專利名稱：高速多畫面多屏融合顯示處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻顯示處理裝置，尤其涉及一種大屏幕多畫面多屏融合顯示處理裝置。
背景技術(shù)：
硬邊拼接類產(chǎn)品又稱為電視墻拼接器、電視墻控制器，顯示墻控制器、拼接墻控制器、多屏處理器、多屏拼接處理器、顯示墻拼接器、大屏幕處理器、數(shù)碼拼接處理器、多屏圖象處理器、顯示墻處理器，主要功能是將一個完整的圖像信號劃分成N塊后分配給N個視頻顯示單元(如背投單元)，完成用多個普通視頻單元組成一個超大屏幕動態(tài)圖像顯示屏?？梢灾С侄喾N視頻設(shè)備的同時接入，如DVD、攝像機、衛(wèi)星接收機、機頂盒、標(biāo)準(zhǔn)計算機A信號。電視墻處理器可以實現(xiàn)多個物理輸出組合成一個分辨率疊加后的超高分辨率顯示輸出，使屏幕墻構(gòu)成一個超高分辨率、超高亮度、超大顯示尺寸的邏輯顯示屏、完成多個信號源(網(wǎng)絡(luò)信號、RGB信號和視頻信號)在屏幕墻上的開窗、移動、縮放等各種方式的顯示功能；但硬邊拼接有明顯分割線(即通常所說的物理拼縫)，無法達(dá)到全景一體化，不可能實現(xiàn)真正的深度立體感。
重疊拼接類產(chǎn)品部分的解決了硬邊拼接的縫隙問題，即兩臺投影儀的畫面有部分重疊，但沒有作淡進(jìn)淡出處理；雖然這種重疊拼接沒有物理拼接縫，但重疊部分的亮度為整幅其余部分的2倍，在顯示效果上表現(xiàn)為重疊部分為一亮條；在軟邊融合類產(chǎn)品推出的時候，立刻就被淘汰。
軟邊融合類產(chǎn)品是無縫拼接軟邊融合技術(shù)；最初的主要應(yīng)用在虛擬仿真及虛擬現(xiàn)實等大屏幕投影可視化系統(tǒng)中，近幾年來，隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展，無縫拼接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于指揮控制、虛擬仿真培訓(xùn)、工業(yè)制造設(shè)計、科學(xué)研究和復(fù)雜決策過程，并且在展覽展示、廣告、娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用越來越流行。
無縫拼接是一種特殊的、要求比較高的投影顯示應(yīng)用，它不僅要求超大的、完整的一幅屏幕，對投射超大尺寸畫面所用的所有投影也有特殊要求。用戶既可以選擇廠家專用的投影機，也可以選擇通用投影機，配合無縫拼接專用處理器實現(xiàn)無縫拼接效果。
由圖1可見現(xiàn)有顯示處理裝置通常采取單臺設(shè)備完成拼接各種輸入設(shè)備(如DVD，VCD，實時攝像頭等)通過輸入卡將模擬視頻信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳輸給中央處理器，中央處理器接受到大量的未經(jīng)過編碼的視頻信號(如25幀的實時CIF信號，數(shù)據(jù)量大約是每路視頻每秒352*288*25*3＝7.6M Bytes＝60M bits)，中央處理器實現(xiàn)多路輸入數(shù)據(jù)的視頻融合(4路視頻每秒就要進(jìn)行240M bits的視頻數(shù)據(jù)錄入，并且利用處理器進(jìn)行實時的拼合)，并完成整幅視頻的切分輸出，分別輸送給各個輸出卡。整個過程占用極大的總線帶寬與處理器資源，對于要增加輸入卡的數(shù)量及輸出卡的數(shù)量，都是對系統(tǒng)總體負(fù)荷的極大考驗。這樣，勢必使系統(tǒng)不能容納更多的畫面，以及極大的影響系統(tǒng)的處理速度。
由于上述的處理使得現(xiàn)有市場上的邊緣融合處理功能比較單一，基本上都是在整個大屏幕上只顯示一個畫面，處理器只做了融邊處理技術(shù)，而對于多畫面顯示、顯示模式設(shè)置、多窗口信號切換等常用功能都沒有涉及，極大限制了融合處理技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種高速多畫面多屏融合顯示處理裝置，旨在解決上述的缺陷。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明包括至少一個以上的視頻信號源；還包括一個前級處理器，一個后級處理器；所述的前級處理器包括一個前級中央處理器，至少一個以上的前級輸入卡，與前級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上前級輸出卡；所述的視頻信號源與前級輸入卡相連，前級輸入卡通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻信號源數(shù)據(jù)包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA(立即內(nèi)存訪問技術(shù)，即視頻數(shù)據(jù)不經(jīng)過CPU轉(zhuǎn)發(fā)，直接通過總線復(fù)制給目的設(shè)備)輸出給前級輸出卡；所述的前級輸出卡通過內(nèi)置的CPU將處理的三源色視頻數(shù)據(jù)如果直接給輸出設(shè)備，則輸出通用的分屏信號；如果輸出給后級處理器，則輸出后級處理器需要邊緣融合的視頻信號；所述的后級處理器包括一個后級中央處理器，至少一個以上的后級輸入卡，與后級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上后級輸出卡；后級輸入卡接收前級輸出卡輸出的數(shù)據(jù)并通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣融合處理、或者直接與視頻信號源相連包