拼屏系统及其控制方法

专利名称：拼屏系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于拼接屏显示技术领域，特别涉及一种拼屏系统及其控制方法。
背景技术：
中国专利号为200810026939. X的多屏拼接方法及装置，该多屏拼接装置包括成像模块、 控制模块和图像分割拼接模块，控制模块用于根据拼接后的总分辨率与GPU的图像输出口的 带宽标准调整GPU的输出刷新率，让GPU的输出分辨率符合拼接总分辨率的要求，图像分割 拼接模块分割视频数据以及在控制模块的标准像素时钟的同步下实现标准的拼接输出。它能 够提高GPU的输出分辨率，实现高分辨率的多屏拼接。但是该装置是一个基于计算机的系统， 具有成本较高，启动速度较慢，稳定性也不高的缺点。
而中国专利号为200710042286. X的所描述的LCD大屏幕中拼接电路模块及其控制方法， 它是一个总线式的系统， 一旦系统有一个图像处理单元出现问题，会影响到连接到它后级的 图像处理单元。
此外，在现有的拼屏系统中，由于受限于单个计算机性能的限制，无法进行图像效果增 强。其图像效果差强人意，拼屏系统中的单个显示单元的图像质量远不如普通的单机中的单 个显示屏的图像质量。
此外，现有的拼屏系统中，由于控制模块需要控制视频处理模块，所以需要建立两者之 间的控制通道。通常视频处理模块具有I2C控制接口，是用来接受外部控制的接口。在初始 设计中，控制模块是通过I2C控制视频处理模块的，但是在调试过程中发现由于I2C总线上 挂载着多个设备，所以当I2C总线上的某个其他设备出现问题时，整条I2C总线处于不能正 常工作的状态，导致此时控制模块不能控制视频处理模块，系统不能正常工作。
此外，现有的拼屏系统的机械结构中，还存在这些缺陷首先，每个显示单元的显示屏 同时通过螺丝紧固在横架和竖架上，螺丝打洞处理容易对屏幕造成损坏，使用中，若某个显 示屏出现故障，需要将整个机架卸下，才能再拆卸某个显示屏，导致显示屏维护替换非常麻 烦；其次，考虑到拼接显示设备的表面平整度和美观度，通常会在显示屏前安装一块大玻璃 面板，而使用螺丝紧固容易损坏玻璃面板和显示屏，透过玻璃面板也可以看到显示屏与显示 屏间的缝隙，仍影响美观度。如何提供一种拼屏系统，以克服这些缺陷，亦成为本领域技术 人员需要解决的技术问题之一。

发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种启动速度快、稳定性好、开发简单的拼屏系统。 本发明的另一目的在于，提供一种能够进行图像效果增强的拼屏系统。 本发明的再一目的在于，提供一种工作的稳定、流畅的拼屏系统。
本发明的再一目的在于，提供一种固定显示屏和玻璃面板时不易造成损坏、维修替换方 便的拼屏系统。
一种拼屏系统，包括多个拼接的显示单元、视频分配器和控制接口，每一显示单元包 括显示屏与视频处理板，所述显示屏与视频处理板之间通过显示接口相连，所述视频处理板 与所述控制接口相连接。
进一步地，所述视频处理板包括通过通讯接口相连接的视频处理模块和控制模块，所述 视频处理模块通过显示接口与所述显示屏相连接，所述视频处理模块和控制模块之间通过
UART接口和12C接口连接。
进一步地，所述视频处理模块包括通过控制总线和数据总线相连接的如下单元
数字输入处理单元，用于提供数字视频数据输入接口； 模拟输入处理单元，用于模拟视频数据输入接口； 视频处理缓冲区，用于缓冲输入的数字视频数据；
视频处理单元，用于从所述视频处理缓冲区中读取并处理输入的数字视频数据并输出 输出控制单元，通过显示接口与所述显示屏相连接，用于对视频处理单元输入的视频数 据进行控制并输出至对应的显示屏显示；
12C控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的12C接口； UART控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的UART接口 。
