小鸟多屏幕拼接处理器在视听领域的应用

【中国数字视听网讯】随着拼接显示技术的发展，人们对超大显示面积和超高清的影音体验的需求越来越大。人们在关注显示效果的同时，也注意到如何把信息准确、安全、及时有效的呈现在显示终端上供决策者判断，这成了一项非常重要的内容。

前言

拼接处理器作为操作者和大屏幕系统交互的一个重要平台，在大屏幕显示系统中显示出来的各种效果，都是由图像拼接处理器来完成的。在大屏幕拼接系统中，往往显示设备容易成为整个系统好坏聚集的焦点，殊不知真正的幕后英雄是拼接控制器；拼接控制器的优劣直接决定着整个大屏幕显示效果的好与坏，当在应用中系统频繁出现死机、干扰、斜切纹、画面抖动、相位偏移、色差不准时，用户们才真正关注起问题的根源。

目前，市面上呈现三种拼接控制器，第一代为PCI工控式，第二代为嵌入式，第三代为FPGA纯硬件刀片式；

第一代：PCI工控式拼接处理器

PCI插卡式的工作原理是通过工控机，利用多路PCI计算机主板，一部分PCI插槽插入视频采集卡，另外一部分PCI插槽插入视频输出卡，输入和输出中间由CPU来构建一个运算和处理中心，这就组成了一台工控式拼接处理器，他的图像处理原理是通过CPU运算后将母信号分割成M*N个子视频信号，再把每一个视频信号进行放大处理，分别传送给拼接墙上对应的单元，显示单元上的分辨率和处理速度由CPU性能和对应的PCI卡插槽决定；由于计算机的能力有限，一台性能好的工控式拼接处理器最大情况也只能实现16块屏幕的拼接显示，大大限制了拼接的规模；

第二代：嵌入式拼接处理器

嵌入式拼接处理器也称为“内嵌式拼接处理器”他基于液晶屏信号驱动板上增加的运算分割技术，其工作原理先将一个完整的母画面信号传送至信号运算处理器，运算处理器以ID地址编码器的方式开始锁定各自的画面位置，并以二进制码顺序排列运算并切割成多个子画面，处理器各自运算好的数据直接输送给液晶驱动板，驱动板将色彩、亮度以及对比度等参数调节矫正后以LVDS方式传送给成像器形成图像。由于嵌入式拼接处理器采用硬件架构图形处理技术每次只处理一种类型信号，所以不需要强大的CPU核心来运算。简单的画面拼接功能一度受到市场青睐。但这种内置拼接处理器指示单元内部处理结合成的显示图像，不能解决高分辨率拼接和任意位置及大小的多窗口信号处理，更多的应用在单一信号的宣传显示屏等简单的多画面处理中，在高端多窗口、多信号源、多显示模式的控制室的应用相对较少。

第三代：FPGA纯硬件刀片式拼接处理器

由北京小鸟科技发展有限责任公司研发的第三代DIGIBIRD-T系列刀片式拼接处理器是一款数字化全高清图形处理设备，基于FPGA阵列式、纯硬件技术之上，采用模块化处理，刀片式架构，较传统拼接处理器的区别在规范：A/D转换效能由输入模块实现，虚拟开窗由输出模块实现，每组输入输出构建一个独立自定义的独立运算核心；多个运算核心构成一个强大的高速数据库，并且通道与通道之间独立传输互不影响；

DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接处理器采用FPGA的视频处理技术与数字信号处理技术（DSP），以先进的背板交换总线技术为构架，刀片式模块化的设计提供了无可挑剔的灵活性和可维护性。保证了无论在怎样复杂的情况下每路信号都有足够的独享带宽（输入槽位10GB、输出槽位40GB）保证低延迟、全实时与全同步。即使在144屏幕拼接情况下先进的总线设计也能够保证高达144路不同的高清输入信号（或572路标清输入信号）在大屏幕上同时显示，并且所有图像流畅、同步、低延迟、无卡顿。同时可支持多组大屏幕不同分辨率显示，具有大屏回显功能，在控制室即可实时查看大屏幕显示状态，配合交互式可视化管理客户端，给用户带来一种全新的应用体验。

DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接处理器特性优势

1、纯硬件架构

采用大规模FPGA陈列式纯硬件技术架构，无硬盘，免维护，无操作系统避免了工控式系统的死机、硬件冲突、蓝屏以及计算机病毒侵入等问题；启动快(<5秒)，稳定可靠，系统数据出厂前已固化，意外断电不会造成设备受损，可以频繁开关机。

纯硬件无操作系统，免维护，稳定可靠

2、模块化设计，并支持热拔插

整个系统采用模块化设计，包括输入卡、输出卡、切换卡、控制卡、风扇、电源等，并支持热拔插。模块化的设计为日常使用和维修带来极大的方便，当系统出现故障时，无需拆开机箱就能实现在现场替换有故障的模块，快速恢复系统正常运行。输入模块和输出模块的热插拔特性使得系统可在不断电的情况下更换、升级输入输出模块，不影响系统的正常工作，保证了系统的稳定、灵活、可靠。

模块化设计，支持热拔插

3、先进的背板交换架构

系统采用先进的背板交换架构，有别于传统的PCI总线结构，为它的每个外围槽位提供了高达10Gb/s的传输带宽，外围的板卡通过先进的背板交换架构进行数据的极速交换，从而确保数据可靠传输，提供快速的优质图像资源被所有的外围设备分享，从而使系统环境下大量的数据和图像传输不再受到PCI总线结构的带宽制约。基于交换架构的专用总线设计可以保证每个输出屏幕都有独立的专用带宽，无论系统处理多少路高清信号，拼接多少个单元，都能保证图像信号清晰、流畅、不丢帧。

架构