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA傳輸給后級輸入卡，后級輸入卡與輸出設(shè)備相連；所述的前級中央處理器處理網(wǎng)絡(luò)控制信號、以及視頻輸入同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸；所述的后級中央處理器處理邊緣融合控制信號、以及輸入輸出卡同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是由于將所要處理的各種數(shù)據(jù)分配給了不同的模塊，提高了處理速度；在一臺處理器上，能夠顯示2-8路信號源，并能夠保證每一路信號的高速實時顯示；如果需要更多的畫面同時顯示，只需要多個后級進(jìn)行級聯(lián)，或者前級配合后級進(jìn)行層聯(lián)，就能擴大輸入輸出通道的數(shù)量，來滿足各種需求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的顯示處理裝置模塊圖；圖2是本發(fā)明的模塊圖；
圖3是圖2中前級模塊圖；圖4是圖2中后級模塊圖；具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述由圖2、圖3、圖4可見本發(fā)明包括至少一個以上的視頻信號源；還包括一個前級處理器，一個后級處理器；所述的前級處理器包括一個前級中央處理器，至少一個以上的前級輸入卡，與前級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上前級輸出卡；所述的視頻信號源與前級輸入卡相連，前級輸入卡通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻信號源數(shù)據(jù)包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA(立即內(nèi)存訪問技術(shù)，即視頻數(shù)據(jù)不經(jīng)過CPU轉(zhuǎn)發(fā)，直接通過總線復(fù)制給目的設(shè)備)輸出給前級輸出卡；所述的前級輸出卡通過內(nèi)置的CPU將處理的三源色視頻數(shù)據(jù)如果直接給輸出設(shè)備，則輸出通用的分屏信號；如果輸出給后級處理器，則輸出后級處理器需要邊緣融合的視頻信號；所述的后級處理器包括一個后級中央處理器，至少一個以上的后級輸入卡，與后級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上后級輸出卡；后級輸入卡接收前級輸出卡輸出的數(shù)據(jù)并通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣融合處理、或者直接與視頻信號源相連包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA傳輸給后級輸入卡，后級輸入卡與輸出設(shè)備相連；所述的前級中央處理器處理網(wǎng)絡(luò)控制信號、以及視頻輸入同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸；所述的后級中央處理器處理邊緣融合控制信號、以及輸入輸出卡同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸；所述的前級處理器和后級處理器可以級聯(lián)多套；所述的前級輸入卡是Trimedia TM1500芯片，所述的前級輸出卡是TIDM642芯片，所述的后級輸入卡是Trimedia TM1500芯片，所述的后級輸出卡是TI DM642芯片；
本發(fā)明的前級和后級都支持傳統(tǒng)視頻源，系統(tǒng)前級更支持網(wǎng)絡(luò)視頻源，后級用以支持邊緣融合，前級、后級都支持多套級聯(lián)，最后由輸出設(shè)備統(tǒng)一輸出。
為了實現(xiàn)多畫面和最大程度的提高處理速度，每塊輸入卡中加入處理核心，每塊輸入卡將輸入的數(shù)據(jù)作為單獨處理，然后通過DMA直接傳給輸出卡并將初步處理的數(shù)據(jù)傳給后級做后續(xù)邊緣融合處理；前級中央處理器只處理視頻源的傳輸(非常小的數(shù)據(jù)量)及所有輸入輸出卡的協(xié)調(diào)，多設(shè)備級聯(lián)的處理等相對數(shù)據(jù)量比較少的工作，并且所有輸入輸出不通過總線傳輸，大大降低了對總線的負(fù)荷。
后級采用每卡一路的輸出方式實現(xiàn)最終的邊緣融合輸出，各種前級輸入通過卡上處理核心的運算，直接通過DMA傳送給輸出卡，并由輸出卡完成邊緣融合部分，后級中央處理器主要用來協(xié)調(diào)系統(tǒng)級聯(lián)，各種窗口效果等。與前級一樣，后級將所有的核心運算放在各個輸入輸出卡的處理核心中來處理，避免的總線的堵塞，達(dá)到了前所未有的處理速度和窗口數(shù)量。
前級處理器是可插卡式i386構(gòu)架的工控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻界面的管理，遠(yuǎn)程管理的服務(wù)處理，用戶交互的回饋，支持RGB輸入卡、視頻(S端子，復(fù)合端子等)輸入卡、網(wǎng)絡(luò)輸入接口等，實現(xiàn)了功能化，高度可調(diào)的前級系統(tǒng)。并且可以根據(jù)用戶的需求靈活的配置各種輸入源，對于小型系統(tǒng)可以直接輸出到投影設(shè)備，對于大型系統(tǒng)可以輸入給系統(tǒng)后級繼續(xù)處理。
后級處理器是可插卡式的嵌入式系統(tǒng)，接受前級輸入源或者其他輸入源的各種信號，靈活的實現(xiàn)高速度的軟邊融合。
