大屏幕液晶拼接显示系统技术方案设计书.docx

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大屏幕液晶拼接显示系统技术方案设计书

大屏幕液晶拼接显示系统技术

方案设计书

第一章、系统方案设计

1.1系统基本概述

本方案建议书将针对XXX项目的具体需求进行功能设计，系统中的显示屏幕以及图像处理系统将采用知名品牌，最终完成图像采集、数据处理、大屏幕显示的目标，使整个系统成为一套高亮度、高分辨率、高清晰度、高智能化控制、操作先进的LCD大屏幕显示系统。

LCD系统的建设将会提升信息显示的水平，有利于各种应急事件的及时观察、调度、指挥处理，满足各种会议中心、多媒体指挥、调度、决策的功能需求，实现系统的安全稳定高效运行，从而达到数据采集、生产调度、经营管理、决策指挥的网络化、信息化、科学化。

技术先进、易于扩展

液晶显示系统具有技术先进、易于扩展的功能，所有的显示系统均采用分布式的架构，在技术上，采用当前最先进的图像处理技术、采用最先进的液晶显示设备，使系统能够达到较好的显示效果。

同时，系统具有很强的开放性，可方便的在数量和规模上进行扩展，易于维护。

操作简单、维护方便

为了保证用户的实用性，本系统中要求系统具有很好的操作性，无论是通过软件还是设备本身，均能够方便的对系统进行操作，无论在系统的切换以及使用上均能够很好的操作，同时系统具有很好的维护性，无需通过复杂操作，即可对当前系统进行维护。

长时间使用

采用先进的设计原理，使系统能够长时间的是使用，支持7×24小时连续开机运行，可

长时间的对系统进行操作，系统无需借助复杂的电力及公共环境，使用方便。

良好的显示效果

建设好的LCD显示系统具备较好的显示效果，图像清晰效果显示，整体液晶屏幕显示均匀，色彩还原真实，图像失真小，显示稳定性高，使用寿命长，同时显示屏幕具有1920×

1080的分辨率，高亮、操作简单。

显示系统安全可靠系统整体采用最先进的技术和设计结构，提高系统的可靠性和安全性，不会对其他系统造成安全影响和环境影响。

减少故障带来的损坏，具备模块化设计，具备扩展能力，具有统一的控制管理功能，可以灵活操作。

前端多种信号的接入

系统具有很强的图像显示能力，可根据用户的需求更换或显示信号窗口，支持Duallink信号输入，具备DVI、VGA、HDM、ICVBS、SDI、IP-Video等多路信号输入功能。

各种信号的实时显示能力系统建设完成后将实现图像的实时显示，所有前端的信号接入处理器后能够很好的在

LCD显示屏幕上进行显示，不会出现延迟、闪烁以及不同步的现象，图像的整体显示效果突出。

统一显示和任意位置显示

LCD显示系统可作为统一显示平台整屏显示各种信号，如显示欢迎辞等。

所有信号都能在屏幕任意位置流畅显示，具备图像的整屏幕显示、单屏幕显示、组合屏幕显示、图像的任意位置显示、漫游叠加显示等多种模式。

高分辨率图像点对点显示显示

LCD显示系统整体可实现超高分辨率点对点的图像显示，系统可支持超高分辨率采集，可实现点对点显示分辨率。

且任意信号均可在底图上进行叠加显示。

统一管理和独立管理

图像显示系统具备统一的管理能力，可通过控制主机对显示信号窗口进行多功能管理，

可在屏幕显示围对信号进行拉伸、组合、场景预设等模式。

系统设计标准

博睿科技提供的方案和工程过程中的所有活动均遵守国家现行的规与标准（包括但不限于设计、检验、安装等方面），对我国未制定的规，对应参照国际标准执行。

博睿科技制造的LCD显示屏幕及VP2000系列拼接处理器所采用的产品标准，已被国家标准化行政主管部门遵照《中华人民国标准化》等法律、法规的要求进行审核，准予登记。

具体设计标准如下：

《民用建筑电气设计规》JGJ/T16-92

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

《工业电视系统工程设计规》GBJ115-87

《电气装置安装工程施工验收规》GBJ232-92

《视听系统设备互连用连接器的应用》GB/T15644-95《视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值》GB/T15859-1995《机械设备安装工程施工及验收通用规》（GB50231-98）《建设工程施工现场供电安全规》（GB50194-93）《建筑安装工程质量检验评定统一标准》（GBJ300-88）《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88）

