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广播电视数字化智能监控研究

我台于2015年对机房监控系统进行了全面的升级改造,这套广播电视数字化智能监测监控系统主要可划分为三个组成部分,即信号处理单元、机房监控处理单元和显示处理单元。系统组成框图如图1所示。本文主要介绍广播电视数字化智能监测/监控平台中显示处理单元的设计思路及功能特点。

1显示单元设计要求

显示单元是广播电视数字化智能监测/监控平台中较为重要的组成部分,显示单元将机房内所有设备的运行情况,广播信号和电视信号的传输和发射情况,以及机房安防监控情况直接呈现给工作人员。在设计上要满足以下几点要求:(1)显示单元采用的设备要具有系统化,模块化特点,便于后期某个设备出现故障时可以很方便的进行维修和更换。(2)电源系统稳定可靠,可以满足24小时不间断供电,以确保全时段显示监控内容。(3)液晶屏要采用亮度高,分辨率高,可视角度大等高指标的液晶显示屏。(4)主监控屏中的各屏幕显示内容要布局合理,便于设备间的信号走线。

2显示单元监控屏布局分布

整个大屏幕电视墙由18块液晶屏组成,排成三行六列。根据显示内容的不同,设为3个显示区域,其分布图如图2所示。

3显示单元的设计方案

显示处理单元主要由高清电视分屏器、屏幕拼接控制器和液晶显示屏三个器件组成,其组成方框图如图3所示。由图3可见,本单元共采用了2个高清电视分屏器、12只屏幕拼接控制器和12块液晶显示屏。信号源先输入到大屏幕分配器,再进入到屏幕拼接器中,然后由屏幕拼接器输送到液晶屏上显示出来。根据不同需求可以调整不同的显示模式,每块液晶屏可以单独显示1套电视节目,利用分割技术也可以同时显示多套电视节目。利用拼接技术也可以将12块液晶屏拼成一整块液晶屏来显示一套电视节目。

4显示单元的设备介绍

4.1高清电视分屏器。分屏器的作用就是将一路输入变成多路输出。采用两只1分8的分屏器串连的方式,最多可有15个输出端,只使用其中的12个。1×8HDMI分配器可将1路高清信号源转换成8路高清输出信号,然后分别接到8块显示屏上。支持一路输入多路输出,同一信号源可以多路同时输出;可实现视频信号,VGA信号等多种信号源的定义、管理、选择调用和切换显示,可以设定,存储和管理;可实现画面自动显示大屏幕管理软件为全中文界面,方便维护、备份等系统管理。4.2屏幕拼接器。拼接器的作用是根据屏幕的显示需要,在软件系统的控制下,完成对输入信号的拼接作用,从而实现多个液晶屏的拼接显示。屏幕拼接器支持HDMI输入,AV输入,VGA输入,DVI等输入,具有全数字处理单元,支持高清1920*1080分辨率,采用RS232接口控制,可以实现VGA、复合视频、YPBPR/YCBCR、HDMI信号的输入,可以根据自身需求对信号和显示画面进行多种操作,比如将电视墙所有液晶屏拼接成全屏显示或者按照显示区域的不同分别显示不同的图像,还可以将图像拉伸和叠加显示。4.3液晶显示屏。液晶屏具有极高的可靠性和稳定性,以保证系统稳定可靠地运行。该产品具有以下技术特点:(1)液晶显示屏使用寿命长,后期的维护成本低。液晶屏采用背光源的使用寿命可以达到50000小时以上。可一天24小时一年365天连续工作。(2)可视角度大。液晶屏的视角达到双178度以上,基本达到了绝对视角的效果。(3)显示屏超薄轻巧。液晶屏不仅薄而且重量轻,使安装施工更方便,后期维护成本更低。(4)能耗小,散热量低。监控液晶屏需要24小时不间断处于工作状态,所以能耗指标和散热量大小是需要考虑的重点指标,我们采用的40寸液晶屏功耗只有150W左右。4.4图像处理器。智能型图像控制器采用独特的图像数字引擎,对复合视频信号的处理无任何压缩、衰减,能输出实时的高清晰的视频信号,图像带宽高达500MHZ,急速响应时间快,采用LVDS差分传送技术,抗干扰能力强,该控制器的系统适应能力非常强,兼容性好,是大屏幕拼接的神经中枢的首选。

5显示单元功能特点

显示处理单元主要完成对图像的分配、拼接和显示等处理,根据显示模式的不同,在大屏幕液晶监视墙上进行各种拼接或分割画面的显示变换,视音频信号出现异常时可以即时显示信号异常状态,提示值班人员进行故障处理。针对目前市面上液晶拼接产品普遍存在的缺点,特别定制采用原装液晶拼接面板,高度集成并外置了高速图像处理及控制技术,支持高速处理多路视频信号。显示处理单元采用的液晶显示屏的可视角度为178度,实现任意角度都可以观看。高亮度,高分辨率,液晶屏具有高对比度,高亮度的特点。分辨率超过高清视频标准,显示画面稳定不闪烁。更柔和的色彩饱和度,可以自动对静止画面和动态画面进行色彩校准,使显示画面精度更高,图像更稳定。广播电视数字化智能监测/监控平台的显示处理单元使用了先进的硬件拼接技术将18块液晶屏拼接成一个大显示屏幕,显示屏采用原装液晶拼接面板,高度集成并外置了先进、高速图像处理及控制技术,实现了多路高速视频信号的统一处理。它将目前高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示嵌入式硬件拼接技术、信号切换技术等合为一体,形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、高寿命,集成先进的标准模块化的液晶拼接幕墙显示系统,满足了我台对监控系统中显示处理单元提出的相关技术要求。

参考文献

[1]罗小成.南昌广电数字电视监测系统分析与设计[D].南昌:南昌大学,2014.

[2]苏少杰.微波总站信号中心传媒大厦信号处理平台系统简介[J].数字传媒研究,2015,32(1):36-38.

[3]刘汉武.基于IP的嵌入式广播电视信号监测设备设计与实现[J].广播与电视技术,2011,38(09):124+126-12.

作者:翟振华 单位:辽宁省广播电视传输发射中心技术部

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