三星46寸3x5拼接系统方案.docx
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三星46寸3x5拼接系统方案
46寸LCD（液晶）拼接显示系统
（3X5）
设
计
方
案
广州创嘉电子科技有限公司
2011年11月25日
第一章概述
广州创嘉电子科技有限公司为本案拼接显示墙提供的液晶屏是选用韩国三星电子（samsung）生产的46寸DIDLCD面板，具有高亮度、高对比度、高像素等特点。
其发热量非常小，以至于站在拼接显示屏前面，也感觉不到它的温升。
液晶独特的显示原理、全数字化的驱动系统，以及自主设计的散热设计方案，确保显示屏的高可靠性和稳定性，同时高强度拼接结构架和美观的外型设计，使拼接显示屏既可靠实用又美观大方。
它将国际最卓越的DID液晶高清晰度数码显示技术、科技公司的窄边拼接技术、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，形成一个拥有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先进的LCD大屏幕显示系统。
通过这套LCD液晶墙显示系统可以实现对各种系统计算机图像和视频图像信息的综合显示，形成一套功能完善、技术先进的综合信息显示系统，满足客户的各种需要，为显示系统管理提供一个交互式的灵活系统，以适应不断发展的多媒体显示需要。
因此，我们推荐使用目前国际领先的DID液晶拼接显示墙，DID液晶拼接显示墙已经在国内许多重要行业的大屏幕显示应用系统中使用，并得到业界及用户的一致好评！
该系统是以DID液晶显示技术为核心的显示子系统，整个系统可与计算机网络系统、视频监控系统和其它独立计算机工作站相联，实现这些计算机图形和视频图像信息的综合显示，满足监控、指挥、调度等各种显示的需要，为用户提供一个直观、交互式的灵活显示系统，以适应不断发展的工作需要。
1．需求分析
显示系统中心安装一套3×5-46寸专业液晶拼接显示系统。
显示系统可接受多路复合视频信号、计算机信号作为输入。
要求可以满屏显示任意一路输入信号，也可以单屏显示不同的输入信号，也可以通过LCD单元的内置处理器，实现2*2、1*12、3*3等拼接与单屏相结合来显示各路信号.
鉴于以上要求本技术方案提供的液晶拼接墙显示系统。
通过这套液晶拼接显示系统可以将各类信号在液晶拼接墙上显示，形成一套功能完善、技术先进的信息显示管理控制系统，为用户提供先进的技术服务，适应不断发展的各种需要。
2．系统设计原则和目标
A、系统的可用性
液晶拼接墙系统具有很大的组合空间：
既可以一对一单屏拼接，也可以一对mХn整屏拼接。
我们将根据客户对液晶拼接墙系统提出的系统规模和应用要求，选择合适的产品
和拼接方式，提出具体实施方案，满足系统的应用需求。
我们将根据客户对输入信号的要求，选择不同的视频处理系统，实现全制式标准VIDEO视频信号、独立的VGA、DVI及RGBHV等信号输入，满足不同使用场合，不同信号输入的需求。
通过控制软件，集中管理图像的显示，实现各种信号的切换、拼接成全屏显示、任意组合显示等功能。
我们因应客户的不同需求，打造个性化系统，提供不同的实施方案和技术支持。
B、系统的先进性
随着信息技术发展的日新月异，高科技手段应用信息显示中心辅助决策系统越来越普遍。
作为各种信号（计算机、视频、网络等）的集中显示终端，大屏幕显示系统一定要具备高分辨率显示、色彩均匀稳定，并且能与各种信号良好兼容的特性。
采用科技最新先进技术制造的LCD显示单元，具备700cd/m2超高亮度，3000：
1高亮环境下的超高显示对比度，图像色彩层次及鲜明度相对于以往显示器件有了明显的改善。
完善的色彩一致性，有效抑制各画面间三原色的离散和色像漂移，保证颜色的高度一致。
采用大屏控制软件，具有高度的集成性能、全面的管理功能、全面的系统设置功能以及强大的控制功能等优势，适合应用于公安、交警、安防、通讯、多媒体等所有大屏领域。
创嘉电子的LCD拼接墙采用自主研发的显示集成软件和嵌入式拼接系统，其功能强大、系统稳定、操作简单，是符合时代发展潮流的新一代显示设备。
C、系统的可靠性
监视器、拼接墙一般要求一天24小时，一年365天连续工作，这就要求监视器、拼接墙具有可靠性好、稳定性高等特点，以保证系统稳定可靠地运行。
影响系统可靠性主要包括温升、结构、干扰、以及系统本身的使用寿命等。
系统的发热量大，将大大减少系统器件的使用寿命，而如果设备很重，则不利于安装和使机构不堪重负。
此外，系统的抗干扰能力也直接影响系统的可靠性。
