液晶拼接屏顯示系統(tǒng)方案

“為適應調(diào)度指揮的需求，提高調(diào)度指揮效率及處理緊急突發(fā)事件的工作效率，更準確及時地進行各種警力的調(diào)配，增強指揮中心綜合協(xié)調(diào)的指揮能力，在調(diào)度所調(diào)度大廳設置大屏幕顯示系統(tǒng)，作為集中信息顯示的交流平臺，實現(xiàn)對調(diào)度所管轄范圍內(nèi)的統(tǒng)一調(diào)度指揮、綜合監(jiān)控、管理與協(xié)調(diào)。通過對調(diào)度所大屏幕顯示系統(tǒng)的設計方案研究，為超大規(guī)模大屏幕顯示系統(tǒng)的建設提供參考方案。"

一、項目背景

為適應調(diào)度指揮的需求，提高調(diào)度指揮效率及處理緊急突發(fā)事件的工作效率，更準確及時地進行各種警力的調(diào)配，增強指揮中心綜合協(xié)調(diào)的指揮能力，在調(diào)度所調(diào)度大廳設置大屏幕顯示系統(tǒng)，作為集中信息顯示的交流平臺，實現(xiàn)對調(diào)度所管轄范圍內(nèi)的統(tǒng)一調(diào)度指揮、綜合監(jiān)控、管理與協(xié)調(diào)。通過對調(diào)度所大屏幕顯示系統(tǒng)的設計方案研究，為超大規(guī)模大屏幕顯示系統(tǒng)的建設提供參考方案。

二、需求分析

指揮中心大屏幕顯示系統(tǒng)的服務對象主要為調(diào)度大廳內(nèi)的各工種調(diào)度人員、參觀人員及維護管理人員，為提高綜合協(xié)調(diào)的指揮能力，大屏幕顯示系統(tǒng)需支持調(diào)度管理 系統(tǒng)等相關應用系統(tǒng)。另外，大屏幕顯示系統(tǒng)還應具備支持視頻監(jiān)控系統(tǒng)、應急通信、會議電視接入的能力。省級公安局平臺對接、點名系統(tǒng)等；大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中信息顯示的平臺，為實時調(diào)度指揮、決策及信息，視頻監(jiān)看反饋等方面都起到重要作用。大屏幕顯示系統(tǒng)應具有以下功能。

1、多種應用系統(tǒng)的集中接入與顯示

大屏幕顯示系統(tǒng)作為調(diào)度所多種應用系統(tǒng)信息綜合顯示的共享平臺。省級會議平臺接入、每日點名系統(tǒng)接入、?？禂z像頭畫面接入多套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以及應急通信、會議電視系統(tǒng)等多種應用系統(tǒng)的集中接入與顯示。根據(jù)業(yè)務應用及管理的需求，大屏幕顯示系統(tǒng)應提供集中管理及按專業(yè)管理、控制大屏幕顯示的功能及技術手段。

2、 超大面積高分辨率顯示

現(xiàn)場屏幕采用訊維XUNWEI?55"大屏，拼接成60塊畫面，12*6超大排列組合，根據(jù)客戶對分辨率最求極致，采用顯卡拼接方案，實現(xiàn)8K畫面顯示，大屏幕顯示系統(tǒng)應能支持大面積、高分辨率顯示，以滿足在同一時間對多個應用系統(tǒng)的大信息量、實時顯示處理等監(jiān)控需求。

3、 統(tǒng)一顯示與分區(qū)顯示

整個顯示系統(tǒng)可作為統(tǒng)一顯示平臺整屏顯示某種信號，同時，可劃分為多個功能區(qū)進行分區(qū)分散管理，各功能區(qū)將按照功能需要顯示各種信號。

4、 多信號綜合顯示，靈活性高

整個系統(tǒng)支持對多種類型信號的顯示的主流操作系統(tǒng)的計算機圖像信號，各種視頻信號，通過網(wǎng)絡途徑可以實現(xiàn)高分辨率應用畫面的網(wǎng)絡信號顯示。各種信號均可以窗口形式在大屏幕上任意顯示，并進行靈活控制和管理。支持對視頻信號、平臺孿生數(shù)字界面信號以實時方式顯示，切換操作方便、快捷。

