大屏幕显示系统.docx

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大屏幕显示系统

大屏幕显示系统

大屏幕显示系统由一组3×350”DLP背投拼接墙组成。

图像处理部分采用RGB矩阵和AV矩阵接入信号源分别分配到大屏完成对图像的处理功能。

对大屏幕控制管理是以大屏幕控制主机通过RS－232对投影机进行控制，整套大屏幕投影显示系统主要由以下几部分组成：

1）50"DP5050XGADLP显示单元（具有内置图像处理功能）9套2）RGB矩阵切换器1套3）音视频矩阵切换器1套4）大屏幕显示控制系统集成软件1套

1.系统规格

本项目投影拼接墙由1套50”3×3拼接墙组成。

50”3×3规格如下：

单屏面积：

1000mm（宽）750mm（高）=0.75m2

整屏面积：

1000mm（宽）3750mm（高）3=6.75m2

墙体厚度：

620mm

单屏分辨率：

1024x768

系统外形尺寸图如下（底座高度可调）：

2.系统特点

1）本方案是根据用户的实际情况设计的，保证最佳的应用显示效果。

2）本项目所有的投影显示单元都采用了Lumens公司的DLP5050（12°0.7"

XGADMD芯片）DLP投影机芯，对图形和数据表格都能显示出近乎完美的画面。

3）光学引擎具备独有的6色域调整电路（R、G、B、C、M、Y），较传统3色域增加了C、M、Y三色，最大地降低了色彩的损失，还原图像的真实自然画面，拥有更丰富的色彩表现，整个屏幕的色彩均匀度达到完美境界。

4）基于Windows操作系统，兼容Unix/Linux系统。

5）图像处理采用了全新的ASIC芯片多画面漫游技术，使单屏无需外置设备就可以同时显示3个信号画面，信号画面在屏幕内可以任意漫游、叠加，并且可以跨屏显示，满足多个信号同时显示的需求。

6）单一虚拟屏功能，多个投影显示单元组成了一个超高分辨率的显示墙，单元拼缝小于1mm，显示单元之间没有边界限制，全墙就相当于一个超大的显示器，窗口画面可在全墙范围内任意移动。

7）系统支持AV视频、模拟RGB、数字RGB、网络计算机信息和数字MPEG流媒体信息，并能够根据实际需要调整和移动画面位置和尺寸。

8）各种信号可在大屏幕上同时显示，显示位置.大小可任意设定，并可把屏幕上显示的图像画面和图像位置保存为预案模式，在需显示相同画面时，只需执行相应的模式，就能方便的调出所有显示画面。

9）能根据需要快速切换不同的显示信号。

10）操作员能够通过控制软件设置大屏幕系统的所有参数，并可灵活方便地使用和控制大屏幕。

11）系统采用模块化设计，方便扩展。

12）系统支持网络远程多用户操作，网络用户可通过统一的友好中文界面，用一个鼠标键盘操作大屏幕，任意选择显示内容和方式。

13）系统具有二次开发接口，可以向用户提供所有底层函数、控制指令集等相关资料。

14）投影显示系统技术先进，扩充容易，操作简单，维护方便，寿命长。

平均无故障时间大于30000小时。

系统功能描述

3.大屏幕显示系统功能

本方案中的大屏幕显示控制系统由基于DMD?

（数字光源处理系统）技术的投影单元（含投影箱体、DLP光学引擎、专业显示屏幕、内置图像处理器）、图像处理器、专用系统控制软件及相关外围设备（框架、底座、线缆等）组成。

大屏幕显示系统支持单屏、跨屏以及整屏显示，实现图像窗口的缩放、移动、漫游等功能。

通过Lumens公司独特的信号处理方式，大屏幕显示系统支持多路RGB画面和视频画面的实时显示，支持Windows/Unix/Linux计算机网络图形的

混合开窗显示，完全满足用户的应用要求。

结合我们的工程经验，建议观看距离在3米以外。

大屏幕系统信号流向图如下：

4.各类信号数量

大屏系统采用分布式冗余多信道的信号处理显示方式，视频、RGB信号可分别通过图像处理器和投影单元内置处理器两种处理方式处理显示，且互为冗余备份，在任何一方发生故障时都能独立处理信号在大屏幕上显示，也可以同时在大屏幕上显示，网络信号兼容Windows/Unix/Linux，各类信号都能得到高质量的显示。

