一种用于LED球幕显示的低延时视频传输系统的制作方法

本发明涉及到视频传输技术领域，尤其涉及一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统。

背景技术：

led球幕显示具有高亮度、长寿命、大视场角和简单的图像处理以及易于维护的优点，能给视景显示系统带来强沉浸感和真实感的感官体验。因此，它在军事模拟仿真训练中得到越来越广泛的重视。目前用于模拟仿真训练的全视景led球幕显示系统，对从视频源到显示设备的图像延时有较高的要求，一般要求不超过50ms。由于球幕显示系统涉及多通道高清视频传输，传统的视频传输方法很难满足这样的低延时要求。

公开号为cn111050107a，公开日为2020年04月21日的中国专利文献公开了一种无线高清低延迟视频传输装置，其特征在于，包括叠置的fpga核心板和射频板；

射频板上集成有：

宽带射频收发模块，与数据天线连接，通过数据天线接收载波信号并对载波信号进行功率放大和滤波去噪；与收发器单向通信；

窄带射频收发模块，与信号天线连接，通过信号天线收发控制信号以控制宽带射频收发模块与收发器之间的通信方向；

fpga核心板上集成有：

所述收发器，用于对滤波后的载波信号进行直接变频；

存储器，划分为用于存储解调数据或调制数据的无线缓冲区、用于存储编解码图像的图像缓冲区、用于存储编解码音频的音频缓冲区及用于系统运行的缓冲区；

电源芯片，用于为fpga核心板上各元件供电；

fpga芯片，用于实现图像编解码和基带调制解调功能；

以太网phy模块，用于传输装置与pc进行以太网通讯；

fpga芯片内部集成有：

编码解码模块，用于对图像数据和音频数据分别编码和解码；

无线控制模块，用于与窄带射频收发模块之间进行指令通讯控制；

采集输入输出模块，用于采集接收和输出图像数据及音频数据；

处理器，用于控制fpga内各功能模块的工作；

调制解调模块，用于按照接口协议规定的导频和同步码从变频数据中解调出载荷数据，并将载荷数据按照图像和音频分别对应存放在无线缓冲区中，或从无线缓冲区中取出数据调制；

串行数字接口控制模块，用于按照接口协议控制采集输入输出模块均衡输入输出图像数据；

窄带uart控制模块，用于控制窄带射频收发模块实现双向窄带通讯；

无线控制模块，用于调制解调模块和参数的管理，接收窄带uart控制模块的信号，实现参数的远端控制。

该专利文献公开的无线高清低延迟视频传输装置，解决了现有技术中控制调试困难、配置不灵活的问题。但是，需要对图像数据进行上下变频然后利用天线完成无线传输，这种方式易受电磁干扰影响，尤其不适宜于机载环境视频传输；也不适宜用于led球幕显示，尤其针对led球幕3d立体显示涉及的多通道高清视频传输存在整体延时大的问题，影响显示效果。

技术实现要素：

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统，本发明用于led球幕显示，不仅能够降低多通道高清视频传输的整体延时，而且能够支持球幕的3d立体显示功能，提高显示效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统，包括机柜端、led球幕端和光纤传输介质，led球幕端通过光纤传输介质与机柜端连接，其特征在于：所述机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，所述led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；所述视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，所述光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，所述光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，所述视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，所述视频接收器通过以太网与视频发送器相连，所述led显示模组通过数据线与视频接收器相连，所述光纤传输介质的传输带宽高于18gbps。

所述视频发送器为一个，安装固定在球幕球体框架底部，用于将接收的视频信号进行接口转换，将hdmi或dp信号转换为千兆以太网信号；视频接收器和led显示模组均为多个，多个视频接收器分布式安装于球幕球体框架上，每个视频接收器对收到的视频信号进行截取和缓存，然后并行送给多个led模组进行视频显示。

所述视景计算机，用于产生同步的高清平面图像。

所述视频处理器，用于将视景计算机产生的高清平面图像划分处理为多个视频通道，每个视频通道支持4k分辨率且刷新率达到120hz的视频图像；并将划分后的每个视频通道完成图形从平面到球面的几何校正。

所述光发送器，用于将4k分辨率且刷新率达到120hz的视频图像信号转换为光信号。

所述光接收器，用于将光信号转换为高清视频信号。

所述光纤传输介质，用于远距离传输高清视频信号。

所述视频发送器，用于向多个视频接收器发送高清视频信号。

所述视频接收器，用于对高清视频信号进行截取和缓存。

所述led显示模组，用于显示高清视频。

本发明的工作原理如下：

在高清视频从机柜端传输到led球幕端的过程中，视频处理器可实现基于4k@120hz，支持3d立体显示视频图像的几何校正，校正带来的延迟不超过1帧；光发送器和光接收器无需数字采样直接实现电光/光电转换，同时视频发送器也支持实时视频信号的转发，因而，它们引入的传输延时几乎可以忽略。而视频接收器需要对传输来的视频信号进行缓存，存在1帧的延时。led显示模组需要等待所有led灯板都就绪后再进行同步视频显示，也需要1帧的延时。因此，高清视频从机柜端传输到led球幕端，整体延时不超过3帧，能够有效降低多通道高清视频传输的整体延时，提高显示效果。

