拼墙系统回显装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种拼墙系统回显装置和方法，包括：回显数据捕获单元，用于获取同步脉冲信号和待显示的视频数据，根据拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对数据进行第一次缩放，根据拼墙系统的行列信息、第一次缩放后的数据在拼墙系统的位置信息和同步脉冲信号进行第一次拼接，进一步编码；回显数据处理单元，用于接收M个编码后的数据并进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据M个脉冲信号对M个待回显的数据进行第二次拼接，并根据显示要求进行第二次缩放、帧率转换；回显数据显示单元，用于接收帧率转换后的数据并进行显示。本发明实现拼墙系统回显的同步化，回显过程中自适应拼墙系统的分辨率和大小的动态变化，易于实现且成本低。
【专利说明】拼墙系统回显装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像通信【技术领域】，特别是涉及一种拼墙系统回显装置和方法。
【背景技术】
[0002]随着社会信息化的高速增长，信息的可视化需求急剧扩大，高端可视化的实现难度越来越大，传统的单台显示设备显示的信息量远远不能满足客户的需求，特别是针对一些监控中心、指挥中心、调度中心等。因此拼墙系统成为可视化领域不可缺少的基础。拼墙系统一般安装在专用的会议中心室或者监控调度室。对于比较大型的系统由于人的视野角度关系，无法同时关注到屏幕上所有显示的内容，这样相关人员就不能及时针对屏幕上显示的内容进行分析判断、综合调度、决策指挥等，无法尽快解决出现的问题，不满足实际应用需求。
【发明内容】
[0003]基于上述情况，本发明提出了一种拼墙系统回显装置，实现拼墙系统回显的同步化，满足了视觉上完美的效果；回显过程中自适应拼墙系统的分辨率和大小的动态变化，符合实际应用；结构简单、成本低。
[0004]为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为:
[0005]一种拼墙系统回显装置，包括:
[0006]回显数据捕获单元，用于获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码，并将编码后的数据发送至回显数据处理单元；
[0007]回显数据处理单元，用于接收M个所述编码后的数据并进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换，并将帧率转换后的数据发送至所述回显数据显示单元；
[0008]回显数据显示单元，用于接收所述帧率转换后的数据并进行显示。
[0009]针对现有技术问题，本发明还提出了一种拼墙系统回显方法，通过同步脉冲信号实现整墙回显的同步化，方法简单，降低拼墙系统回显成本，适合应用。
[0010]本发明技术方案的实施例为:
[0011]一种拼墙系统回显方法，包括以下步骤:
[0012]获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码；
[0013]对M个编码后的数据进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换；
[0014]对所述帧率转换后的数据进行显示。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明拼墙系统回显装置和方法，实现拼墙系统回显的同步化，满足了视觉上完美的效果；回显过程中自适应拼墙系统的分辨率和大小的动态变化，符合实际；易于实现且成本低，工作人员可以及时针对回显的内容进行分析判断、综合调度、决策指挥，适合应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为一个实施例中拼墙系统回显装置结构示意图；
[0017]图2为基于图1所示装置一个具体示例中拼墙系统回显装置结构示意图；
[0018]图3为图2拼墙系统回显装置中回显数据捕获单元的结构示意图；
[0019]图4为一个实施例中3x4拼墙系统第一次缩放处理后的示意图；
[0020]图5为图2拼墙系统回显装置中回显数据处理单元的结构示意图；
[0021]图6为一个实施例中3x4拼墙系统待回显的数据的位置信息的示意图；
[0022]图7为一个实施例中拼墙系统回显方法流程图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0024]一个实施例中拼墙系统回显装置，如图1所示，包括:
[0025]回显数据捕获单元，用于获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码，并将编码后的数据发送至回显数据处理单元；
