無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示方法及裝置的製作方法

2023-08-06 08:58:16 1

專利名稱：無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子顯示技術，特別涉及一種高解析度大屏幕顯示方法和裝置。
背景技術：
人類70%以上的信息都是通過視覺得到，因此顯示技術在人們日常生活中具有極其廣 泛的用途。最常見的顯示方法是通過單一的顯示屏來顯示畫面，例如CRT、 LCD等，但這 些顯示屏受器件、工藝、成本等限制，難以做得很大，解析度也有限，因此無法用於一些 需要顯示大畫面圖象或視頻的場合，例如演示廳、會場等。 一種常用的大屏幕顯示方法是 使用投影技術，向白牆或布幕投射需要顯示的畫面。這種方法的優點是使用方便，可以顯 示很大的畫面，並且畫面的大小也可以通過投影的距離來調節，但是具有解析度不夠高， 投影儀和顯示幕牆之間不能有遮擋物、只能顯示方形屏幕等缺點，實際使用起來有許多限 制。另一種常用的大屏幕顯示方法是使用電視幕牆，即將多個CRT或LCD等顯示屏拼在 一起，共同顯示一個畫面。這種方法優點是顯示解析度比投影高，不會受遮擋物的限制， 但其缺點也很明顯，即每個顯示屏需要一條視頻線與信號源連接，由於連線的限制，其安 裝和移動非常麻煩， 一般只能用在一些顯示位置固定、可以預先布線的場合，例如監控室 等。此外，還有LED大屏幕顯示技術，但只能顯示低解析度圖形，且存在安裝不方便、顯 示形狀難以改變等缺點。

發明內容
本發明的目的在於克服現有大屏幕顯示技術存在的上述缺點，提供了一種無線超寬帶 組合式高解析度大屏幕顯示方法及裝置，利用圖象處理及超寬帶(Ultra Wide Band, UWB) 無線傳輸技術，由多個高清晰的無線顯示屏組合成顯示形狀可變的大屏幕進行顯示，具有 屏幕形狀可變、極高的顯示解析度、安裝移動方便等突出的優點，廣泛適用於演示、廣告、 監控、多媒體教學等方面。
如圖l所示，本發明提供的無線超寬帶組合式超高解析度大屏幕顯示方法如下
(1) 將多個顯示屏組合成所需形狀的大顯示屏幕，並根據各顯示屏的大小、形狀和空 間位置確定相應的原始視頻畫面切分方案，記錄各子畫面與顯示屏之間的對應關係；
(2) 對視頻源的視頻畫面按步驟(1)確定的切分方案切分為多個子畫面；
(3) 將步驟(2)得到的各個子畫面的視頻數據用超寬帶無線傳輸方式按步驟(1)確
定的子畫面與顯示屏的對應關係向相應的顯示屏進行發送；
(4)顯示屏接收到待顯示的子畫面數據後，轉換為適合該顯示屏顯示的視頻信號並顯 示，所有顯示屏的顯示共同構成與視頻源對應的畫面。
如圖2所示，本發明提供的無線超寬帶組合式超高解析度大屏幕顯示裝置包括發送端 和接收端，發送端由順次連接的視頻源201、發送端控制和圖象處理模塊202、發送端超寬 帶無線傳輸模塊203構成，其中視頻源201提供需顯示的視頻信號；發送端超寬帶無線傳 輸模塊203實現發送端與接收端各個顯示屏之間的無線通信和圖象傳輸；發送端控制和圖 象處理模塊202將原始視頻畫面切分為與各顯示屏對應的子畫面，並控制發送端超寬帶無 線傳輸模塊203與接收端進行無線通信和圖象傳輸。接收端由顯示屏206及與各顯示屏順 次連接的接收端控制和圖象處理模塊205和接收端超寬帶無線傳輸模塊204構成，其中接 收端超寬帶無線傳輸模塊204完成相應顯示屏與發送端之間的無線通信和圖象傳輸；接收 端控制和圖象處理模塊205控制接收端超寬帶無線傳輸模塊204與發送端進行無線通信和 圖象傳輸，並對接收端超寬帶無線傳輸模塊204傳送過來的圖象進行處理後傳送給顯示屏 206進行顯示。顯示屏206顯示圖象處理模塊205傳送過來的圖象，多個顯示屏的顯示共 同構成與視頻源對應的畫面。
上述發送端控制和圖象處理模塊202可以對原始視頻子畫面進行信源和/或信道編碼， 接收端控制和圖象處理模塊205可對接收到的視頻信號進行信源和/或信道解碼。當原始視 頻子畫面的碼率小於發送端超寬帶無線傳輸模塊203提供的用於傳輸該子畫面的傳輸速率 時，也可以不進行信源和/或信道編碼直接進行數據的傳輸。 與現有技術相比，本發明具有以下優點
