大屏圖像處理器的種類與類型簡(jiǎn)析

    目前市場(chǎng)上的處理器根據(jù)有無操作系統(tǒng)主要可分為兩類：一是基于PC的處理器，可以運(yùn)行操作系統(tǒng)，進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)用；一是基于硬件的處理器，這類控制器沒有操作系統(tǒng)，具有非常高的穩(wěn)定性和可靠性。它們主要有如下幾種：

    PCI工控式拼接控制器

    PCI插卡式的工作原理是通過工控機(jī)，利用多路PCI計(jì)算機(jī)主板，一部分PCI插槽插入視頻采集卡，另外一部分PCI插槽插入視頻輸出卡，輸入和輸出中間由CPU來構(gòu)建一個(gè)運(yùn)算和處理中心，這時(shí)就組建成了一臺(tái)工控式控制器。他的圖形處理原理是通過CPU運(yùn)算后將母信號(hào)分割成M*N個(gè)子視頻信號(hào)后，再把每一個(gè)子信號(hào)都進(jìn)行放大處理分別傳送給拼接幕墻上的各個(gè)對(duì)應(yīng)單元，顯示單元將處理器傳送來的信號(hào)實(shí)現(xiàn)在大屏幕的每個(gè)顯示單元上，而分辨率和處理速度由計(jì)算機(jī)CPU及對(duì)應(yīng)的PCI卡決定。如；1個(gè)720P處運(yùn)算速度為350MHz/nS，而10個(gè)720P處運(yùn)算速度則為3.5MHz/nS，這時(shí)CPU的運(yùn)算能力大大下降，由于工控機(jī)的計(jì)算能力有限，一臺(tái)性能最好的工控式拼接器在1024*768的情況下最大也只能實(shí)現(xiàn)4Х4的拼接，大大限制了拼接的單元數(shù)。

    嵌入式拼接器

    嵌入式拼接器也稱“內(nèi)拼式拼接器”它是基于液晶屏信號(hào)驅(qū)動(dòng)板上增加的運(yùn)算分割技術(shù)，其工作原理先將一個(gè)完整的母畫面?zhèn)魉椭列盘?hào)運(yùn)算處理器，運(yùn)算處理器以ID地址編碼器的方式開始鎖定各自在母畫面中的位置，以二進(jìn)制BCD碼順序排列（BCD水平坐標(biāo)：從左至右，和BCD垂直坐標(biāo)：從上至下）開始運(yùn)算切割成多個(gè)子畫面，處理器將各自運(yùn)算好的數(shù)據(jù)直接輸送給液晶驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板將色彩、亮度、對(duì)比度等參數(shù)調(diào)校后以LVDS方式傳送至LCDIC成像器形成圖像。由于嵌入式拼接器采用硬件架構(gòu)數(shù)字圖形處理技術(shù)每次只處理一種類型信號(hào)，所以不需要強(qiáng)大的CPU核心來運(yùn)算多通道信號(hào)。簡(jiǎn)單的單畫面拼接功能為一些只需要大畫面顯示的客戶提供了非常靈活的方便，曾經(jīng)一度被受市場(chǎng)青睞。

    但這種內(nèi)拼式拼接器只是單元內(nèi)部顯示像素的處理，結(jié)果是合成顯示圖像，不能解決信號(hào)高分辨率拼接和任意位置任意大小多窗口信號(hào)處理，更多的應(yīng)用是在單一信號(hào)的宣傳顯示屏和按單元或相鄰單元拼接的簡(jiǎn)單多畫面處理應(yīng)用上使用，在高端多窗口信號(hào)的控制室，還是與一代的PCI工控式拼接控制器結(jié)合使用。

    FPGA純硬件式拼接控制器

    FPGA（FieldProgrammableGateArray）是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，F(xiàn)PGA既具有門陣列器件的高集成度和通用性，又有可編程邏輯器件用戶可編程的靈活性�；�于FPGA技術(shù)的新型高速圖像采集，通過視頻信號(hào)的A／D轉(zhuǎn)化，基于DSP的圖像處理技術(shù)也得到了應(yīng)用，充分發(fā)揮了DSP的硬件結(jié)構(gòu)和具有特色的編程指令。提高了處理速度，解決了圖像處理過程中由于圖像識(shí)別速度慢而影響整個(gè)圖像的處理流程，解決了實(shí)際問題，收到了良好的效果。

    在拼接系統(tǒng)中采用純硬件處理器FPGA陣列式處理構(gòu)架，全硬件設(shè)計(jì)，無CPU和操作系統(tǒng)�？刂破骷�超寬帶視頻信號(hào)采集、實(shí)時(shí)高分辨率數(shù)字圖像處理、二維高階數(shù)字濾波等高端圖像處理技術(shù)于一身，具有強(qiáng)大的處理能力�？刂破鞑捎枚嗫偩�并行處理機(jī)制，能從根本上保證對(duì)所有輸入視頻進(jìn)行全實(shí)時(shí)處理，圖像沒有延遲，無丟楨現(xiàn)象，由于從結(jié)構(gòu)上就超出了前兩代的機(jī)器的設(shè)計(jì)理念，采用純硬件的處理器運(yùn)算技術(shù)，所以啟動(dòng)時(shí)間快，工作非常穩(wěn)定。

    除此之外，針對(duì)市場(chǎng)上種類繁多的處理器產(chǎn)品，根據(jù)結(jié)構(gòu)還可以劃分為分布式系統(tǒng)和集中式系統(tǒng)，分布式的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)集中式的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要高，在目前比較受青睞。

    集中式控制器

    傳統(tǒng)的DLP大屏幕系統(tǒng)多屏圖像控制器是采用一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)作為主體結(jié)構(gòu)，插入多路信號(hào)采集卡和顯示輸出卡，通過PCI / PCI-X數(shù)據(jù)總線交換數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的采集、處理和顯示。在這種架構(gòu)模式中，所有顯示任務(wù)都基于計(jì)算機(jī)PCI總線集中處理完成，我們稱其為集中式控制器。

    分布式控制器

    在分布式的結(jié)構(gòu)中系統(tǒng)當(dāng)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的損壞都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作；集中式的結(jié)構(gòu)控制器信號(hào)采集卡損壞要更換整張信號(hào)采集卡，采用分布式的結(jié)構(gòu)只需更換相應(yīng)的部件，影響小，且處理起來更簡(jiǎn)單。

    分布式控制系統(tǒng)是最新一代的多屏圖像處理系統(tǒng)，具有數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)。由RGB處理器、視頻處理器、高清處理器、IP視頻處理器、顯示處理器、控制服務(wù)器、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換機(jī)等組件構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，將視頻與計(jì)算機(jī)RGB信號(hào)的采集處理與混合顯示分散于不同的處理器同步進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，各信號(hào)處理器之間完全通過網(wǎng)絡(luò)連接，信號(hào)在整個(gè)處理、傳輸和顯示過程中均是數(shù)字信號(hào)形式，不經(jīng)過任何模-數(shù)、數(shù)-模轉(zhuǎn)換，從而保證了各類信號(hào)的高清、實(shí)時(shí)顯示。

    分布式顯示控制系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是：各類信號(hào)處理器可根據(jù)顯示墻規(guī)模及信號(hào)源的需要，通過以太網(wǎng)連接，任意組合成一套分布式顯示控制系統(tǒng)，極大地增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)處理能力和顯示靈活性。系統(tǒng)具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高性能、高可靠、高可擴(kuò)展、靈活便捷、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。