进一步地，所述数字输入处理单元的数字视频数据输入接口为HDMI或DVI接口，所述模 拟输入处理单元的模拟视频数据输入接口为VGA、 S-VIDEO接口。
进一步地，所述每一所述视频处理板的控制模块通过RS485接口与所述控制接口相连接。
进一步地，所述视频处理单元中设有视频增强模块，所述视频增强模块包括连接于所述 数据总线和控制总线上的以下模块中的多个或全部
三维去隔行模块、自适应动态降噪模块、非线性图像锐化模块、图像色彩增强模块、基 于图像内容的动态对比度调整模块、基于图像内容的动态亮度调整模块。
进一步地，还包括机壳、机架、玻璃面板，所述机架由数根竖架和数根横架组成，所述竖架固定于机壳上，每根竖架上固定有数根横架，每根横架上和每个显示屏背面均固定有相 互配合的搭扣，所述显示屏通过所述搭扣固定连接在所述横架上，所述玻璃面板通过双面胶 带固定连接于所述机壳上。
进一步地，每两根所述竖架构成一列，每个显示屏背面有两条横向搭扣，并与两个横架 相固定连接，所述搭扣包括基底和设于所述基底上的至少两排扣件，所述扣件呈蘑菇状且包 括柱身和柱头，相邻扣件的柱头间距小于每个扣件的柱头宽度，所述玻璃面板表面在对应各 显示屏的边缘位置处设有烤漆带。
本发明还提供一种拼屏系统控制方法，采用上述的拼屏系统，包括以下步骤-
1) 各显示单元的视频处理板的控制模块从控制接口获得命令；
2) 所述控制模块向通过I2C总线向视频处理模块发送该命令；
3) 所述视频处理模块将命令执行结果信息至所述控制模块；
4) 所述控制模块根据命令执行结果信息判断该命令是否执行成功，如果成功则结束，否 则执行步骤5);
5) 使用UART总线向所述视频处理模块发送该命令。
进一步地，在所述步骤5)之后，当所述UART总线发送的该命令执行成功后，切换回I2C 总线控制，当获得新命令时，转至步骤2)。 本发明具有以下优点
1、 采用本发明提供的拼屏系统，其具有启动速度快、稳定性好、开发简单、处理单元不 会互相影响的优点。
2、 图像的处理分别由各个视频处理板完成，通过有效地进行图像效果的增强。
3、 采用UART接口和lt接口这种双接口的方式，保证拼屏系统工作的稳定和流畅。
4、 这种显示屏固定结构，具有不易造成损坏、维修替换方便的优点。 以下结合附图及实施例进一步说明本发明。


图1为本发明拼屏系统实施例框图2为本发明实施例中视频处理板结构框图3为本发明实施例中视频处理模块的内部框图4为本发明拼屏系统控制方法实施例流程图5为本发明拼屏系统中机壳机架的结构示意6图6为图5结构中装上显示屏后的示意图7为图6结构中装上玻璃面板后的示意图8为本发明拼接系统中显示屏与横架的连接结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示， 一种拼屏系统，包括多个拼接的显示单元、视频分配器和控制接口，每一 显示单元包括显示屏与视频处理板，其中所述显示屏与视频处理板之间通过显示接口相连。
如图2所示，所述视频处理板包括视频处理模块(可采用ASIC芯片)和控制模块(可采 用ARM芯片)，所述视频处理模块和控制模块之间通过UART接口和I2C接口连接。所述通过 UART接口和I2C接口这种双接口的方式，保证拼屏系统工作的稳定和流畅。
其中，所述每一所述视频处理板的控制模块通过RS485接口与所述控制接口相连接。 所述视频处理板通过所述控制接口输入的控制信号进行视频控制。该控制信号包括设定 对应的视频处理板需要处理的视频数据。例如，以3X3为例，通过设定每一个视频处理板对 应的显示屏需要显示的内容，该视频处理板只需处理对应于该显示屏位置处的视频图像数据 即可。例如通过所述控制接口设定左上角的显示单元显示位于左上角的九分之一的视频图像， 该左上角的显示单元的视频处理板只需处理对应的视频数据即可。这样即使是处理高分辨率 的视频数据也能够流畅处理，并且还可以在对应的视频数据分辨率小于显示单元的显示屏的 分辨率时，通过视频处理模块的插值计算，以增强图像的显示效果。这种对视频数据进行分 配设定后进行单独处理的方式，在处理高分辨率的视频数据时，无需借助高性能的图像处理 单元就能很好的完成图像的拼屏显示，其具有成本低、启动速度快、稳定性高、开发简单、 视频效果好、处理单元不会互相影响等优点。