三、方案設計

大屏幕顯示系統(tǒng)由顯示單元、傳輸系統(tǒng)、拼接控制器 （含圖像處理及顯示軟件）及輔助系統(tǒng)4個主要部分組成。

1、顯示屏系統(tǒng)

設計初期，針對調(diào)度大廳顯示面積大、顯示信息種類多、圖像清晰度要求高等實際工程特點，結合拼接大屏顯示效果，在充分滿足用戶運營維護管理需求的基礎上，由于訊維LCD顯示技術成熟、顯示圖像清晰，具有無縫拼接等特點，因此調(diào)度所調(diào)度大廳大屏幕系統(tǒng)采用訊維拼接及LCD大屏顯示技術。根據(jù)調(diào)度大廳的安裝環(huán)境及布局，工程中采用55英寸顯示單元及60塊屏幕。

顯示屏的布局設計原則如下：

（1）安裝空間的凈高度 （承重地板至吊頂），該參數(shù)可以確定顯示單元的尺寸和顯示墻的行數(shù)。

（2）安裝空間的寬度和結構，該參數(shù)可以確定顯示墻的列數(shù)和安裝的結構。

（3）安裝空間的縱深尺寸，該參數(shù)可以設計調(diào)度臺的擺放位置和調(diào)度人員的最佳觀看距離。

根據(jù)布局設計原則，調(diào)度大廳整個安裝面的高度：10～12m（從地面到天花吊頂?shù)南卵馗叨?）；控制臺擺放完設備的高度 （各調(diào)度工種均需配置9～12屏27" 液晶顯示器，采用上下二層疊放方案）：1.6m（控制臺750~800mm，8個27寸液晶顯示器的高度為800mm）。人的眼睛的高度1.1~1.2m，為給調(diào)度工作人員提供最佳的觀看條件，其觀看區(qū)域的位置，宜滿足調(diào)度工作人員僅需轉動眼睛即可看清所有顯示內(nèi)容，即調(diào)度工作人員的縱向視角向上不大于25°、向下不大于35°，橫向視角向左不大于35°、向右不大于35°。根據(jù)房間的高度、整個大屏幕系統(tǒng)安裝的方式及布局習慣，在屏幕 上 沿 到 吊 頂 下 沿 一 般 預 留 高 度1000~2000mm；控制臺全部設備擺放完畢后，考慮到調(diào)度人員的觀看效果，大屏幕顯示系統(tǒng)底座高度至少需要在靜電地板以上距離為1800~2200mm。

以指揮中心為例，指揮中心的顯示單元按照４層考慮，底座高度按照2000mm考慮，大屏觀看視角≤25°時為最佳視角，可以計算出控制臺距大屏幕的最近距離 Ｌ。

根據(jù)調(diào)度大廳的平面布局及大屏幕安裝面弧長，考慮到調(diào)度大廳內(nèi)調(diào)度臺的布置及視角范圍有限，調(diào)度大廳的顯示單元按照5層考慮，安裝面弧長按照120°布置。

2、控制系統(tǒng)

（1）控制方式

大屏幕控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)視頻信號的調(diào)度管理，根據(jù)需要對視頻信號進行分配 、切換、處理，對圖像顯示參數(shù)進行設置和調(diào)整，可對輸入信號進行分割、拼接和全屏等多種形式顯示。目前，用于大屏幕顯示系統(tǒng)的拼接控制技術，按控制方式可分為傳統(tǒng)的集中式控制技術與拼接切換控制技術二大類。

