备读取视频数据，进行解码；并根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
同步交换机将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区，并由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息；
显示处理单元接收视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上。大屏控制器通过同步交换机获知各解码单元的工作状态，在需要时，选择一个空闲的解码单元进行数据分割，将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给选择的解码单元。
步骤603，显示处理单元按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址通过同步交换机反馈给大屏控制器。
步骤604，大屏控制器将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元。
步骤605，视频输入处理单元根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机。
步骤606，同步交换机将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区并由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。
所述多播组预先建立，该建立包括：同步交换机接收来自大屏控制器的多播组建立指示，所述多播组建立指示包含所有显示处理单元的多播内存地址，同步交换机将所有显示处理单元加入多播组，并记录各显示处理单元对应的多播内存地址。
同步交换机可具体采用PCIE交换，相应地，建立的多播组为PCIE多播组。
步骤607，显示处理单元接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上。
该方法还可以进一步包括：
同步交换机接收来自大屏控制器的寄存器加入指示，所述寄存器加入指示包含所有显示处理单元的寄存器地址，同步交换机将所有寄存器加入多播组，并记录各寄存器地址；
同步交换机接收来自大屏控制器的中断信号，向多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号，所有寄存器地址对应的寄存器接收中断信号后产生中断，分别初始化与显示屏连接的输出接口。
大屏控制器随机或定期通过同步交换机向PCIE多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号。
采用本发明的大屏同步显示方案，先由视频输入处理单元进行数据分割，只将分割块发送给显示处理单元，从而，在实现大屏同步显示的同时，降低了显示处理单元带宽的占用，使显示屏能够显示更多的图层。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种大屏同步显示的***，其特征在于，该同步显示***包括客户端、视频输入处理单元、同步交换机、大屏控制器、显示处理单元，以及每个显示处理单元对应的显示屏；
所述客户端，向大屏控制器发送交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号；
所述大屏控制器，接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；通过同步交换机接收显示处理单元反馈的缓冲区地址，将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；
所述显示处理单元，按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址反馈给大屏控制器；接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上；
所述视频输入处理单元，根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
所述同步交换机，接收来自视频输入处理单元的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区；并接收来自视频输入单元的视频源信息，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述同步交换机包含多播组建立单元，接收来自大屏控制器的多播组建立指示，所述多播组建立指示包含所有显示处理单元的多播内存地址，多播组建立单元将所有显示处理单元加入多播组，并记录各显示处理单元对应的多播内存地址。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述同步交换机还包含中断单元；所述多播组建立单元，还接收来自大屏控制器的寄存器加入指示，所述寄存器加入指示包含所有显示处理单元的寄存器地址，多播组建立单元将所有寄存器加入多播组，并记录各寄存器地址；
所述中断单元，接收来自大屏控制器的中断信号，向多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号；
所有寄存器地址对应的寄存器接收中断信号后产生中断，分别初始化与显示屏连接的输出接口。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，该***还包括以太网交换机，以及每个显示处理单元对应的解码单元；所述大屏控制器包括分割单元和判断处理单元；
所述分割单元，通过以太网交换机接收客户端发送的所述交换命令，根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；通过同步交换机接收显示处理单元反馈的缓冲区地址，将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址发送给判断处理单元；
所述判断处理单元，判断数据源信息中的数据源号指示的是否为网络视频源的源号，如果不是，则通过同步交换机将分割块信息和对应的缓冲区地址发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；如果是，则选择一个解码单元，通过同步交换机将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址发送给选择的解码单元；
所述解码单元，接收来自所述判断处理单元的数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址，根据数据源信息，通过以太网交换机从相应设备读取视频数据，进行解码；根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
所述同步交换机，接收来自所述解码单元的视频块和对应的缓冲区地址，将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区；并接收来自所述解码单元的视频源信息，由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，所述解码单元独立于显示处理单元设置，或者，集成在显示处理单元内。
6.一种大屏同步显示的方法，其特征在于，该方法包括：
大屏控制器接收客户端发送的交换命令，所述交换命令包括数据源信息和图层信息，所述数据源信息包括数据源号，大屏控制器根据图层信息对图层所在的显示屏进行分割，通过同步交换机将分割块信息发送给各分割块所在显示屏对应的显示处理单元；显示处理单元按照接收的分割块信息为分割块划分缓冲区，将划分的缓冲区地址通过同步交换机反馈给大屏控制器；
大屏控制器将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元；
视频输入处理单元根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
同步交换机将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区，并由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息；
显示处理单元接收来自同步交换机的视频块和视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多播组预先建立，该建立包括：同步交换机接收来自大屏控制器的多播组建立指示，所述多播组建立指示包含所有显示处理单元的多播内存地址，同步交换机将所有显示处理单元加入多播组，并记录各显示处理单元对应的多播内存地址。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
同步交换机接收来自大屏控制器的寄存器加入指示，所述寄存器加入指示包含所有显示处理单元的寄存器地址，同步交换机将所有寄存器加入多播组，并记录各寄存器地址；
同步交换机接收来自大屏控制器的中断信号，向多播组包含的所有寄存器地址同时发送中断信号，所有寄存器地址对应的寄存器接收中断信号后产生中断，分别初始化与显示屏连接的输出接口。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，同步交换机接收大屏控制器随机或定期发送的中断信号。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述大屏控制器通过同步交换机将分割块信息和对应的缓冲区地址发送给与数据源号对应的视频输入处理单元之前，该方法还包括：
大屏控制器判断数据源信息中的数据源号指示的是否为网络视频源的源号，如果不是，则执行所述大屏控制器将分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给与数据源号对应的视频输入处理单元的步骤；如果是，则：
大屏控制器选择一个解码单元，将数据源信息、分割块信息和对应的缓冲区地址通过同步交换机发送给选择的解码单元；
解码单元根据数据源信息，通过以太网交换机从相应设备读取视频数据，进行解码；并根据分割块信息对视频源数据进行分割，将分割后的视频块和对应的缓冲区地址发送给同步交换机，并生成包含视频源号和帧号的视频源信息发送给同步交换机；
同步交换机将视频块发送给缓冲区地址对应的缓冲区，并由多播组包含的所有多播内存地址同时向对应的各显示处理单元发送视频源信息；
显示处理单元接收视频源信息，判断同一视频源号的视频源信息中的帧号是否发生变化，如果是，则输出接收的视频块，显示在对应的显示屏上。
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