如图3所示，所述视频处理模块包括通过控制总线和数据总线相连接的如下单元 数字输入处理单元，用于提供数字视频数据输入接口，如HDMI、 DVI接口等； 模拟输入处理单元，用于模拟视频数据输入接口，如VGA、 CVBS (Composite Video Broadcast Signal复合视频广播信号)、S-VIDEO接口等。 视频处理缓冲区，用于缓冲输入的数字视频数据；
视IS处理单元，用于从所述视频处理缓冲区中读取并处理输入的数字视频数据并输出； 输出控制单元，用于对视频处理单元输入的视频数据进行控制并输出至对应的显示屏显 示，本实施例中采用LVDS输出控制单元。
12C控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的I2C接口，用于I2C信号控制。UART控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的UART接口 ，用于UART信号控制。
其中，所述视频处理单元中设有视频增强模块。所述视频增强模块包括连接于所述数据 总线和控制总线上的以下模块中的多个或全部-
三维去隔行模块、自适应动态降噪模块、非线性图像锐化模块、图像色彩增强模块、基 于图像内容的动态对比度调整模块、基于图像内容的动态亮度调整模块。
如图4所示， 一种拼屏系统控制方法，采用上述拼屏系统，包括以下步骤
1) 各显示单元的视频处理板的控制模块从控制接口获得命令；该命令可以由于用户通过 连接在控制接口上的控制终端输入，该命令可以是用于设定显示单元显示图像的内容、对图 像显示效果进行调整、增强显示效果等；
2) 所述控制模块向通过12C总线向视频处理模块发送该命令；
3) 所述视频处理模块将命令执行结果信息至所述控制模块；
4) 所述控制模块根据命令执行结果信息判断该命令是否执行成功，如果成功则结束，否 则执行步骤5);
5) 使用UART总线向所述视频处理模块发送该命令。
其中，在所述步骤5)之后，当所述UART总线发送的该命令执行成功后，切换回I2C总 线控制。当获得新命令时，转至步骤2)。由于所述视频处理模块的UART控制接口原先并不用 作接收数据，所以当所述控制模块使用UART接口向视频处理模块发送控制信息时会使得视频 处理模块的处理速度略微受到影响，因此在I2C接口工作正常后，将控制方式改回I2C接口。
该拼屏系统控制方法的优点是，当系统的I2C总线工作不正常时，通过UART总线完成原
有I2C总线的工作，使得系统不会停止对用户命令的响应；当I2C总线工作恢复正常时，又
自动切换回12C总线的控制方式，使得视频处理模块的处理不会受到影响。
图5至图7分别为本实施例中的拼屏系统的机壳机架的结构示意图、装上显示屏后的示
意图以及装上玻璃面板后的示意图。本实施例仍以3X 3个显示屏组成拼接系统为例进行说明，
但不以此为限，任何其他数量和排列方式的显示屏构成的拼屏系统也可以按照本实施例的结
构进行拼接，因此也包含在本发明的保护范围之内。
本实施例中，拼屏系统包括机壳11、机架12、九个显示屏13和玻璃面板14。如图5所
示，机架12由六根竖架121和十八根横架122组成，每两根竖架121构成一列，并在其上下
两端通过螺丝固定在机壳11上，每一列的两根竖架121上通过螺丝固定有六根横架122，每
两根横架122构成一组，供一个显示屏13固定。图6示出装上显示屏13后的示意图，虚线
表示竖架121和横架122。通过上述结构，每一列的两根竖架121单独地与机壳11连接，在
8某一个显示屏13发生故障后，只需单独拆卸下一列的两根竖架121，就可以更换显示屏13， 而无需将整个机架12拆开，便于显示屏13的维修替换。