方案一。傳統(tǒng)的集中式控制技術通常由一臺控制主機和若干臺擴展機箱組成，控制主機負責整個系統(tǒng)的管理與控制，擴展機箱主要作用是提供各類輸入輸出卡的插槽。集中式控制主機由于 ＰＣＩ總線帶寬、插槽數(shù)量和ＣＰＵ 速度的制約，其處理能力受到限制，通常只能控制100臺以下顯示單元組成的顯示墻，當系統(tǒng)輸入信號的分辨率與數(shù)量要求較高時，所能控制的顯示墻規(guī)模還將變小。方案二。拼接控制器采用純硬件結構設計，無操作系統(tǒng)，整個系統(tǒng)完全封閉式運行，不需要電腦和啟動軟件等操作，非常簡便，穩(wěn)定性大大高于基于WINDOWS操作系統(tǒng)的"計算機+板卡"方式和嵌入式系統(tǒng)設計的傳統(tǒng)控制器，采用目前世界上最先進的高速視頻處理芯片，應用先進的數(shù)字圖像處理算法(去隔行算法)實時處理多路視頻VGA圖像，即把壓縮后的畫面在投影機上顯示。拼接控制器專業(yè)針對大屏幕、投影、液晶等設備的拼接控制器，最新引進美國專用超高速芯片，同時支持非實時顯示TCPIP網(wǎng)絡內(nèi)任意多臺PC機桌面圖像，可控制多路實時視頻和VGA至UXGA組合顯示。處理器組成的電視墻分辯率高、可靠性高、動態(tài)圖象自然流暢、清晰艷麗、成本低、顯示特技豐富。適合指揮、電視電話會議、三維演示、監(jiān)控、廣告等UXGA和視頻混合運用的高端領域。多臺級連可組成任意規(guī)模的電視墻 。直接連接監(jiān)控硬盤錄像機VGA接口、電視會議電視墻終端、WEB視頻監(jiān)控工作站終端。是專門針對高要求實時超高分辯率應用而設計的。

（2） 多種信號源接入

調(diào)度所需要在大屏幕上顯示的主要有計算機網(wǎng)絡信號、計算機顯卡信號及視頻信號，根據(jù)輸入信號源的不同，信號處理系統(tǒng)分為計算機網(wǎng)絡信號處理模塊、信號，然后通過數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)傳輸?shù)礁鱾€信號顯示模塊。

a．視頻信號。針對調(diào)度所視頻信號的處理要求，采用2種方案實現(xiàn)視頻信號的上屏顯示。一是采用傳統(tǒng)的視頻解碼服務器和模擬矩陣的方式，對綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號實現(xiàn)解碼輸出；二是通過設置視頻服務器實現(xiàn)數(shù)字視頻解碼能力，數(shù)字視頻信號可以直接通過網(wǎng)絡接入大屏幕系統(tǒng)視頻服務器實現(xiàn)視頻信號的處理顯示，并通過數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)輸出到大屏幕系統(tǒng)顯示，而無需預先通過解碼器進行解碼，最大程度的避免了在此過程中產(chǎn)生的畫面質(zhì)量損耗，保證了更高質(zhì)量的畫面還原。

b．計算機顯卡視頻信號。針對各應用系統(tǒng)的接入需求，不僅可以通過各系統(tǒng)與大屏幕顯示系統(tǒng)的接口來實現(xiàn)，還可以通過在調(diào)度大廳設置的計算機顯示終端的顯卡拼接信號接口實現(xiàn)在大屏幕4K畫面輸出顯示。通過設置HDMI處理器處理器來實現(xiàn)計算機顯卡信號屏幕顯示的需求。

c．高可靠性設計大屏幕控制系統(tǒng)是一個高度綜合化、模塊化的系統(tǒng)。作為一個實時拼接顯示系統(tǒng)的基礎平臺，要求其具有結構的開放性、規(guī)模的可伸縮性、技術的獨立性、高可靠性與可維護性等特點。實時拼接顯示系統(tǒng)信號輸入模塊、網(wǎng)絡傳輸模塊、系統(tǒng)管理模塊等幾大核心軟硬件模塊。在系統(tǒng)硬件設備方面，選擇高可靠的服務器、網(wǎng)絡設備及電源設備，同時采用網(wǎng)絡冗余備份、電源冗余備份等手段來充分保障硬件設備運行的穩(wěn)定可靠。

d．在系統(tǒng)軟件方面，主要功能有1、畫外畫平鋪模式：多路或者部分信號以任意矩形顯示格式全屏或非全屏顯示，單屏最多可以打開四個窗口。

e、單屏幕可開多個窗口（選配）：在同一屏幕內(nèi)，可根據(jù)需要同時顯示2個～4個窗口，并顯示相同或不同的畫面（注：具體單屏最大顯示窗口數(shù)請以收到貨物為準）。