《国际标准化组织》ISO

《专显科技工业协会标准》EIA

《中国产品强制认证标准》（3C）

《社会治安动态视频监控系统技术规》（DB33/T502—2004）《视频安防系统技术要求》（GA/T367-2001）《民用闭路监视电视系统工程技术规》（GB50198-94）《信息网络数字视频应用系统规》（BJ/Z0001-2003）《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T17963）《电子计算机机房设计规》（GB50174-93）

计算机机房用活动地板技术条件》（GB6650-86）民用建筑电气设计规》（JGJ/T16-92）室装修工程质量规》（QB1838-93）通风空调安装手册》（中国建筑工业）计算机房设计与施工》新闻（1997年2月版）电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）电子计算机机房消防设计规》爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备》爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》

系统设计原则

博睿科技专注可视化信息沟通领域，以可视化信息沟通的系统解决方案提升客户的工作效率和竞争能力，是高新技术企业。

对于此次建设工程的大屏幕系统的方案设计会遵循配置合理、技术先进、功能齐全、性能稳定、使用安全、结构开放的原则，并综合考虑维护、扩展及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

1.2系统的先进性

采用先进的系统结构、最好的处理芯片、开放的体系结构，将高清晰度数码显示技术、

窄边LCD拼接显示技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等的应用综合为一体，形成一个拥有大尺寸显示面积、高清晰度、高稳定性、高智能化控制、操作方法先进的大屏幕显示系统。

1.3系统的可靠性

整个拼接显示系统能够最大限度的满足实际工作的要求，可以按照需求7x24小时、一年

365天全天连续工作，具有高可靠性、高稳定性等特点，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，在满足功能需求的基础上操作简便、维护简单、管理简捷。

1.4系统的统一性

博睿科技是图像处理器研发的专业企业，从事显示系统的建设已有10年以上的时间，本方案中的图像处理器设备以及软件控制部分都是博睿科技开发的图像处理产品，可以保证系统的整体运行，同时避免软件与图像设备的不匹配给系统造成不必要的麻烦。

图像处理设备和控制软件都是博睿科技拥有自主知识产权的产品，完全可以做到其他厂家所不能提供的底层开发，可以很好的配合整个工程进度，完成整个系统的建设、联调。

1.5系统的实用性

博睿科技会在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，系统中采用的拼接控制器、控制软件等技术性能和质量指标都达到国际先进水平，从而保证产品的高质量、高稳定性、高服务水平。

1.6系统的开放性

系统的通讯协议向用户开放，使各系统能更好的与本系统融合。

系统具有二次开发接口，满足用户维护软件、开发新的应用软件的需求。

利用此接口，大屏幕控制系统可向用户综合管理系统开放，完成用户指定的特殊功能需求。

1.7系统的显示工艺及效果

整个大屏幕显示系统可以清晰、逼真、明亮地显示各种信号的容，所有的设计完全从人体工程学的角度着手，同时充分考虑整个机房布局的合理性，使得用户获取相应信息的同时享受到良好的视觉效果。

第2章系统功能

2.1系统能实现的功能

博睿科技拼接控制器是根据市场上的需要研发生产的，LCD拼接墙可以根据不同用户、不同使用环境的要求进行个性化设计，满足用户的需求，我们根据需求设计了可以全面应用的新型拼接控制器，可以选择单屏显示、整屏显示、任意组合显示、图像漫游、图像叠加、图像拉伸、多画面、以及高清底图分辨率显示等功能，系统总体运行方便，操作简单，并且能满足不同用户的需求，显示系统的建立将实现以下多种显示模式：

2.1.1在LCD屏幕Video信号显示

博睿VP2000系列拼接处理器功能强大，使用方便，系统采用纯硬件架构设计，基于FPGA芯片的并行处理模式，保证了信号源在显示屏幕上进行良好的显示，VP2000处理器具

备多功能Video输入板卡，能够接收采集多种格式的Video视频信号，自适应NTSC、PAL、CECAM制式，当信号接入到VP2000系列处理器时，开启软件功能，窗口界面会自动将信号自识别读取，并以相应的序号进行显示，通过界面操作，将前端任意的Video信号快速的切换于LCD显示屏幕上，视频信号窗口可在单位屏、组合屏、整屏的状态下进行任意摆放，并且可对任意的窗口进行拖拽、缩放、窗口固定等多种显示模式，方便用户的操控使用。

2.1.2在LCD上显示PC和RGB信号

可根据用户的需求将多个PC信号和RGB信号接入显示，VP2000系列拼接处理器能够提供VP系列PC类板卡，根据用户的需求具体的来配置板卡的数量以及接口数量，仅需要将相应的PC和RGB信号源接入相应的入口即可，通过软件调用PC和RGB信号，软件能够识别所