拼接墙液晶屏选用高可靠性的液晶屏，液晶独特的显示原理、全数字化的驱动系统，以及利用工程流体力学设计的空气涡流散热方法，确保拼接墙的高可靠性和稳定性，同时全钢的拼接墙结构和合理的工艺设计，使拼接墙既无辐射也不受外界电磁场的干扰，稳定可靠。
由于低功耗、重量轻、寿命长，无辐射等特点，使液晶拼接墙可靠性极高。
D、系统的经济性
考虑系统的经济性，就不能不提性价比，只有在高性能、高质量的前提下，系统的经济性才有意义。
由于LCD独特的显示原理，屏幕长期工作色彩、亮度、对比度变化极小，保证长期工作无热变形。
屏幕无等离子烙印问题，能长时间显示静态图像。
显示墙使用中无需定期维护，没有易损部件，完全不存在耗材，因此，LCD显示墙后期的维护成本非常低。
综上所述，可以说LCD拼接墙拥有比传统拼接墙更佳的显示性能，更低成本，整体性价比极具优势。
液晶拼接墙，以其优异的性能，合理的价格在国内外受到了广泛的欢迎。
其背光元器件就高达5万小时的使用寿命，质量稳定，维护费用低。
3．技术规范和标准
《社会治安动态视频监控系统技术规范》（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范》（GB50198-94）
《信息网络数字视频应用系统规范》（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范》（GB50174-93）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
《建筑钢结构焊接规程》（JGT81-91）
《广东省社会治安视频监控系统数据传输技术规范》
《钢筋混凝土施工规范》
第二章液晶拼接墙系统设计
1．系统组成
整套液晶拼接墙显示系统主要由以下几部分组成：
机柜/机架（可选择壁挂式、立柜式机柜）
46＂LCD拼接显示单元（DID液晶屏面板）
FPGA高端并行处理器
应用管理软件包
线材及配件
2．系统规格
本方案采用的液晶拼接墙由多媒体的LCD拼接显示单元拼接而成，选择如下方式：
3×546″拼接,总共15个单元，尺寸规格如下：
单屏面积：
1025mm（宽）Х580mm（高）
机架厚度：
≯300mm，可以墙体嵌入式，具体安条件而定
3.系统结构图
B、系统示意图
C、机柜：
根据拼接墙显示尺寸及外观尺寸进行设计
拼接墙的大小按照惯例由拼接墙单元的个数（宽m*高n）和单元的尺寸来计算。
例如3x3-46″拼接墙指高3个单元，宽3个单元，由9个46″液晶拼接显示单元组成，具体使用时可根据安装环境选择立式或挂壁式安装，选择不同的安装方式时再加上边柜及立式底座的尺寸，便可得到拼接墙的外观尺寸。
D、液晶拼接显示单元：
包含内置驱动板、液晶屏和电源
1、图形处理及驱动板
采用3D数字降噪，3D解码，动态色度、亮度补偿，驱动拼接二合一，支持1920*1080高解屏，真正的10bitLVDS输出，视频信号环路输出，DVI数字高清接口，VGA输入，YPbPr和RGBHV复合输入，ESD防静电设计，更好的保证设备正常运行。
显示设备自动调整处理拼接信号，显示图象更亲切自然。
采用FPGA阵列式组合处理构架，全硬件设计，快速启动（启动时间小于8S）和全天时全天候正常工作。
集超带宽视频信号采集、实时高分辨率数字图像处理、3D高阶数字滤波等并行处理机制,能从根本上保证对所有输入视频进行全实时、图像无延迟处理，无丢帧现象。
显示设备可以实现高分辨率、高亮度、高色彩还原显示。
2、液晶屏
拼接墙使用SAMSUNG窄边DID专业液晶屏，并经过技术处理，使其符合拼接墙的设计要求。
首创的液晶挂装设计。
通过对液晶屏进行结构技术处理，改变传统的液晶屏安装形式，使液晶单元装拆变得非常方便。
3、电源
拼接墙每一单元都有独立的开关电源模块，保证系统长时间稳定运行，整机输入使用带保护地的单相三线制交流电源，并确保整个工程系统使用同一保护地。
不能使用无保护地的电源，电源线的接地脚不能破坏。
E、控制计算机
拼接墙系统控制提供一个软件包，可安装于任何品牌的PC机，在windows环境下，运行软件并通过RS232串行通信，用于对拼接墙的信号和各种功能的控制。
F、各类线材
各类线材将按实地安装数量及高度等数据进行定制。
第三章系统特点和功能
1．系统特点
一、高清晰度、高亮度、高色域
清晰度、亮度、色彩饱和度是液晶的三个重要性能指标，LCD拼接墙采用具有自主知识产权的数字信号处理技术和拼接处理技术，结合最新技术的液晶屏，具有高清晰度、高亮度、高色域的特点。
。
二、纯硬件式，FPGA外托式高端处理器（可选项）
1.全硬件构架，无CPU和操作系统，不需要操作系统支持，上电即可工作，启动迅速，稳定性高。
