[发明专利]一种基于网络视频节点的分布式拼接控制显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理及显示技术，尤其是涉及一种基于网络视频节点的分布式拼接控制显示系统。

背景技术

随着图像处理和显示技术的日益进步，人们对大屏幕显示的视觉效果要求越来越高，拼接显示技术也便应运而生。这种技术主要通过拼接控制器将视频图像数据进行采集、处理和输出，从而实现将多个显示设备作为一个整体进行视频图像的显示，使得屏幕显示的有效面积成倍增加。

现有的拼接控制器按照设计架构可以分为两类：工控机架构和嵌入式箱体架构。工控机架构的控制器即基于X86架构的计算机，视频图像的采集和输出分别由采集卡和显卡完成，主要的图像处理运算则通过软件在内存或显存中进行，通过主板总线进行数据传输；嵌入式箱体架构的控制器则采用纯硬件的运算方式，图像数据处理由嵌入式芯片完成，通过背板进行数据的交换和传输。

两种架构具体处理流程相似：拼接控制器的数据采集端对信号源的图像信息进行采样、编码，经系统总线或背板总线将数据传输至处理器内存，再根据显示策略的控制信号对信号进行缩放、分割和拼接等处理，而后将要显示的图像传输至输出显示端的DVI芯片，最终通过对应的显示接口输出在各个拼接显示单元上。

这两类拼接控制器的共同特点是，视频数据通过系统总线进行传输，并统一进行运算处理，因而必须采用集中式的机箱结构；这就导致了在使用过程中线缆连接的不便，数据传输距离受到了极大的制约(一般为20米左右)，而系统的扩展性也严重受限。而且由于集中式设备内部结构复杂，故障率相对较高且不易排查，其在稳定性上的缺陷同样十分明显。

另外在实际应用中，有时希望将整个大屏图像抓取下来，并在本地显示器上做回显监控。传统拼接控制器采用的处理方式是“伪回显”，即在采集端将图像数据进行复制备份，并在大屏显示的同时传输备份数据到本地显示器；这种做法一方面加重了系统采集端的运算负荷，另一方面严重占用了系统传输带宽。这种实现方式也是传统控制器的集中式架构决定的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种扩展性和稳定性高、具有大屏回显监控功能的基于网络视频节点的分布式拼接控制显示系统，该系统利用分布式的节点设备对视频图像进行采集和处理，并构建高速以太网实现数据传输，从而有效解决以往集中式设备传输距离有限、扩展性差和稳定性低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于网络视频节点的分布式拼接控制显示系统，该系统与输入信号源连接，该系统通过将嵌入式网络视频节点与网络交换设备互联，构建星形以太网进行视频图像数据的传输和拼接显示，所述的系统包括输入节点、控制主机、网络交换设备、输出节点和拼接显示设备，所述的输入节点通过视频线缆与输入信号源连接，所述的网络交换设备分别通过网线连接输入节点、控制主机和输出节点，所述的输出节点通过视频线缆与拼接显示设备连接；

输入节点采集对应输入信号源的视频图像数据，根据控制主机发送的拼接控制策略对视频图像数据进行分块、编码打包处理，并将处理后的视频图像数据通过网络交换设备寻址分发到相应的输出节点，输出节点对视频图像数据进行解码处理后传输给拼接显示设备进行拼接显示。

所述的输入节点和输出节点均设有多个。

所述的输入节点包括依次连接的图像采集模块、输入数据处理模块和网络编码模块，所述的图像采集模块与输入信号源连接，所述的网络编码模块与网络交换设备连接；

图像采集模块从对应的输入信号源采集视频图像数据，输入数据处理模块根据控制主机的拼接控制策略对采集的视频图像数据进行图像缩小处理，并将视频图像数据分块后传输给网络编码模块进行编码压缩打包。

每个输入节点中设有多个所述网络编码模块，所述的输入数据处理模块为嵌入式芯片。

所述的输出节点包括依次连接的网络解码模块、输出数据处理模块和图像显示模块，所述的网络解码模块与网络交换设备连接，所述的图像显示模块与拼接显示设备连接；

网络解码模块通过网络交换设备获取并解码视频图像数据后，传输给输出数据处理模块进行图像放大处理，图像显示模块将最终的视频图像数据输出给拼接显示设备进行显示。

每个输出节点中设有多个所述网络解码模块，所述的输出数据处理模块为嵌入式芯片。

每个输入节点和输出节点均设有独有的网络地址，视频图像数据分块编码打包后根据相应的网络地址进行传输分发。

所述的拼接显示设备由多个拼接显示单元组成，各拼接显示单元分别连接一个输出节点。