有当前接入的信号，对于每路接入的信号，系统能够提供单独的图像处理通道，因此在图像处理、系统切换上具有很好的效果，接入的信号可在显示围实现单屏显示、M×N拼接、任意

大小显示、跨屏显示、任意缩放、整屏漫游等显示功能。

2.1.3信号的叠加接入显示模式

博睿科技LCD屏幕拼接系统通过VP2000系列图像拼接控制器实现了拼接系统灵活多变的拼接处理功能，使大屏幕拼接系统具有处理计算机RGB信号、视频信号及网络信号的同时显

示和不同类型信号混合显示的功能。

网络、RGB、视频信号均能够以开窗口方式任意位置、

2.1.4支持DualLink信号在LCD屏上显示

根据需求，本系统中我们将为LCD显示屏幕制定超高清LCD显示系统，系统的整体显示超高清点对点分辨率，能够将显示墙作为一个高分辨率逻辑屏来显示用户系统应用，VP2000支持将高分辨率静态图像及实时GIS、GPS、SCADA高分辨率信号调用上屏，实现超高分辨率信息实时显示。

且整屏的图像无论大小，清晰度不会丧失。

2.1.5窗口在LCD显示屏幕上进行多种模式显示

VP2000系列处理器功能强大，系统对接入的信号具有强大的处理能力，可将信号窗口在显示围进行多种模式的显示，通过软件自定义窗口，把前端的信号窗口在显示屏幕上进行编辑，以多种显示模式进行显示。

画面的整屏显示模式

在当前LCD显示屏幕上，前端的任意一路信号均可以进行全屏幕显示，可接入超高清DualLink信号，也可接入其他格式的信号窗口，所有的显示信号均可进行全屏幕的显示，大尺寸的显示画面使显示的整体性更加突出，方便会议以及展示领域使用。

画面随意跨屏显示模式

在当前LCD显示屏幕上，前端的任意一路信号均可以在LCD的拼接屏幕之间进行跨屏显

示。

窗口自由摆放显示模式

在当前LCD显示屏幕上，自由的摆放当前信号窗口，任意缩放、叠加、固定等多种显示模式。

窗口随意叠加缩放显示模式

在当前LCD显示屏幕上，前端接入处理器的信号均可以进行任意叠加显示，可以指定成为多种场景显示模式，任意的信号窗口均可以进行缩放显示。

任意信号窗口的无限复制功能（选配）

接入VP2000处理器的信号源可通过设置实现多通道复制的功能，单显示屏幕围支持个以上的信号复制，复制出来的信号可进行任意的叠加缩放显示。

单块显示单元可支持4、6、9、12、16画面显示功能

单块显示单元上可进行16画面的摆放显示，所有信号均为独立显示模式，可任意拆分、组合，可进行任意叠加、缩放等多种模式操作。

2.2显示屏幕系统拓扑图

第3章主要设备性能指标和技术优势

3.1博睿BR-VP2000产品介绍

BR-VP2000系列拼接控制器是一款性能强大的高端图像处理设备，能够在多个显示终端上同时显示多个动态画面，主要用于大屏幕拼接显示系统，是系统的核心显示控制设备。

控制器的灵魂是它的处理能力和稳定性，基于计算机体系构架的传统控制器发展至今，性能和稳定性完全取决于它所依赖的计算机，不管传统控制器做多少改良，最多只能算量的积累，难于获得质的提升。

BR-VP2000系列拼接控制器，颠覆了传统控制器设计思路，彻底抛弃了计算机，打破了锁链，得到的是一片全新的应用空间。

BR-VP2000系列拼接控制器采用大规模FPGA阵列式组合处理构架，全硬件

设计，无CPU和操作系统。

控制器集超带宽视频信号采集、实时高分辨率数字

图像处理、二维高阶数字滤波等高端图像处理技术于一身。

控制器采用多总线并行处理机制，能从根本上保证对所有输入视频进行全实时处理，图像没有延迟，无丢帧现象。

VP2000系列拼接控制器支持多种视频输入模式，包括复合视频，计算机视频。

其中，复合视频，能制式自适应；计算机视频，能支持目前几乎所有的常见显示分辨率，支持4088x3840、3072x2304在的多种超高分辨率信号，支持用户自定义信号模式，支持1080P高清数字视频。

控制器提供RGB/DVI输出接口，输出格式和分辨率随意设置。

VP2000拥有多种控制方式，包括面板按键、红外遥控RS232串口以及以网络远程控制，可实现多用户同时操作管理

3.2博睿VP2000产品技术特点

3.2.1纯硬件架构

VP2000拼接控制器为纯硬件构架，硬件核心为大规模FPGA阵列，无CPU、硬盘、存等常规计算机配件，系统本身不是一台计算机，而是采用高速处理芯片集成的图像处理系统，部无任何操作系统，安全稳定，不会出现任何死机蓝屏等不良显示状况，开机时间小于5秒，系统即可启动。