系统具有视频、独立RGB、网络3种类型信号的处理能力和显示通道：

视频信号输入：

24路视频信号输入到音视频矩阵，10路视频信号可直接连到投影显示单元的VIDEO通道。

在整个大屏幕上一共可以同时打开10个视频窗口。

RGB信号输入：

23路RGB信号输入到RGB矩阵,10路输出分别输入到10个投影显示单元的RGB2通道。

在整个大屏幕上可以同时打开10个实时计算机窗口。

下面我们以一套独立的2×2大屏幕分析其2种信号如何显示的。

5.视频信号并行处理技术－视频信号实时显示

在本系统中，应用了最新开发的“视频信号并行处理技术”，此技术为视频信号处理带来了全新的概念。

在视频信号并行处理技术中，其中4路视频信号通过了传统的外置图像处理器处理显示在屏幕上，同时另外4路视频信号输入到背投单元的内置图像处理器中，通过Lumens专利的ASIC芯片，采用全硬件方式进行处理，把信号显示在大屏幕上。

结合两种视频显示方式，同时在屏幕上可以显示8路的视频信号，两种视频窗口可以在大屏幕上相互作两层叠加、共屏显示。

在这两种视频处理方式中，通过内置图像处理器硬件处理的视频显示质量比较传统的外置处理器处理视频方式有了非常大的提高。

经网络图像处理器的视频信号

4路全制式视频信号输入到SMI3004图像处理器，分别以窗口的形式在投影显示墙上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，其中任一路视频信号窗口均可放大直至全屏显示（在本方案中作备用）。

经内置图像处理器的视频信号

4路视频信号直接输入到投影显示单元（投影显示单元的内置图像处理模块有复合视频输入端口），可以在不依赖外部图像处理器的情况下，实现4路视频实时在大屏幕上任意位置放大、缩小、平铺、静止、跨屏移动等，多种操作方式实现多种显示方式，为用户提供更多的显示选择。

视频信号的两种显示方式都能为实时显示，即可同时应用，也可分开单独使用，通过Lumens独有的处理器操作软件，将内外置处理器功能完美结合，实现在拼接墙上同时显示8个视频信号，最大地增强了系统的功能和灵活性。

最多达8个视频窗口同时显示，画面可以同屏、叠加。

视频信号局部放大显示

Lumens投影显示单元内置有画面局部放大功能，能任意放大视频画面。

用户可以使用大屏幕操作软件对已经打开的视频或计算机窗口进行任意局部放大显示。

此项功能使用户对信息的每个细节部分单独浏览，从而更好地帮助用户准确判读图像。

局部放大后

原视频监控画面

6.RGB信号显示

通过处理器显示全屏高分辨率图

用户可以显示如高分辨率地图、流程调度程序界面、SCADA系统界面等需要高分辨率显示的界面。

通过SMI3004图象处理器可以得到2048X1536的超高分辨率RGB图象。

RGB信号并行处理技术－RGB信号实时显示

目前大多数厂家对RGB信号的处理都是基于个人电脑架构标准使用“PCIcapturecards”的RGB插入技术，一路RGB信号的刷新速率只有18帧左右，两路RGB信号的刷新速率倍数递减，只有9帧左右，依次类推。

这种RGB显示技术对客户来讲是不可接受的，针对这种现状，Lumens开发了实时显示的RGB信号并行处理技术。

4路RGB信号输入到投影显示单元，通过投影单元内置图像处理器，采用Lumens独家开发的RGB信号并行处理技术（纯硬件信号画面处理技术，此技术使RGB显示处理脱离了传统计算机PCI总线瓶颈，真正实现多路全实时显示），4路RGB信号可以在内置处理器的驱动下实现整墙同时以开窗口方式显示多达4路RGB信号，且可与视频信号进行混合显示，并在任意位置放大到全屏、缩小到一个象素、平铺、静止、跨屏移动等。

多个实时RGB窗口在大屏幕上同时显示（最多4路）

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通过内置处理器，RGB信号可与视频信号进行混合显示，并可对它们进行任意放大到全屏、缩小到一个象素、跨屏移动等。

