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[原创] 2、高清视频解码及字幕叠加显示设备

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发表于 2011-7-22 16:02:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 cjsb37 于 2013-4-29 09:06 编辑

高清视频解码及字幕叠加显示设备

  一、概述
  随着信息化技术的提高,人们对于视觉欣赏的要求越来越高。“视觉冲击力”成为人们评判显示性能的一个标准。视觉冲击力不仅来自于清晰地画面,还来自于超大尺寸的画面。为了满足这种诉求,大屏拼接应运而生。此外,在市治安监控、银行营业厅监控、车站广场监控中等场合也有对这种大屏幕拼接技术的需求。
  多屏幕拼接显示系统是以拼接控制器为主要数据处理核心,以液晶屏、等离子屏、DLP背投单元等显示设备为终端显示界面。拼接显示主要实现两类系统功能:
  1、将多个物理显示设备以任意矩形模式进行组合,将整个拼接后的多个屏幕虚拟成一个逻辑屏幕,可对超高分辨率图像进行显示;
  2、 将各类可视数据源以可移动、可缩放的窗口形式在虚拟屏上显示出来,信号窗口可叠加、跨屏、漫游等,可以同时显示多种不同格式和来源的图像。
  多屏拼接显示在工业自动化过程管理、综合监控指挥调度系统等领域,提供了灵活的可管理的可视化界面。且在公安、军事、铁路、交通、邮电等指挥调度系统;商店、陈列宣、博物馆、娱乐演播等场所;图形图像编辑,三维动画,多媒体设计,煤矿,交通,教学等监控系统,汽车展示厅,展览馆,电视台演播厅,金融贸易,交易场所等场所具有广泛的应用前景。


                               
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  二、技术简介
  大屏幕拼接器又称电视墙处理器,电视墙控制器,电视墙拼接器,显示墙拼接器,拼接墙控制器,多屏处理器,多屏拼接处理器,显示墙拼接器,大屏幕处理器,数码拼接处理器,多屏图像处理器,显示墙处理器,它们主要功能是将一个完整的图像信号划分成N块后分配给N个视频显示单元(如背投单元),完成用多个普通视频单元组成一个超大屏幕动态图像显示屏,可以支持多种规频设备的同时接入,如:DVD、摄像机、卫星接收机、机顶盒、标准计算机A信号,电视墙处理器可以实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的超高分辨率显示输出,使屏幕墙构成一个超高分辨率、超高亮度、超大显示尺寸的逻辑显示屏,完成多个信号源(网络信号、RGB信号和视频信号)在屏幕墙上的开窗,移动,缩放等各种方式的显示功能。
  无缝边缘融合系统的工作原理分为五种:多通道边沿融合投影技术原理、弧形无缝边缘融合技术、三通道边沿融合投影系统的边沿融合原理、非线性失真校正原理、梯形失真校正原理。我们接下来主要分析多通道边沿融合投影技术原理、弧形无缝边缘融合技术系统。
  1、 多通道边沿融合投影技术原理
  其中多通道边沿融合投影技术经历了三个发展阶段:硬边拼接、重叠拼接和边沿融合拼接。


                               
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  1) 硬边:即两台投影仪的边沿对齐,无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理,该接缝显示为黑色;如果投影仪边缘做了亮度增强处理,该接缝显示为白色。
  2) 简单重叠:即两台投影仪的画面有部分重叠,但没有作淡进淡出处理,因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍,在显示效果上表现为重叠部分为一亮条。
  3) 边沿融合:与简单重叠方法相比,左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减,右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。
  2、弧形无缝边缘融合技术系统
  弧形无缝边缘融合技术系统是一种特殊的、要求比较高的投影显示应用,可以实现多屏图像融合在一起,并将拼接缝隙缩至最小以至于完全重合的拼接技术。无缝拼接技术不仅需要完整的超大幅屏幕,对投射出超大尺寸画面所用的投影也有特殊要求。无缝边缘融合技术系统通常是分以下四种技术构成。
  1)边缘融合技术:采用图像拼接边缘融合技术(soft edge),消除边缘阴影,使整屏达到一体化立体全景效果,从而使 观测者全身心投入到虚拟世界中;
  2)绿会聚技术:使多台投影机图像拼接不产生错位和比例失真,须将各台投影机的绿色基准对齐;
  3)全屏幕对比度调制技术:对于多通道系统,边缘混合和对比度调谐能产生一个无缝的和相同亮度的图像。由此加入多台投影机来产生一个沉浸式环境,混合区域内的Gamma校正确保维持一个在各种视频等级时,边缘混合的一致性;
  4)扩展几何调整技术:为适应弧型曲面屏幕的聚焦和几何调整,除采用特制大范围曲面几何调整镜头外,还需要采用扩展几何调整技术,以确保投影机在大倾角投射和大曲率的弧型屏幕中,做范围充分的调整,这种调整能力确保了多通道投影中,映射到柱型屏幕上的图像精确性。
  三、本公司的板卡功能
  目前,大部分的大屏幕拼墙系统主要是指以DLP投影机为主并配以图象处理器组成的高亮度、高分辨率、彩色逼真的电视墙。其功能强大,能显示各种计算机(工作站)、网络信号及各种视频信号,画面能任意漫游、开窗、放大缩小和迭加。且能够长时间的连续运行,其应用领域随着数字化时代的来临越来越广泛,当前应用较多的是监控、集中调度和通信系统,应用的行业主要分布在公安110报警、交警的道路交通指挥、电力调度、政府部门的监控、电信及娱乐场所。
在本公司的板卡中,可以实现多路高清节目如1080P分辨率的H.264视频的解码,并在显示中叠加字符、文字、图片等信息,另外为节省显示器的个数,实现多节目的拼接显示。该产品可广泛用于监控、远程高清会议、远程医疗等系统中。
  1、采用DSP TMS320DM6467实现一路网络的多路压缩视频输入,实现四路1080P分辨率图像H.264的解码。
  2、实现1路的RS232控制信号的输入,实现作图,叠加图片的生成,用于图像叠加。
  3、 实现1路的HDMI输出,分辨率为1920×1080,色彩为24bit,彩色,频率为60Hz,用于拼接后监控输出。
  4、实现1路HDMI输入,分辨率为1920×1080,色彩为24bit,彩色,频率为60Hz,用于备用节目。
  5、采用高速FPGA和DDR2缓存,实现图像的叠加和拼接。
  6、输入缓存、作图、叠加、输出采用四组DDR2。参数作图能够支持全字库。
  7、产品形式板卡采用6U结构
  板卡结构外形 :


                               
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  电路基本结构如下:


                               
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  四、应用实例
  1、在庭审高清中的应用
  采用先进独创的4C1HT画面拼接技术,完全满足庭审过程图像信息大屏幕多画面同屏浏览的应用需求。4C1HT画面拼接模式:庭审主题画面为法庭全景;辅助画面:左侧画面为法官与原告互动场景、中间画面为法官与被告互动场景、右侧画面为犯罪嫌疑人及旁听席关联场景和证据展示的插播画面。彻底变革了通过裁剪或抽取画面像素方式实现多画面同屏浏览的传统方式,解决了合成图像品质不高,放大后模糊不清的关键问题,保证了庭审信息浏览画面全部高清。


                               
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  可以通过IE方式,实现对视频片头的文字叠加,如将庭审时间、案件名称等文字信息叠加于视频画面上,其文字叠加位置可任意调整。


                               
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  2、在道路交通方面的应用


                               
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  3、在视频中加字幕的实例


                               
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