3.2.2模块化设计

拼接处理器采用模块化设计一体机，主要由输入板卡、输出板卡、数据板卡、控制板卡等多个部分组成，通过结构设计进行组装，通过部处理形成完整的图像处理系统，其所有组成部分均可进行热插拔操作功能，任意输入输出等板卡均可在不断电的状态下进行热插拔，方便设备的升级和扩展功能。

3.2.3多种输出接口

VP2000拼接处理器支持多种输出接口，方便系统的配置，可根据显示端的接口任意指定输出接口模式，支持多种输出接口，支持SDI、DVI-I、RJ45网口、单模/多模光纤在的多种输出接口，可根据需求任意配置。

3.2.4支持自定义输出分辨率

VP2000拼接处理器支持多种输出显示分辨率，可根据输出端显示设备的分辨率自定义输出分辨率，支持任意分辨率调整，支持800×600~1920×1200在

的任意分辨率设置功能，方便系统的配置。

3.2.5支持多种信号输入

VP2000拼接处理器功能强大，可支持任意的前端信号输入，图像处理器支持包括DVI、CVBS、VGA、HDM、ISDI（支持3G-SDI、HD-SDI、SDI）、DualLink、光纤输入在的任意信号源，方便各种系统的接入和使用。

3.2.6支持超高分辨率信号接入

VP2000拼接处理器支持超高分辨率信号接入，支持8K×4K信号输入，支持EDID自定义功能，可将超高信号分辨率应用在多种显示环境，通过显示屏幕将CMS、GIS、SCADA等多种高分辨率应用显示在屏幕上，方便使用。

3.2.7画面同步显示

接入VP2000拼接处理器的信号具有很好的同步显示功能，通过部时钟处理，方便的将输出信号做同步处理显示，通过处理器的信号能够实时显示在显示端，不会出现任何延迟现象。

3.2.8支持冗余电源配置

VP2000图像处理器处理器支持N＋1冗余电源配置，可根据用户的需求配置多了冗余电源，支持1＋1和N＋1的电源添加，使系统能够很好的应对突发事件的发生，确保系统的稳定性和可靠性，平均无故障时间＞3000小时，平均修复时间＜10秒。

3.2.9DVI/RGB信号具有多种显示功能

经过VP2000图像处理器处理器后的LCD显示系统可作为统一显示平台整屏显示各种信号，如显示欢迎辞等。

所有信号都能在屏幕任意位置流畅显示，具备图像的整屏幕显示、单屏幕显示、组合屏幕显示、图像的任意位置显示、漫游叠加显示等多种模式，包括RGB、DVI、Video信号在的多种显示窗口均可在显示屏幕上随意漫游跨屏等多种显示方式。

3.2.10支持双信号的接入

VP2000图像处理器处理器具有多种信号的输入处理能力，可根据需求任意接入多种双和单的信号源，同时可根据需求接入多种分辨率的信号支持640x480～4088×3840分辨率在的多种信号源，且信号能够正常的显示和处理。

3.2.11支持多个插槽配置

VP2000拼接控制器支持多个插槽配置，用于显示多种不同的信号源，2U设备有4个插槽，4U设备有8个插槽，8U设备有16个插槽，14U设备有32个插槽。

使用4U及以上设备，单个设备支持不少于8个插槽，输出不少于2个插槽，插槽的扩展功能用于后期信号的扩展功能。

3.2.12标准化、网络化的结构

VP2000拼接控制器采用标准的网络化的结构，通过拼接控制器可任意对周边信号源及网络信号进行处理，方便对信号下进行很好的管理功能，网络化的设计更符合当前显示系统对网络的需求。

VP2000拼接控制器采用开放的分布式设计结构，所以得图像处理及显示均

为开放式，对输入接口开放，对显示平台进行开放，因此接入拼接控制器的任意信号均可通过图像处理器进行处理，同时通过分布式的平台进行信号的显示。

3.2.13多通道信号实时并行处理

3.2.14

VP2000拼接控制器采用先进的高速数字信号多总线并行处理机制，系统给每一个输入通道都分配独立的处理模块和数据总线，所有模块并行工作，系统对每个通道的处理速度是固定的，处理速度与通道数的多少无关，因此可实时处理多个输入信号。