[0026]回显数据处理单元，用于接收M个所述编码后的数据并进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换，并将帧率转换后的数据发送至所述回显数据显示单元；
[0027]回显数据显示单元，用于接收所述帧率转换后的数据并进行显示。
[0028]如图1所示，首先回显数据捕获单元获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对上述视频数据进行第一次缩放处理，根据拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在拼墙系统的位置信息和上述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码；然后回显数据处理单元对M个上述编码后的数据进行解码，解码得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据M个脉冲信号对M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换；最后回显数据显示单元对上述帧率转换后的数据进行显示。
[0029]从以上描述可知，本发明拼墙系统回显装置，实现拼墙系统回显的同步化，满足了视觉上完美的效果；回显过程中自适应拼墙系统的分辨率和大小的动态变化，符合实际应用。
[0030]作为一个实施例，所述回显数据捕获单元对所述第一次拼接处理后的数据进行串行化编码，并通过高速串行总线将串行化编码后的数据发送至所述回显数据处理单元；
[0031]在进行串行化编码后通过一条高速串行总线进行信号传输，简单、快速，符合实际。
[0032]作为一个实施例，所述回显数据处理单元根据所述M个脉冲信号得到与所述M个待回显的数据的位置信息相符合的时序，根据所述时序对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，准确迅速地完成M个待回显的数据的拼接，方便后续处理，适合应用。
[0033]作为一个实施例，所述回显数据显示单元包括回显数据本地显示模块和/或回显数据网络编码模块；
[0034]所述回显数据本地显示模块，用于对所述帧率转换后的数据进行本地输出显示；
[0035]所述回显数据网络编码模块，用于对所述帧率转换后的数据进行网络编码，并将网络编码后的数据发送至远程终端输出显示；
[0036]装置具有上述回显数据本地显示模块和/或回显数据网络编码模块，监控人员处于拼墙系统的近端或远端都能对回显的内容进行分析判断、综合调度、决策指挥，实现了人性化的设计。
[0037]作为一个实施例，所述同步脉冲信号的频率与所述拼墙系统的刷新率相同，保证拼墙系统显示单元显示图像的同步化，同时实现拼墙系统回显数据的同步化。
[0038]为了更好地理解本装置，以下详细阐述一个本发明拼墙系统回显装置的应用实例，该应用实例利用FPGA(Field — Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)硬件设计技术实现。
[0039]如图2所示，该应用实例可以包括:
[0040]同步脉冲发生器，用于产生与拼墙系统的刷新率一致的同步脉冲信号，并将该同步脉冲信号传输到信号处理单元，信号处理单元通过监测该同步脉冲信号保证拼墙系统显示单元显示图像的同步，同时该同步脉冲信号还需要送入到回显数据捕获单元，用于同步回显数据；
[0041]视频信号采集单元，用于采集来自计算机显卡或者DVD (Digital VersatileDisc，数字多功能光盘)/VCD (Video Compact Disc，影音光碟)播放器等输出的VIDEO (视频)信号，转化为RGB888格式的数字信号，再转换到统一的时钟域进行编码打包；
[0042]调度单元，用于接收同步脉冲发生器产生的同步脉冲信号和视频信号采集单元输出的视频信号，并分别对上述同步脉冲信号和视频信号进行交叉调度处理，以适应信号处理单元的跨屏、叠加开窗功能；
[0043]M(M = 8)个信号处理单元，用于根据同步脉冲发生器传输的同步脉冲信号和拼墙系统的显示要求对视频信号采集单元输出的通过调度单元进行交叉调度处理后的信号进行解包、缩放叠加处理，以适应拼墙系统的显示，同时保证同一视频在出现跨屏开窗时同步显示，一个信号处理单元支持4路DVI (Digital Visual Interface,数字视频接口)数据输出；