(1) 容易安裝、移動。顯示屏與信號源不再需要連線，同時由於大屏幕採用多顯示屏 拼接的方式，因此在大屏幕的安裝、移動的時候既無需處理大量的連線，又可以將大的屏 幕拆成小的顯示屏分別進行，特別適用於那些需要臨時搭建顯示屏幕的場合。
(2) 容易將不同類型的顯示器組合，按需設置顯示屏幕的形狀與大小。以往的顯示屏 幕由於需要大量的連線以及固定安裝，基本上都是以相同類型的方形顯示器為主。本發明 顯示屏與信號源不再需要連線，因而可以方便地採用類型、大小、形狀甚至解析度均不同 的多個顯示屏組合顯示的形式，例如可以組合採用不同大小的LCD、等離子體及CRT顯示 屏拼接成環形、橢圓形等，特別適用於演示、廣告等要求顯示靈活多變的場合使用。
(3) 可以更有效地顯示極高解析度的畫面。本發明使用的超寬帶無線傳輸技術能在 3.1GHz到10.6GHz頻率之間提供最高達到480Mbps數據傳輸速率，可以更有效地顯示超
高解析度的畫面，比現有的其它無線傳輸技術的效率高1-3個數量級(例如，藍牙1.1最高 數據傳輸速率為lMbps， WiFi為54Mbps， WiMax為下行32Mbps、上行4Mbps)，可以滿 足至少一路高清晰度的數字視頻信息傳送的要求，配上高清晰度的顯示屏，則可以顯示分 辨率極高的圖象，例如，用4個1280*1024解析度的顯示器進行組合顯示，則可以顯示最 高達到5120*4096像素的高解析度圖象。


圖1為本發明提供的無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示方法流程圖。 圖2為本發明提供的無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示裝置結構示意圖。 圖3為本發明實施例硬體結構示意圖。 圖4為多個顯示屏組合成類似菱形顯示屏幕的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明。圖中的n為自然數，可根據不 同情況確定。本發明的一個較優實施例硬體結構如圖3所示，包括發送端和接收端。發送 端由視頻源301、嵌入式處理器302、控制面板303、超寬帶無線傳輸模塊304共同構成， 視頻源301、嵌入式處理器302和超寬帶無線傳輸模塊304順次連接，控制面板303與嵌 入式處理器302連接。其中，視頻源301提供需要顯示的視頻信號，可以是DVD、電視信 號或計算機的視頻輸出等。嵌入式處理器302、控制面板303和超寬帶無線傳輸模塊304 集成為一個控制臺，外部視頻源通過視頻輸入接口與嵌入式處理器302連接。嵌入式處理 器302用以實現發送端控制和圖象處理模塊202，在本實施例中主要完成以下功能1、根 據各顯示屏的大小、形狀和空間位置，將原始視頻畫面切分為與各顯示屏對應的子畫面， 並根據實際需要對切分後的圖象進行必要的處理，例如信源編碼和/或信道編碼等；2、控 制超寬帶無線傳輸模塊與接收端的各顯示屏進行無線通信和圖象傳輸；3、提供用戶操作界 面，接收控制面板的輸入並處理，並將當前狀態在控制面板上進行顯示。嵌入式處理器302 可以採用DSP、 MCU等來實現。控制面板303由LCD顯示屏、鍵盤、滑鼠或觸控螢幕等共 同構成，用以輸入命令和顯示狀態。超寬帶無線傳輸模塊304用以實現發送端超寬帶無線 傳輸模塊203，完成發送端與接收端各個顯示屏之間的無線通信和圖象傳輸，根據需顯示 視頻的碼率和同時支持的顯示屏個數多少，由單套或並行多套的UWB晶片305構成，UWB 晶片305用以實現超寬帶傳輸的物理層和MAC層，提供物理的傳輸規範以及衝突處理等 傳輸協議，保證上層信息的正確傳輸，可以用Alereon公司的AL4100和AL4300等晶片來 實現。本實施例中，超寬帶無線傳輸模塊304共採用9套UWB晶片，每套UWB晶片至少
可以完成一路視頻信號的傳輸，可支持9個以上顯示屏的視頻信號傳輸。