视频窗口与RGB信号窗口在大屏幕上同时显示

RGB信号局部放大显示

Lumens投影显示单元内置有画面局部放大功能，能任意放大RGB图像画面。

用户可以使用大屏幕操作软件对已经打开的视频或计算机窗口进行任意局部放大显示。

此项功能使用户对信息的每个细节部分单独浏览，从而更好地帮助用户准确判读图像。

操作控制软件

大屏幕显示控制系统集成软件CUBEVIEW，几乎把整个大屏幕系统的控制功能都集成起来，通过非常简单的计算机单一操作界面，可全盘控制系统。

我们认为这套集成软件完善了“大屏幕显示控制系统”的概念，因为一个系统只有有了一套完善的集成软件，整个组合才可以称上真正的“系统”。

大屏幕系统集成控制软件实现控制计算机具有大屏幕虚拟控制窗口，能自如地完成对组合屏显示的远程异地操作等等。

7.软件功能

单一全中文操作界面

投影机开关管理

控制器通道管理

矩阵管理

信号窗口管理

模式管理

预案管理

系统操作员管理

其它根据用户需求的功能管理等等。

原电子地图画面

局部放大后画面

8.客户端软件介绍

客户端软件为“绿色软件”，安装只需要将所有的程序文件拷贝到自己定义的一个文件夹中就可以，软件不会修改系统的任何设置（包括注册表）。

（1）程序启动登陆界面

在程序菜单中单击“CUBEVIEW”图标，出现登陆窗口：

用户在登陆菜单中输入预先设定的用户名称和密码，即可登陆到控制操作界面，如用户名或者密码不符程序会给出通知。

CUBEVIEW控制软件操作界面

（2）、基本操作

控制器连接完成后，客户端就获得了控制器的所有信息，包括：

视频信号源列表、RGB信号源列表、大屏幕的水平和垂直的屏幕数。

此时，所有的功能按钮可用，程序的界面也变成如下图所示：

界面分以下几个区：

程序菜单：

程序的主要功能菜单

工具栏：

常用功能的快捷按钮

窗口控制：

视频窗口、VGA窗口、应用程序窗口的开启和预设

信号源选择区：

选择视频和VGA信号源

窗口状态区：

显示窗口的开启状态

状态栏：

显示控制器的连接状态、窗口的大小位置等状态

控制器状态区：

显示一个模拟的拼接屏和所有窗口的模拟色块（3）、视频、RGB窗口的操作

新开窗口：

选择新开视频窗口，此时将鼠标移动到POWERVIDEO状态区会发现鼠标箭头变成“十”字，用鼠标在虚拟屏上拖拽“画”出一个视频窗口，在模拟屏上显示一个绿色块，色块的位置和大小与在大屏幕上的位置大小相对应。

如果选择的是“RGB窗口”，画出的将是RGB窗口。

绿色的色块为视频窗口，蓝色代表RGB

窗口。

用户可从左边的信号选择表框中选择所开窗口的不同信号源。

选择信号源：

用鼠标单击要选择信号源的窗口色块，该色块将变成高亮状态，表示被选中为当前窗口，此时左边的信号源列表中会以高亮方式显示出该窗口当前的信号源。

单击列表中的要选择的信号源，该信号将切换到所选的窗口中。

编辑、调用预案：

用鼠标单击窗口控制区的“预设模式”按钮，弹出编辑预案的窗口：

窗口中左边的列表为所有已经保存的预案，点击任何一个，右侧的预览画面中将显示该预案的模拟画面。

选中一个后单击“调用”按钮，该预案将出现在主程序的画面上，此时，单击主程序的“刷新控制器”按钮，控制器的窗口布局将按照预案改变。

该窗口也可将当前的控制器状态保存为预案，将名称栏中的名字修改，单击保存，当前的状态就按照该名字保存在预案列表中。

LumensDP系列投影单元

9.DLP数字光处理技术

在本方案中采用了DLP显示技术的DP5050显示单元，该显示单元以美国TI（TexasInstrument）公司新开发的全数字微镜反射器件（DMD?

）DDR构成的DLP投影机为主体。

DLP?