投影機可以是普通的小型投影機或者是高流明度的大型影院級投影機，在接受到高質(zhì)量的系統(tǒng)后級傳來的信號后投影出無縫的影像。
為了解決多畫面顯示的處理速度問題，前、后級處理器不采用總線架構(gòu)的處理技術(shù)，而是基于每一路獨立通道的處理方式。大多數(shù)的功能和數(shù)據(jù)計算都是在每一路輸入輸出卡上進(jìn)行實現(xiàn)的，每路輸入、出卡都有自己的內(nèi)存和CPU，可以單獨進(jìn)行運算，然后再通過主板進(jìn)行通訊和同步，從而保證了多畫面動態(tài)處理時的速度和實時性。
如果需要更多的畫面同時顯示，只需要多個后級進(jìn)行級聯(lián)，或者前級配合后級進(jìn)行層聯(lián)，就能擴大輸入輸出通道的數(shù)量，來滿足實際的要求。
本發(fā)明具有靈活的組合結(jié)構(gòu)，可以單獨前級使用、單獨后級使用、前級后級配套使用、多前級單后級使用、多后級單前級使用、多前級多后級使用等等，靈活的組合結(jié)構(gòu)可以按照客戶的需求，搭配從最小最廉價的系統(tǒng)到最大最完善的系統(tǒng)。并且可以滿足因為客戶對系統(tǒng)擴展性的苛刻要求，實現(xiàn)系統(tǒng)平滑的升級過程。
本發(fā)明自身具有硬件冗余可以防范突發(fā)的硬件故障，雖然說硬件的性能，質(zhì)量都達(dá)到了很高的高度，但誰也不能保證硬件可以永久無故障的運行，各種突發(fā)的災(zāi)難都可能導(dǎo)致硬件產(chǎn)生問題，本發(fā)明前級的單點硬件故障或者后級的單點故障都可以在不需要改變硬件連接的情況下，通過視頻矩陣，直接繞過單前級或者單后級來實現(xiàn)。本發(fā)明是唯一實現(xiàn)了分層分級結(jié)構(gòu)的顯示系統(tǒng)，保證了在最苛刻的條件下系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種高速多畫面多屏融合顯示處理裝置，包括至少一個以上的視頻信號源；其特征在于還包括一個前級處理器，一個后級處理器；所述的前級處理器包括一個前級中央處理器，至少一個以上的前級輸入卡，與前級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上前級輸出卡；所述的視頻信號源與前級輸入卡相連，前級輸入卡通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻信號源數(shù)據(jù)包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA輸出給前級輸出卡；所述的前級輸出卡通過內(nèi)置的CPU將處理的三源色視頻數(shù)據(jù)如果直接給輸出設(shè)備，則輸出通用的分屏信號；如果輸出給后級處理器，則輸出后級處理器需要邊緣融合的視頻信號；所述的后級處理器包括一個后級中央處理器，至少一個以上的后級輸入卡，與后級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上后級輸出卡；后級輸入卡接收前級輸出卡輸出的數(shù)據(jù)并通過內(nèi)置的CPU將處理的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣融合處理、或者直接與視頻信號源相連包括S-Video信號、復(fù)合視頻信號或者RGB信號經(jīng)DMA傳輸給后級輸入卡，后級輸入卡與輸出設(shè)備相連；所述的前級中央處理器處理網(wǎng)絡(luò)控制信號、以及視頻輸入同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸；所述的后級中央處理器處理邊緣融合控制信號、以及輸入輸出卡同步信號數(shù)據(jù)并通過總線傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速多畫面多屏融合顯示處理裝置，其特征在于所述的前級處理器和后級處理器可以級聯(lián)多套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速多畫面多屏融合顯示處理裝置，其特征在于所述的前級輸入卡是Trimedia TM1500芯片，所述的前級輸出卡是TI DM642芯片，所述的后級輸入卡是Trimedia TM1500芯片，所述的后級輸出卡是TI DM642芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速多畫面多屏融合顯示處理裝置，包括至少一個以上的視頻信號源；還包括一個前級處理器，一個后級處理器；所述的前級處理器包括一個前級中央處理器，至少一個以上的前級輸入卡，與前級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上前級輸出卡；所述的后級處理器包括一個后級中央處理器，至少一個以上的后級輸入卡，與后級輸入卡相對應(yīng)的至少一個以上后級輸出卡；由于將所要處理的各種數(shù)據(jù)分配給了不同的模塊，提高了處理速度；在一臺處理器上，能夠顯示2－8路信號源，并能夠保證每一路信號的高速實時顯示；如果需要更多的畫面同時顯示，只需要多個后級進(jìn)行級聯(lián)，或者前級配合后級進(jìn)行層聯(lián)，就能擴大輸入輸出通道的數(shù)量，來滿足各種需求。
文檔編號G06F3/14GK1873607SQ20051002634
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月1日
發(fā)明者金國培 申請人:上海金橋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司