接收端由多個顯示屏308及與其順次連接的嵌入式處理器307、 UWB晶片306共同構 成，嵌入式處理器307、 UWB晶片306與顯示屏308設計成一體結構。其中UWB晶片306 用以實現接收端超寬帶無線傳輸模塊204，完成相應顯示屏與發送端的無線通信和圖象傳 輸，可以採用Alereon公司的AL4100和AL4300等晶片來實現；嵌入式處理器307用來實 現接收端控制和圖象處理模塊205，控制UWB晶片306與發送端進行無線通信和圖象傳輸， 並對UWB晶片306傳送過來的圖象進行處理，使其適合在該顯示屏上顯示，可以用DSP、 MCU等來實現；顯示屏308顯示嵌入式處理器307傳送過來的畫面，多個顯示屏的顯示組 合成與視頻源對應的畫面，可以根據需要採用一種或多種特性不同的顯示屏來實現，例如， 可以採用類型、大小、形狀、解析度不同的LCD、等離子體及CRT等顯示屏進行組合。
實施例在使用時，由多個顯示屏組合成一個大的顯示屏幕進行顯示，調整顯示屏的組 合關係可以得到各種形狀的顯示屏幕，由於使用了超寬帶無線傳輸技術，有足夠的傳輸速 率傳送視頻信息，因此本發明可以顯示很高解析度的畫面，同時由於顯示屏和發送端無需 有線連接，因此安裝簡單，使用完畢後可以將個顯示屏分別拆卸搬運，非常適合演示等需 要臨時搭建顯示屏幕的場合。具體來說，實施例採用了以下方法實現組合式超高解析度的
大屏幕顯示
1、首先根據需要顯示的屏幕的形狀，選擇合適尺寸和形狀的顯示屏，將其拼接成所需
要的形狀，用於組合的顯示屏可以具有相同或不同的特性，例如，圖4中採用了9個大小 不同的顯示屏401、 402、 403、 404、 405、 406、 407、 408、 409拼接成類似菱形的屏幕， 顯示屏可以都採用LCD顯示屏、CRT顯示屏或等離子顯示屏，也可以部分採用CRT顯示 屏、部分採用LCD顯示屏或離子顯示屏，各個顯示屏可以具有相同或不同的解析度。拼接 過程中，顯示屏定可以採用支架或掛牆等方式進行固定。
對應地，根據拼接好的各顯示屏大小、形狀和空間位置，對原始視頻畫面確定相應的 切分方案，切分的原則是能使切分後的各子畫面大小和形狀與相應顯示屏的大小和形狀成 比例關係，從而保證各顯示屏顯示出來的子畫面能構成與視頻源對應的畫面。切分方案確 定後，記錄下每個子畫面與相應的顯示屏之間的對應關係。切分方案的確定可以採用多種 方法，本實施例中，釆用以下步驟來確定原始視頻畫面的切分方案
(1) 在顯示屏組合完畢後，發送端與接收端都處在工作狀態下，發送端的嵌入式處 理器302控制超寬帶無線傳輸模塊304向接收端的所有顯示屏發送"詢問"消息。
(2) 各顯示屏的UWB晶片306接收到發送端的"詢問"消息後，將其傳送至接收
端的嵌入式處理器307，嵌入式處理器307控制UWB晶片306向發送端發送本顯示屏的大 小、解析度、形狀等參數。
(3) 根據顯示屏的大小和形狀，在發送端的嵌入式處理器302中生成各顯示屏的模 型，並通過控制面板303上的LCD顯示屏顯示出來，例如常用的顯示屏為方形，則可以用 適當比例的方形作為該顯示屏的模型。用戶在控制面板的顯示屏上指定區域，通過滑鼠和 鍵盤將各個接收端顯示屏的模型按其空間排列次序拼接成需顯示畫面的形狀，並通過發送 調試信號等方式確定所有模型與顯示屏的對應關係。
(4) 將與顯示屏模型相對應的視頻子畫面與顯示屏關聯，並記錄下對應關係。例如 可以如圖4所示的方式對視頻子畫面進行編號，並建立一張表，分別記錄視頻子畫面的編 號及與其對應的顯示屏標識。顯示屏標識可以採用與其連接的UWB模塊的MAC地址、IP 地址等來唯一確定。
2、 確定切割方案以及子畫面與顯示屏之間的對應關係後，系統即可以開始工作。此時 從視頻源301輸入嵌入式處理器302的視頻信號，如果是經編碼後的視頻，則嵌入式處理 器302首先對其進行解碼，然後根據確定好的切分方案，將原始畫面切分為各個顯示屏所 需播放的子畫面，並根據子畫面的碼率、當前無線連接的速率等因素，選擇不進行信源和/ 或信道編碼直接送至超寬帶無線傳輸模塊304，或者進行適當的信源和/或信道編碼，再將 編碼後的視頻信號送至超寬帶無線傳輸模塊304。信源編碼可以採用多種成熟的圖象或視 頻壓縮算法，例如MEPG等，信道編碼可以採用線性分組碼、巻積碼等多種方式。