多总线并行处理，处理功能强大
2.启动时间小于10秒钟，启动迅速；可24小时365天持续工作；
3.支持对所有视频窗口进行任意缩放、任意漫游和任意叠加，并按用户要求对输入视窗进行窗口大小、显示位置、图像比例等方面的调整和变换，最后以多屏幕口的形式，显示在拼接显示单元上。
4.无病毒感染风险，安全性好；
5.集成多种视频信号源种类，可接受高分辨率RGB、VGA、DVI，复合视频等格式的模拟视频信号；
6.支持多达64路的RGB/VGA信号实时显示；
7.支持多达96路复合视频实时显示；
8.支持包括4096x1536、3072x2304分辨率在内的多种超高分辨率信号输入；
9.可内嵌RGB、VGA和视频矩阵；
10.红外、按键、RS232串口控制；操作方便；
11.多达128种场景保存；
12.可定制IP网络控制
三、拼接方式任意选择，使用场所适应性强。
LCD拼接墙，除了拼接数量任意选择外（mХn），屏的大小亦多种选择，满足不同场所的需要。
四、拼接台数不限
一般拼接墙由于技术限制，拼接台数受限。
LCD拼接墙采用最新的嵌入式硬件拼接技术，拼接单元数理论上可以达到无限多单元，目前工程实践已达二百多单元。
五、灵活多变的拼接显示组合功能
液晶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，可以选择单屏显示、整屏显示、任意组合显示。
六、先进的屏幕参数自动高校功能
针对液晶拼接墙使用的液晶单元中液晶屏及驱动电路可能出现的离散性问题，液晶拼接墙使用了自主研发的先进的拼接墙系数（亮度、对比度、色度、白平衡）自动调校功能，从而保证了整幅拼接屏幕的色彩一致性和亮度的均匀性。
七、稳定运行寿命超长，维护成本低
液晶显示技术是目前最优异的平板显示技术之一，尤其是拼接墙使用的液晶屏，其背光源的使用寿命就超过5万小时，长时间工作后图像稳定没任何变化。
液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备，所以维护、维修成本极低。
八、美观的墙体结构
LCD拼接墙壁挂式机架厚度不超过350mm，机柜厚度不超过180mm，可以选用立柜和壁挂两种安装方式，适应不同使用场所的应用要求。
拼接墙机柜采用全钢与铝合金结构，坚固牢靠，拼接屏挂入式安装，简单方便，整体结构紧凑大方、节省空间。
九、环保健康
LCD液晶拼接墙发热量小、无辐射、无闪烁、不伤眼、不含有害物质（如铅、汞、镉和六价铬等符合相关标准规定），是新一代环保健康拼接墙，在欧美一些发达国家，LCD拼接墙已成为主流显示设备。
2．系统功能
整个拼接墙显示任意一路信号：
（图1）
每个单元屏幕显示任意一路信号：
（图2）
N*M组合与任意位置、大小显示任意多路信号：
（图3）
叠加漫游，单屏四分割任意组合，任意开窗口拉伸（可选）
第四章拼接墙的优势及技术指标
DID液晶（LCD）单元的主要特点：
Ø高亮度
与TV和PC液晶屏相比，DID液晶屏拥有更高的亮度。
TV或PC液晶屏的亮度一般只有250~300cd/㎡（≤20.1〞）和460~500cd/㎡（≥26〞），而DID液晶屏的亮度为700~1000cd/㎡（≥26〞）。
Ø高对比度 DID液晶屏具有3000：
1（≥26〞）对比度，比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上，是一般背投的三倍。
普通液晶屏对比度DID对比度
Ø更好的彩色饱和度 目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72％，而DIDLCD可以达到92%的高彩色饱和度，这得益于DID新开发的色彩校准技术，通过这个技术，除了对静止画面进行色彩校准外，还能对动态画面进行色彩的校准，这样才能确保画面输出的精确和稳定。
普通液晶饱和度DID饱和度
Ø更宽的视角 PVA（PatternedVerticalAlignment）技术即“图像垂直调整技术”，利用这种技术，可视角度可达双178°以上（横向和纵向）。
Ø可靠性更好 普通液晶屏为电视，PC显示器设计，不支持日夜连续使用；DID液晶屏为监视器、广告牌设计，支持在公众场合日夜连续使用。
Ø纯平面显示 LCD是平板显示设备的代表，是真正的纯平显示器，完全无曲率大画面，无变形失真。
Ø亮度均匀，影像稳定不闪烁 由于LCD每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，而不像CRT那样需要不断刷新亮点。
因此，LCD亮度均匀、画质高而且绝对不会闪烁。