投影机采用全数字化信号处理技术，以DMD?

DDR（数字微镜器件）作为光阀成像器件，采用数字光处理技术调制计算机和视频信号，驱动DMD?

光路系统，通过投影透镜获得大屏幕图像。

该技术具有图像显示色彩鲜艳、画面清晰、锐利和免维护等特点，核心部件（DMD?

）寿命超过10万小时。

目前单台DLP?

投影机可接受分辨率为1600x1200，多台组合拼接可实现超高分辨率的显示，整体墙分辨率为各投影显示单元分辨率的叠加。

本项目中采用了TI公司推出的12o偏转角的0.7"DDR（DoubleDataRate）DMD技术。

通过在硅基板上排列着的1024x768个14x14微米的小金属镜片，以数字化电路控制光线反射方向，再通过透镜投射到屏幕上显示出图像。

一个微镜片和一个像素相对应，得到整个画面影象。

因为采用光反射方式，光利用率达60%以上，远远高于光透射方式的液晶板处理技术，能得到高亮度高精细度的画面。

由于采用数字光处理技术，DLP大屏幕不会象CRT技术那样有电磁辐射、X射线，不会对人体及外界环境造成污染。

更重要的是，DLP大屏幕不受电磁辐射的干扰，这一点在现今高电磁辐射的环境下显得尤为重要。

10.背投显示单元特点

完美的图像质量和拼接性能

亮度智能调整系统：

对于拼接显示墙来说，整屏亮度的统一性相当重要，亮度不均匀直接影响到人眼对屏幕的视觉效果。

DLP技术内涵向人们展示了其DMD芯片光反射的高度一致性，同样，Lumens基于DLP技术独立设计安装在光学引擎内部的亮度传感器也具备

管理和协调光的能力，这是Lumens对于DLP的技术延伸，它能自动测量出光学引擎输出的光亮度，并相应作出自动亮度调整，以确保投影拼墙中的各背投单元光高度输出一致，保证整个拼墙显示亮度的长期均匀性。

智能处理前画面智能处理后画面

数字亮度补偿系统

Lumens一贯注重每个产品的细节，我们了解在一个多屏拼接的环境下，如果单屏都无法做到亮度均匀，那么整个拼墙效果则更差。

深入技术细节，Lumens为保证单屏的亮度均匀，将每个背投单元显示表面划分为16X13个矩阵区域，光学引擎检测出这16X13个区域的亮度差，运用数字亮度补偿技术，调整屏幕各部位的亮度，显示单元的亮度均匀性达到95%，基本消除太阳效应，从而达到全墙的亮度统一，使多屏拼接显示出浑然一体的画面。

6轴色彩调整电路

为了让人在观看屏幕时有赏心悦目的感觉，拼墙的整体必需有丰富的色彩表现和高度的均匀性，但是世界上没有任何两台投影机是完全一样的，即使在同一地点、同一时间生产的两款产品也不可能完全一致。

在拼墙行业，通常解决多台背投单元拼接后色彩不一致的方法是，采用R、G、B三原色调整电路对整套拼墙进行色彩均匀性调整，这种调整方法是在损失色彩的情况下实现的，而Lumens的光学引擎具备独有的6色域调整电路（R、G、B、C、M、Y），较传统3色域增加了C、M、Y三色，最大地降低了色彩的损失，还原图像的真实自然画面，拥有更丰富的色彩表现，整屏幕的色彩均匀度达到完美境界。

12比特Gamma调整电路

Lumens全系列背投产品都采用了12比特Gamma电路，可进行亮暗图像区域的高分辩率梯度渲染，实现极富真实感与空间感的图像效果。

视频图像倍线功能

用于CRT、LCD的图像扫描线数已不能满足DLP大屏幕，因为DLP大屏幕的显示尺寸要大得多，所以要在大屏幕的显示设备上获得更加细腻的画面品质，最简单的办法就是提升画面的密度，才能够使影像看起来有如照片般细腻动人，通常只有在视讯格式恰好等于其显示组件的格式时才能获得最好的效果，这样最佳的格式就是我们平时称谓的黄金格式（GoldRate），理论上每一款显示设备都有其黄金格式（GoldRate），只有在这个GoldRate的视讯格式下才会有最佳的表现，其画质的表现力才能完全展示。