3、 超寬帶無線傳輸模塊304接收到各個子畫面的視頻數據後，向相應的顯示屏進行發 送。本實施例中，發送端的嵌入式處理器302完成子畫面的切分和視頻數據處理後，按子 畫面的編碼順序依次將其數據送至當前空閒的UWB晶片305向目標顯示屏發送。
4、 接收端中，與每個顯示屏308連接的UWB晶片306接收到視頻數據後，將其傳送 至嵌入式處理器307。在嵌入式處理器307中，對接收到的視頻信號進行必要的處理，例 如對已進行信源和/或信道編碼的視頻信號進行解碼，當切分後圖象的大小和解析度與該顯 示屏不同時，對圖象進行重採樣等，轉換為適合本顯示屏顯示的視頻信號，再送至顯示屏 308進行顯示。多個顯示屏分別顯示所需畫面的一部分，共同構成與視頻源對應的畫面。
本發明的另一實施例中，發送端的控制和圖象處理模塊202採用微型計算機來實現， 視頻源可以是與計算機相應接口連接的DVD、 VCD、網絡視頻源等，也可以是計算機內部 產生或存儲的視頻數據。發送端超寬帶無線傳輸模塊203設計為計算機的插卡形式。
權利要求
1、無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示方法其特徵在於包括如下步驟(1)將多個顯示屏組合成所需形狀的大顯示屏幕，並根據各顯示屏的大小、形狀和空間位置確定相應的原始視頻畫面切分方案，記錄各子畫面與顯示屏之間的對應關係；(2)對視頻源的視頻畫面按步驟(1)確定的切分方案切分為多個子畫面；(3)將步驟(2)得到的各個子畫面的視頻數據用超寬帶無線傳輸方式按步驟(1)確定的子畫面與顯示屏的對應關係向相應的顯示屏進行發送；(4)顯示屏接收到待顯示的子畫面數據後，轉換為適合該顯示屏顯示的視頻信號並顯示，所有顯示屏的顯示共同構成與視頻源對應的畫面。
2、 實現權利要求1所述方法的裝置，包括發送端和接收端，其特徵在於 發送端由順次連接的視頻源(201)、發送端控制和圖象處理模塊(202)、發送端超寬帶無線傳輸模塊(203)構成，其中視頻源(201)提供需顯示的視頻信號；發送端超寬帶 無線傳輸模塊(203)實現發送端與接收端各個顯示屏之間的無線通信和圖象傳輸；發送端 控制和圖象處理模塊(202)將原始視頻畫面切分為與各顯示屏對應的子畫面，並控制發送 端超寬帶無線傳輸模塊(203)與接收端進行無線通信和圖象傳輸；接收端由若干個顯示屏(206)及若干個分別與各顯示屏(206)順次連接的接收端控 制和圖象處理模塊(205)和接收端超寬帶無線傳輸模塊(204)構成，其中接收端超寬帶 無線傳輸模塊(204)完成相應顯示屏與發送端之間的無線通信和圖象傳輸；接收端控制和 圖象處理模塊(205)控制接收端超寬帶無線傳輸模塊(204)與發送端進行無線通信和圖 象傳輸，並對接收端超寬帶無線傳輸模塊(204)傳送過來的圖象進行處理後傳送給顯示屏 (206)進行顯示。
3、 根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於所述的顯示屏為LCD顯示屏、CRT顯示 屏或等離子顯示屏。
全文摘要
本發明公開了一種無線超寬帶組合式高解析度大屏幕顯示方法及裝置，其方法主要將多個顯示屏組合成所需形狀的大顯示屏幕；根據各顯示屏的大小、形狀和空間位置將視頻源畫面切分為多個子畫面；再將各個子畫面的視頻數據用超寬帶無線傳輸方式向相應的顯示屏進行發送；各顯示屏接收子畫面視頻數據並經轉換後顯示，構成與視頻源相對應的畫面。其裝置包括發送端，由順次連接的視頻源、發送端控制和圖象處理模塊、發送端超寬帶無線傳輸模塊構成；接收端，由多個顯示屏及與各顯示屏順次連接的接收端控制和圖象處理模塊和接收端超寬帶無線傳輸模塊構成。本發明具有屏幕形狀可變、極高的顯示解析度、安裝移動方便等優點，適用於演示、廣告、監控等方面。
文檔編號H04N7/24GK101184217SQ20071003253
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者丁泉龍, 軍 張, 崗 韋 申請人:華南理工大學