[0044]M个回显数据捕获单元，如图3所示，用于接收前端同步脉冲发生器发送的同步脉冲信号和M个信号处理单元输出的多路DVI数据，每一个回显数据捕获单元对4路DVI数据进行缩放、拼接、编码处理，在每一个回显数据捕获单元的4个缩放模块一中根据拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对4路DVI数据进行第一次缩放处理，例如本装置支持的拼墙系统最多显示单元的个数为32，第一次缩放处理的缩放比列确定为水平1/4与垂直1/4，然后在4个缓存模块中进行缓存，在帧同步再生模块中根据拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的数据在拼墙系统的位置信息和上述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的4个数据进行第一次拼接处理，例如图4所示的3x4拼墙系统，假设Wl，W2，W3，W4为第一次缩放处理后的数据，那么需要根据该拼墙系统的行列信息、W1，W2，W3，W4数据在拼墙系统的位置信息和接收的前端同步脉冲发生器发送的同步脉冲信号进行第一次拼接处理，保证回显数据在捕获端能形成与拼墙系统排列一致的图像，当完成了第一次拼接处理后，在编码模块中对第一次拼接处理后的数据进行串行化编码，并通过一条高速串行总线传输;M个回显数据捕获单元完成了对M*4路DVI数据的缩放、拼接、编码处理，处理后的数据能满足一条高速串行总线传输的需求；
[0045]高速串行总线，用于分别将M个回显数据捕获单元处理后的数据发送至回显数据处理单元；
[0046]回显数据处理单元，如图5所示，用于在解码模块中对上述M个串行化编码后的数据进行解码，解码得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，考虑到传输链路的延时，回显数据处理单元接收的数据不能直接进行拼接，FPGA采用内部的存储单元FIFO (First InFirst Out，先入先出队列)进行数据的行缓存，在接收同步脉冲选择模块中选择前段解码得到M个脉冲信号中的任意一个稳定的脉冲信号作为同步脉冲，通过同步脉冲延时处理模块进行延时处理后传输到帧同步再生模块，帧同步再生模块根据同步脉冲延时处理模块延时处理后得到与上述M个待回显的数据的位置信息相符合的时序，根据该时序对上述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，例如图6所示的3x4拼接墙系统，回显1，2，3，M在拼墙中的位置信息如图所示，对于回显I单元举例:假设传输的单个回显单元的分辨率大小为(x0, y0)，那么整个3x4回显单元的分辨率大小为(x0*4，y0*3)，在回显系统中位置(0，0)处的回显I单元偏移大小(xO，y0)，那么帧同步再生模块产生的时序需要在此偏移处产生(x0,y0)长度的有效信号，进行第二次拼接处理，由于每个回显单元的位置独立不会有重叠出现，所以帧同步再生模块处理的待回显的数据已经是一副完整的整墙数据，然后在缩放模块二中根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，在帧率转换模块中根据回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换；
[0047]回显数据显示单元，包括回显数据本地显示模块和回显数据网络编码模块；回显数据本地显示模块，用于对回显数据处理单元进行帧率转换后的数据进行本地输出显示；回显数据网络编码模块，用于对回显数据处理单元进行帧率转换后的数据进行网络编码，并将网络编码后的数据发送至远程终端输出显示。
[0048]本应用实例无线拼墙系统回显装置实现(8*4)32路拼墙系统的整墙回显，回显过程中自适应拼墙系统的分辨率和大小的动态变化，实现了自动化操作，不需要人为进行干预；达到拼墙系统回显的同步化，满足了视觉上完美的效果；装置具有回显数据本地显示模块、回显数据网络编码模块，监控人员无论处于拼墙系统的近端还是远端都能对回显的内容进行分析判断、综合调度、决策指挥，实现了人性化的设计；结构简单，降低成本。
[0049]一个实施例中拼墙系统回显方法，如图7所示，包括以下步骤:
[0050]步骤S701:获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码；
[0051]步骤S702:对M个编码后的数据进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换；
[0052]步骤S703:对所述帧率转换后的数据进行显示。
[0053]从以上描述可知，本发明拼墙系统回显方法，通过同步脉冲信号实现整墙回显的同步化，方法简单，降低拼墙系统回显成本，适合应用。
[0054]作为一个实施例，所述对第一次拼接处理后的数据进行编码的步骤包括:
[0055]对所述第一次拼接处理后的数据进行串行化编码；
[0056]在进行串行化编码后通过一条高速串行总线进行信号传输，简单、快速，符合实际。
[0057]作为一个实施例，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理的步骤包括:
[0058]根据所述M个脉冲信号得到与所述M个待回显的数据的位置信息相符合的时序，根据所述时序对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，准确迅速地完成M个待回显的数据的拼接，方便后续处理，适合应用。
[0059]作为一个实施例，对所述帧率转换后的数据进行显示的步骤包括:
[0060]对所述帧率转换后的数据进行本地输出显示；
[0061]和/或
[0062]对所述帧率转换后的数据进行网络编码，并将网络编码后的数据发送至远程终端输出显示；
[0063]监控人员处于拼墙系统的近端或远端都能对回显的内容进行分析判断、综合调度、决策指挥，实现了人性化的设计。
[0064]作为一个实施例，所述同步脉冲信号的频率与所述拼墙系统的刷新率相同，保证显示图像的同步和回显数据的同步。
[0065]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种拼墙系统回显装置，其特征在于，包括: 回显数据捕获单元，用于获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码，并将编码后的数据发送至回显数据处理单元； 回显数据处理单元，用于接收M个所述编码后的数据并进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换，并将帧率转换后的数据发送至所述回显数据显示单元； 回显数据显示单元，用于接收所述帧率转换后的数据并进行显示。
2.根据权利要求1所述的拼墙系统回显装置，其特征在于，所述回显数据捕获单元对所述第一次拼接处理后的数据进行串行化编码，并通过高速串行总线将串行化编码后的数据发送至所述回显数据处理单元。
3.根据权利要求1或2所述的拼墙系统回显装置，其特征在于，所述回显数据处理单元根据所述M个脉冲信号得到与所述M个待回显的数据的位置信息相符合的时序，根据所述时序对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理。
4.根据权利要求3所述的拼墙系统回显装置，其特征在于，所述回显数据显示单元包括回显数据本地显示模块和/或回显数据网络编码模块； 所述回显数据本地显示模块，用于对所述帧率转换后的数据进行本地输出显示； 所述回显数据网络编码模块，用于对所述帧率转换后的数据进行网络编码，并将网络编码后的数据发送至远程终端输出显示。
5.根据权利要求1所述的拼墙系统回显装置，其特征在于，所述同步脉冲信号的频率与所述拼墙系统的刷新率相同。
6.一种拼墙系统回显方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取同步脉冲信号和拼墙系统待显示的视频数据，并根据所述拼墙系统的分辨率和显示单元的个数对所述视频数据进行第一次缩放处理，根据所述拼墙系统的行列信息、第一次缩放处理后的视频数据在所述拼墙系统的位置信息和所述同步脉冲信号对第一次缩放处理后的数据进行第一次拼接处理，对第一次拼接处理后的数据进行编码； 对M个编码后的数据进行解码，得到M个脉冲信号和M个待回显的数据，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理，并根据回显数据显示单元的显示分辨率对第二次拼接处理后的数据进行第二次缩放处理，根据所述回显数据显示单元的刷新率对第二次缩放处理后的数据进行帧率转换； 对所述帧率转换后的数据进行显示。
7.根据权利要求6所述的拼墙系统回显方法，其特征在于，所述对第一次拼接处理后的数据进行编码的步骤包括: 对所述第一次拼接处理后的数据进行串行化编码。
8.根据权利要求6或7所述的拼墙系统回显方法，其特征在于，根据所述M个脉冲信号对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理的步骤包括: 根据所述M个脉冲信号得到与所述M个待回显的数据的位置信息相符合的时序，根据所述时序对所述M个待回显的数据进行第二次拼接处理。
9.根据权利要求8所述的拼墙系统回显方法，其特征在于，对所述帧率转换后的数据进行显示的步骤包括: 对所述帧率转换后的数据进行本地输出显示； 和/或 对所述帧率转换后的数据进行网络编码，并将网络编码后的数据发送至远程终端输出显不O
10.根据权利要求6所述的拼墙系统回显方法，其特征在于，所述同步脉冲信号的频率与所述拼墙系统的刷新率相同。
【文档编号】H04N5/04GK104333739SQ201410593829
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】鲜燚, 曹捷 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司