目前，VP2000能够在多个屏的拼接墙上同时显示多达144路实时信号显示，所有信号的颜色深度均为32位，均能做到信号的不丢帧，无延迟。

3.2.15PC信号和VIDEO信号叠加

VP2000拼接控制器在处理信号时，对VIDEO信号和计算机信号进行归一化处理，即PC信号和VIDEO信号同等对待。

因此PC图像窗口和VIDEO图像窗口可无约束的进行叠加、漫游和单屏分割，同时还能实现多种高级组合显示.而大多数工控机插卡式拼接器对VIDEO信号和PC信号区别处理，无法实现PC信号和VIDEO信号的自由叠加。

3.2.16安全性、稳定性好

VP2000拼接控制器无操作系统，病毒无法感染，全并行工作，无系统整体崩溃危险；系统数据出厂前已固化，无法更改，意外断电不会造成数据丢失，控制器可经受频繁开关机。

工控机插卡式拼接器所安装的软件操作系统存在安全性、稳定性的隐患。

3.2.17灵活多样的控制方式

VP2000拼接控制器支持红外、按键、RS232串口控制。

通过遥控器或面板按键，可调用控制器预存的场景；通过RS232串口或以太网接口，可方便的把控制器与计算机、中控相连。

随机附带的窗口控制软件，提供了全面的实时控制功能，所有参数都可通过软件设置。

窗口控制软件可直观的实现窗口缩放、窗口漫游、窗口叠加，好学易用，不需维护。

3.2.18良好的散热效果

博睿科技图像处理器采用专用工业机箱设计，可根据需求进行板卡的插拔，设备带有可自动拆卸挡条，根据需求的不同拆卸相应的挡条，边缘具有主动散

热设计，有效的保护部温度过高造成设备的损坏，同时机箱设备使用特殊金属

材质设计，可有效的防止在运输和搬运过程中的部震动，有效的保护其部的输

入、输出、控制以及相应的数据设备，外部具有光滑膜层，防止对手部的损伤

3.3系统参数

单屏开窗个数

4-16个

系统颜色深度

24比特，即16777216种颜色

系统部信号类型

部全同步数字信号处理，输出信息全同步

输入信号类型

RGB/VGA、Video、DVI、YPbPr、HDMI、HD-SDI、IPC、HDBaseT等

DVI双输入

支持包括4088x4088分辨率在的多种超高分辨率数字信号输入

RGB输入分辨率

800x600至1920x1200

输出分辨率

1024x768至2048x1080

输出模式

DVI-I模拟数字统一输出

输出色彩调整

支持拼接出口颜色调整功能，便于显示设备的维护保养

单机最大输入通道

RGB/DVI信号256路

单机最大输入通道

Video信号256路

单机最大输出通道

DVI-I信号256路

控制方式

红外、按键、RS232串口、网络控制

场景个数

支持100个场景保存调用

场景调用速度

场景调用速度低于100ms，不黑屏，不蓝屏

工作持续性

可7X24小时持续工作

3.4技术参数

图像处理模块

并行运算芯片FPGA

单片容量：

70000LE

串行运算芯片DSP

单片速度：

5.4G/S

系统总线规模

单通道LVDS速度

4G/S

图像显示能力

单输出通道显存

128M

输出显存

Nx128M，N为输出通道数

显示单元排列

矩形或矩形的一部分

输出分辨率

800x600至2048x1080

色彩深度

24位

输出信号

DVI-I连接器，兼容模拟数字输出

设备规格

2U设备

16个视频或8个电脑信号输入，8/16输出

4U设备

40个视频或20个电脑信号输入，20/40输出

8U设备

80个视频或40个电脑信号输入，40/80输出

16U设备

160个视频或80个电脑信号输入，80/160输出

24U设备

256个视频或128个电脑信号输入，128/256输出

视频信号输入

复合视频CVBS

接口：

BNC，8个一组

格式：

NTSC、PAL、SECAM自适应

分量视频YPbPr

接口：

BNC，4个一组

分辨率：

480-1080P

数字视频HDMI

接口：

HDMI-A，4个一组

分辨率576-1080P

串行数字视频SDI

接口：

BNC，4个一组

分辨率：

SDI、HD-SDI、3G-SDI

RGB输入

接口

HD15（需要DVI-HD15接口转换），4个一组

分辨率

800x600至1920x1200，可添加特殊分辨率

时钟

170M/S

单DVI输入

接口

DVI-I，4个一组

分辨率

800x600至1920x1200，可添加特殊分辨率

时钟

165M/S

双DVI输入

接口

DVI-D，2个一组

分辨率

800x600至4096x1536，可添加特殊分辨率

时钟

2×165M/S

IP-Video网络视频输入

接口

RJ45，1个一组

分辨率

CIF至1920×1