Ø120HZ倍频刷新频率 专利的120Hz倍频液晶显示技术，能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊，增强图像的清晰度和对比度，使画面更清澈，人眼长时间观看也不易疲劳。
Ø更长使用寿命
普通的NB、PC及TV使用的LCD液晶屏其背光源的使用寿命为1万至3万小时，而DIDLCD液晶屏背光源的使用寿命均可达8万小时以上，这就确保了拼接幕墙使用的每片液晶屏在长时间使用后的亮度、对比度和色度的一致性并且确保幕墙的使用寿命不低于6万小时。
Ø超薄窄边设计
DID液晶屏在拥有超大显示面积的同时，还有厚度薄，重量轻等优势，可以方便地拼接、安装。
一般46英寸的DIDLCD，其重量只有16.5KG，厚度不到10公分，拼接专用的液晶屏，其优秀的窄边设计，使其边缘只有1.1公分，相对于46寸的大屏幕来说，这么小的边缘完全不影响幕墙的整体显示效果。
Ø接入信号可开多模式窗口
每台DID液晶显示单元可同时接入2路外部信号，无需外接多屏图形处理器即可实现画面单屏显示，全屏显示、多屏组合显示。
1．46″LCD单元主要技术指标
面板类型
PVATFT
外形尺寸[mm]
1025.653x579.844
可视角度
178°水平/178°垂直
图像长宽比
16:
9
点距[毫米]
0.764x0.764
对比度
3000:
1
亮度[cd/m2]
450
响应时间[毫秒]
8
色彩[百万]
16.77
水平扫描频率
31.5-91.1（模拟和数字）
垂直扫描频率
58.0-85.0
最佳分辨率
1366x768（60Hz）
PC输入
模拟:
迷你D-sub15，5-BNC针;数字:
DVI-D
视频输入
BNC端子
控制输入
RS-232x1
视频输出
BNCx1
控制输出
RS-232Cx2
功耗[W]
300
2．拼接墙主要技术指标
LCD屏数量任意行（M）×任意列（N）
两屏之间间隔7.3mm（46″）
面板安装方式无键挂入式安装方式
机柜/机架厚度400/250mm（46″）
电源输入90～260VAC（50/60HZ）
功率消耗300W×M×N（46″）
工作环境0℃～50℃工作温度10～90%工作湿度
机柜/机架材料全钢/铝合金
输入规格
输入信号
规格
连接器类型
模拟RGB
VGA~UXGA
15pinD-Sub；5-BNC
复合视频
PAT，NTSC
BNC
数字DVI
VGA~UXGA
DVI-D
色差视频
1080p、1080i、720p
BNC
控制
RS232
RJ45；DB9针
电源
AC90~240V50~60HZ
3.高端拼接处理器功能特点（可选）
功能简介
此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。
此系列拼接控制器，颠覆了传统控制器设计思路，彻底抛弃了计算机。
此系列网络型视频拼接控制器采用嵌入式结构设计，内嵌专用操作系统，整个系统封闭式运行，稳定性大大高于基于WINDOWS操作系统的“计算机＋板卡”方式的传统控制器
此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。
控制器集超宽带视频信号采集、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，具有强大的处理能力。
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，无丢桢现象。
此系列拼接控制器支持多种视频输入模式，可接受高分辨率RGB、VGA，包括复合视频（DVD或摄像头信号），计算机视频（电脑信号VGA或DVI）等，并可以按用户要求对视频信号进行视窗大小、图像比例等方面的调整和变换，最终输出统一格式的VGA或RGB信号。
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，支持包括4096x1536、3072x2304在内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，输出格式和分辨率可选。
纯硬件构架
此拼接控制器为纯硬件构架，硬件核心为大规模阵列，系统属于纯硬件数据处理，没有运行Windows和Linux操作系统，不是一台计算机，不需要CPU、内存、硬盘、光驱、显卡等常规计算机配件。
系统采用模块化设计，模块数目随输入输出信号的多少而增减。
纯硬件构架的控制器，它本身不是一台计算机而是一台专业的图像处理设备，和基于工控机的插卡式拼接器有本质区别。
独创的硬件图形并行处理技术