本发明的有益效果主要表现在以下方面：

1、本发明，“机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，视频接收器通过以太网与视频发送器相连，led显示模组通过数据线与视频接收器相连”，在高清视频从机柜端传输到led球幕端的过程中，视频处理器可实现基于4k@120hz，支持3d立体显示视频图像的几何校正，校正带来的延迟不超过1帧；光发送器和光接收器无需数字采样直接实现电光/光电转换，同时视频发送器也支持实时视频信号的转发，视频接收器需要对传输来的视频信号进行缓存，存在1帧的延时。led显示模组需要等待所有led灯板都就绪后再进行同步视频显示，也需要1帧的延时；采用本发明视频传输系统，用于led球幕显示，高清视频从机柜端传输到led球幕端，整体延时不超过3帧，较现有技术而言，不仅能够降低多通道高清视频传输的整体延时，而且能够支持球幕的3d立体显示功能，提高显示效果。

2、本发明，采用led球幕显示相比于投影仪方式具有更高的亮度、更长的寿命和更大的视场角，配合低延时，能够极大的提高显示效果。

3、本发明，机柜端和led球幕端采用光纤传输介质进行视频的快速长距离传输，传输距离能够支持几十乃至上百米，远远大于传统基于hdmi或dp线缆的最长15米传输距离，完全满足常用模拟仿真环境的需求，且引入的传输延时可以忽略，光纤传输介质的传输带宽高达18gbps以上，利于保障led球幕显示质量。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：

图1为本发明视频传输系统结构框图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统，包括机柜端、led球幕端和光纤传输介质，led球幕端通过光纤传输介质与机柜端连接，所述机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，所述led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；所述视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，所述光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，所述光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，所述视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，所述视频接收器通过以太网与视频发送器相连，所述led显示模组通过数据线与视频接收器相连，所述光纤传输介质的传输带宽为20gbps。

“机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，视频接收器通过以太网与视频发送器相连，led显示模组通过数据线与视频接收器相连”，在高清视频从机柜端传输到led球幕端的过程中，视频处理器可实现基于4k@120hz，支持3d立体显示视频图像的几何校正，校正带来的延迟不超过1帧；光发送器和光接收器无需数字采样直接实现电光/光电转换，同时视频发送器也支持实时视频信号的转发，视频接收器需要对传输来的视频信号进行缓存，存在1帧的延时。led显示模组需要等待所有led灯板都就绪后再进行同步视频显示，也需要1帧的延时；采用本发明视频传输系统，用于led球幕显示，高清视频从机柜端传输到led球幕端，整体延时不超过3帧，较现有技术而言，不仅能够降低多通道高清视频传输的整体延时，而且能够支持球幕的3d立体显示功能，提高显示效果。

实施例2

参见图1，一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统，包括机柜端、led球幕端和光纤传输介质，led球幕端通过光纤传输介质与机柜端连接，所述机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，所述led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；所述视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，所述光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，所述光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，所述视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，所述视频接收器通过以太网与视频发送器相连，所述led显示模组通过数据线与视频接收器相连，所述光纤传输介质的传输带宽为22gbps。

所述视频发送器为一个，安装固定在球幕球体框架底部，用于将接收的视频信号进行接口转换，将hdmi或dp信号转换为千兆以太网信号；视频接收器和led显示模组均为多个，多个视频接收器分布式安装于球幕球体框架上，每个视频接收器对收到的视频信号进行截取和缓存，然后并行送给多个led模组进行视频显示。

采用led球幕显示相比于投影仪方式具有更高的亮度、更长的寿命和更大的视场角，配合低延时，能够极大的提高显示效果。

实施例3

参见图1，一种用于led球幕显示的低延时视频传输系统，包括机柜端、led球幕端和光纤传输介质，led球幕端通过光纤传输介质与机柜端连接，所述机柜端包括视景计算机、视频处理器和光发送器，所述led球幕端包括光接收器、视频发送器、视频接收器、球幕球体框架和设置在球幕球体框架上的led显示模组；所述视频处理器通过hdmi或dp接口与视景计算机相连，所述光发送器通过hdmi或dp接口与视频处理器相连，所述光接收器通过光纤传输介质与光发送器相连，所述视频发送器通过hdmi或dp接口与光接收器相连，所述视频接收器通过以太网与视频发送器相连，所述led显示模组通过数据线与视频接收器相连，所述光纤传输介质的传输带宽为25gbps。

所述视频发送器为一个，安装固定在球幕球体框架底部，用于将接收的视频信号进行接口转换，将hdmi或dp信号转换为千兆以太网信号；视频接收器和led显示模组均为多个，多个视频接收器分布式安装于球幕球体框架上，每个视频接收器对收到的视频信号进行截取和缓存，然后并行送给多个led模组进行视频显示。

所述视景计算机，用于产生同步的高清平面图像。

所述视频处理器，用于将视景计算机产生的高清平面图像划分处理为多个视频通道，每个视频通道支持4k分辨率且刷新率达到120hz的视频图像；并将划分后的每个视频通道完成图形从平面到球面的几何校正。

所述光发送器，用于将4k分辨率且刷新率达到120hz的视频图像信号转换为光信号。

所述光接收器，用于将光信号转换为高清视频信号。

所述光纤传输介质，用于远距离传输高清视频信号。

所述视频发送器，用于向多个视频接收器发送高清视频信号。

所述视频接收器，用于对高清视频信号进行截取和缓存。

所述led显示模组，用于显示高清视频。

机柜端和led球幕端采用光纤传输介质进行视频的快速长距离传输，传输距离能够支持几十乃至上百米，远远大于传统基于hdmi或dp线缆的最长15米传输距离，完全满足常用模拟仿真环境的需求，且引入的传输延时可以忽略，光纤传输介质的传输带宽高达18gbps以上，利于保障led球幕显示质量。