f、畫中畫模式：以某幅畫面為背景，其他窗口信號采用開窗口平鋪顯示。

g、疊加模式：以某個通道畫面為背景，其他通道的畫面在顯示時，窗口與窗口之間部分或者全部覆蓋，被覆蓋部分沒有顯示。

h、縮放和位移：窗口的大小和位置任意可調(diào)。

i、邊緣屏蔽技術：傳統(tǒng)的拼接技術，在遇到有邊緣的顯示器件(例如背投、平板電視、LCD/PDP或者DLP、CRT等有邊框的顯示器件組成的電視墻)時，分割后的畫面再拼接顯示時，相鄰的兩組顯示器件間由于存在無法顯像的邊緣而分割，導致畫面不自然變形。

（3）傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)是指實現(xiàn)信號源 （需顯示的計算機網(wǎng)絡信號、計算機顯卡輸出信號和視頻信號）至拼接控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)至顯示屏系統(tǒng)之間的信號傳輸。

a、信號源至控制系統(tǒng)之間

?？禂z像機網(wǎng)絡視頻信號。針對于海康攝像機客戶不需要使用解碼器，采用?？岛笈_直接解碼然后通過電腦上屏接入的需求，采用計算機網(wǎng)絡信號接入，通過計算機視頻信號輸出上屏。

計算機顯卡輸出信號，采用4個4k信號拼接上屏在大屏上呈現(xiàn)8K顯示效果。

b、控制系統(tǒng)于控制電腦之間

根據(jù)指揮大屏幕顯示單元的具體配置，由于控制電腦需要控制現(xiàn)場所有信號源的切換，大小縮放，開窗漫游、畫中畫模式等，控制計算機需要采用網(wǎng)線直連接到拼接處理器中，實現(xiàn)拼接畫面控制。

四、安裝注意事項

大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中信息顯示的交流平臺，在實時調(diào)度指揮、決策及緊急事件反饋等方面都起到重要作用。由于大屏幕顯示系統(tǒng)是一個綜合化、精細化的系統(tǒng)，為保證該系統(tǒng)能夠正常運行，對周邊安裝環(huán)境有較高的要求。結合工程建設實際，提出以下建議：

1.安裝設備的地面要求平整，地面承重荷載需滿足顯示屏、安裝鋼架及維護人員的重量。建議顯示屏所處的調(diào)度大廳宜采用格調(diào)清新、色調(diào)偏冷、簡潔明快裝修風格。墻面飾板色調(diào)明快，適當部位配以吸音材料，墻面啞光為主。顯示墻安裝完成后，需對投影墻和裝修墻的接口處進行收邊處理。收邊材料應可以拆卸，以方便大屏幕系統(tǒng)今后的維修。

2.調(diào)度大廳空調(diào)的出風口位置應盡量遠離投影墻，所有出風口距離投影墻及屏幕不應少于３ｍ，并且出風口不能直接對著投影墻及屏幕吹，以避免投影屏幕受冷熱不均勻而損壞或結露。大屏幕投影墻前方大廳和后面維護通道均應設有良好的空調(diào)環(huán)境，以保證室內(nèi)環(huán)境達到投影墻理想工作溫度，并使投影墻前后溫度保持一致。維修通道中建議使用風機，保證大屏幕投影墻后部的空氣循環(huán)。消防噴頭要遠離投影箱體１ｍ 左右，不使用自動噴水噴淋頭，宜采用干粉噴霧滅火劑。

3.建議屏幕前面４ｍ內(nèi)為暗區(qū)，燈光不要直接照射到屏幕上，并且盡量不要使用熒光燈。對于調(diào)度大廳可能射入的戶外光線 （如窗戶），應有必要的遮擋措施。顯示單元后部的維修通道應具備必要的照明，并具備單獨的開關。大屏幕顯示系統(tǒng)的構建及實施應確保其高安全可靠性。本文對調(diào)度大廳大屏幕系統(tǒng)的系統(tǒng)架構、設計特點、難點等方面進行分析，介紹了調(diào)度所大屏幕系統(tǒng)的設計方案。為大規(guī)模的大屏幕顯示系統(tǒng)的工程設計提供參考和借鑒。

審核編輯 黃宇