Lumens全系列背投产品集成视频倍线扫描电路，它可以把视频画面扫描线数成倍提高，倍线扫描技术令到播放视频图像时更精细、清晰，达到DLP大屏幕设备的黄金格式。

三维空间梳型过滤器

在播放动态视频图像时，绝大部分背投设备都无法对图像进行滤波降噪，从而显示的动态画面出现锯齿现象，整体显示效果就如普通电视机一样，难以达到高质量的图像画面。

Lumens全系列背投产品采用了业界领先的三维空间梳型过滤器技术，利用梳型滤波器对图像进行取样和解码，消除了在播放动态视频图像时出现的边缘锯齿，令到播放的画面更加清晰，图像边缘更顺滑，不但提升了显示图像的真实感，同时也使动态视频画面更流畅的显示出来。

灯泡参数自动存储功能

灯泡是整套大屏幕显示系统的唯一耗品，我们以客户为中心的设计理念更关心如何可以让客户自已就能做到用最简单快捷的方法对灯泡进行更换维护，而不能专业人员的技术支持，Lumens投影机芯具备灯泡参数自动存储功能，在替换灯泡时，将灯泡的亮度、色度等参数自动记录入存储器，更换灯泡后自动调整新灯泡的参数，而不用人工参与调整过程，完全智能化的自我维护方式，保持整墙的颜色平衡，更降低了维护成本，节省了维护时间。

灯泡更换只需5分钟。

复合玻璃屏幕

领先的外层玻璃多层复合屏幕处理技术及支撑工艺技术使屏幕长达15年不变形，消除因屏幕（高分子聚合物）膨胀系数大而引起的外凸及内凹，使得屏幕在不同温度，湿度下，始终保持平整性及其结构的长期安全性等。

11.内置图像处理技术

在每台DP5050投影机内部，都有一块特殊设计的图像处理模块。

对整个大屏幕显示系统，各模块之间通过专用数字线环接，多块图像处理模块组成一套功能强大的内置图像处理系统。

这些模块能够根据图像的拼接组合和大小对输入的信号进行分割和放大显示。

每个显示单元即可以显示一个完整的图像，也可以显示图像的一部分。

如对于一个2X2拼接墙，在无需任何外加处理设备的情况下，即可以显示4个独立的图像画面，也可以每显示单元显示某一图像的四分之一画面，从而在2x2的整墙上显示一个大型的画面。

DP5050系列背投单元具有强大的内置独立信号处理能力。

Lumens在内置处理器中应用了全新图形处理芯片，使单屏无需外置设备就可同时驱动显示3个信号画面，信号画面在屏幕内可以任意漫游，并且可以跨屏显示，满足多个信号画面同时显示的需求。

内置图像处理器由于采用的多模块分布式硬件方式，显示的图像不仅画面清晰，而且完全实时，比外置的专用图像处理器性能更强，实时性更好，系统更可靠（每个投影机的内置处理模块可以分别更换，而不影响其它投影机的显示）。

通过内置图像处理器，图像的拼接和组合操作简单方便，用户只需通过控制软件以简单的拖拉方式就可实现图像的单屏或放大多屏显示和操作画中画显示功能。

12.可靠工业的设计

系统拥有自动过热保护系统，当系统温度上升至警告水平，系统会自动关机以保护系统。

芯片预期有超过100000小时的使用寿命，MTBF（平均无故障时间）大于30000小时。

提供最优的温度管理，同时保证了系统在高温、高粉尘的恶劣工业环境中的使用可靠性。

箱体的材质采用铝合金材料制造，框架式结构，具有良好的钢度且更轻便，使老化变形的系数达到最低。

为安全因素和防止信号干扰，每个箱体均有专用接地装置。

精心设计和箱体，箱体厚度较传统设计减少约13-20%。

采用创新性的独立6轴式几何调整系统，可实现各单元画面几何准确匹配，形成接近无缝的显示效果。

13.极低使用成本

长达6000小时的灯泡使用寿命。

整个系统运行可靠，支持24小时X7天开机，维护成本低廉。

14.DP5050单元技术参数