此拼接控制器的处理核心就是芯片阵列。
系统具有高速信号处理技术，保证高分辨信号输入输出的实时处理。
系统输入标准分辨率可高达1600x1200x60Hz（需要预定），非标分辨率可以达到更高，并且保证每一祯都能够实时的处理完毕，输入与输出之间没有时间拖延。
在多单元显示一路信号、一单元显示多路信号、多单元多信号漫游叠加等情况下，显示信号均无延迟。
即便在所有输入信号都漫游叠加在一起的极限情况下，所有信号一样保持动态实时性。
系统采用基于输入端口的信号并行处理技术，有效的增加了输入信号个数。
系统通过芯片阵列，对高速图形数据流进行逐级处理，每一路信号输入都对应一列处理器。
这样就相当于很多处理器同时工作，做到数据的并行处理，极大的提高了系统运算速度。
有效的是用并行处理技术使得数据得到分散处理，没有了工控机单处理器的速度瓶颈，从而使得增加信号输入个数，并不增加系统的总体运算负担，这样系统就能够接纳多个高速信号。
能够有效的进行多路VGA/RGB信号输入，是VP2000与普通插卡式工控机相比最大的性能优势。
最新的基于LVDS高速数字信号交换体系
此拼接控制器采用所有输入通道并行方式进入核心处理模块，每条总线使用4个高速LVDS信号，这与工控机拼接控制器的PIC总线有本质上的区别。
普通工控机插卡式拼接控制器的PCI总线，基本结构是多个PCI插卡使用同一组总线，如下图所示，6个卡使用同一PCI总线，实际上进入核心处理器的数据只能是其中的一个卡上的信号，PCI总线要分时复用。
由于CPU核心处理器同一时间只能处理一个信号，速度缓慢。
此拼接控制器采用并行总线接入方式，就是说每个通道都有独自的总线接入核心处理系统。
采用超高速LVDS进行信号传输。
LVDS特点是信号传输速度快，LVDS信号速度为2.5G/S，下图为此拼接控制器基本系统节构图。
此拼接控制器多通道并行总线结构及串行通信方式
RGB信号实时并行处理
此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VGA视频。
目前，此拼接控制器能够在40个屏的拼接墙上同时显示多达64路实时的RGB信号，所有信号的颜色深度均为24位，均能做到信号的不丢桢，无延迟。
普通工控机插卡式拼接器在本质上是在计算机上插图像处理卡,通过软件编程,实现拼接处理功能。
其所有输入输出通道共享固定的CPU和PCI总线资源，CPU速度有限，PCI总线带宽固定，通道越多，每个通道分到的资源越少，处理速度也越慢，直接表现就是出现图像丢桢和延时。
目前市场上传统的工控插卡式拼接器，受限于CPU的能力和PCI总线的速度，最多能实时处理3－4路RGB信号。
多Video信号实时处理
此拼接控制器能够解决大规模VIDEO信号接入时的实时处理问题。
和传统的工控插卡式拼接器不同，此拼接控制器会分配足够的资源对输入的VIDEO信号进行运动补偿、数字降躁等一系列复杂处理，然后再显示，图像效果要好于对VIDEO信号不做处理的传统拼接器。
同时，基于特有的并行处理机制，此拼接控制器能保证对所有视频实时处理，保证画面流畅。
而大多数工控机插卡式拼接器在采集Video时，不对Video信号进行前期处理，而是直接显示，显示的图像锯齿严重，图像模糊。
在输入Video信号数目较多时，工控机插卡式拼接器处理能力不足的问题较明显，图像丢桢，不连贯。
多RGB信号和VIDEO信号叠加
此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RGB信号和VIDEO信号同等对待。
因此RGB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RGB信号区别处理，无法实现RGB信号和VIDEO信号的自由叠加。
启动速度快
此拼接控制器为纯硬件构架，启动过程快，开启后10秒开始工作。
硬件系统的启动等待时间是恒定的，不会随机器规模变大而启动时间增长。
支持高分辨率输入信号
此拼接控制器处理功能强大，可处理2048x2048（雷达信号），4096x1536（高清晰地图）之类的极高分辨率信号，同时可支持用户自定义的信号。
而传统的工控插卡式拼接器无此功能。
内嵌矩阵支持更多的输入信号
此拼接控制器可内嵌VGA和VIDEO矩阵，矩阵规模视实际需要而定。
此拼接控制器的内嵌矩阵，可实现内部增强功能，增加可同时显示的信号数量，有利于提升整体显示质量。
这种结构方便了矩阵与控制器之间的联控，减少了信号传输的中间环节，极大提高了系统
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