其中，每根横架122上和每个显示屏13背面均固定有相互配合的搭扣17，显示屏13通 过搭扣17固定在横架122上。其中，该搭扣17为一种雌雄扣，较佳地，该雌雄扣进一步包 括基底171和设于基底171上的至少两排扣件172，请见图8，该扣件172呈蘑菇状，包括较 窄的柱身173和较宽的柱头174，相邻扣件柱头174的间距小于每个扣件柱头174的宽度，扣 件172的排列可以是两排构成一个搭扣组，扣件172的材料可以是具有一定弹性的塑料。这 样，在横架122上的搭扣17和显示屏13背面的搭扣17扣接之后，柱头174被嵌在两个扣件 172的柱身173中，并需要一定的拉力才能将柱头174拉出来，使两个搭扣17分离开，通过 上述结构，显示屏13可以牢牢地固定在横架122上，从而避免了使用螺丝打穿显示屏13固 定在机架上，致使显示屏造成损坏的情况发生。
本实施例中的玻璃面板14是通过双面胶带固定贴于机壳11上，只需要在玻璃面板14的 边框处粘贴即可，双面胶带可以采用3M公司的5952工业双面胶带，其他具有一定粘结力， 可以将玻璃面板14牢牢粘附在机壳11上的双面胶带均可用于本发明中，这样，就可以避免 使用螺丝打穿玻璃面板固定在机壳上，致使玻璃面板造成损坏的情况发生，也增加了玻璃面 板的表面平整度和美观性。
考虑到各个显示屏13之间可能存在的间隙，通过透明玻璃面板14也可以看到每个显示 屏13的边框，而对设备整体的外观造成的影响，本发明的玻璃面板14表面在对应各个显示 屏13的边缘位置经过烤漆处理，形成黑色或其他颜色的烤漆带141，请见图7中的斜线部分， 以遮盖显示屏13之间的间隙以及每个显示屏13的边框，增加了设备整体的美观性。
在另一个实施例中，拼接显示设备具有5X5共二十五个显示屏，机架中每一根竖架构成 一列，横架固定在一列的一根竖架上，每两根横架构成一组，供一个显示屏固定。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人 员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡 依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
9
权利要求
1、一种拼屏系统，其特征在于包括多个拼接的显示单元、视频分配器和控制接口，每一显示单元包括显示屏与视频处理板，所述显示屏与视频处理板之间通过显示接口相连，所述视频处理板与所述控制接口相连接。
2、 根据权利要求1所述的拼屏系统，其特征在于所述视频处理板包括通过通讯接口相 连接的视频处理模块和控制模块，所述视频处理模块通过显示接口与所述显示屏相连接，所述视频处理模块和控制模块之间通过UART接口和I2C接口连接。
3、 根据权利要求2所述的拼屏系统，其特征在于所述视频处理模块包括通过控制总线和数据总线相连接的如下单元数字输入处理单元，用于提供数字视频数据输入接口； 模拟输入处理单元，用于模拟视频数据输入接口； 视频处理缓冲区，用于缓冲输入的数字视频数据；视频处理单元，用于从所述视频处理缓冲区中读取并处理输入的数字视频数据并输出； 输出控制单元，通过显示接口与所述显示屏相连接，用于对视频处理单元输入的视频数 据进行控制并输出至对应的显示屏显示；12C控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的12C接口； UART控制单元，其包括有与所述控制接口相连接的UART接口。
4、 根据权利要求3所述的拼屏系统，其特征在于所述数字输入处理单元的数字视频数 据输入接口为HDMI或DVI接口，所述模拟输入处理单元的模拟视频数据输入接口为VGA、 S-VIDEO接口。
5、 根据权利要求4所述的拼屏系统，其特征在于所述每一所述视频处理板的控制模块 通过RS485接口与所述控制接口相连接。
6、 根据权利要求5所述的拼屏系统，其特征在于所述视频处理单元中设有视频增强模 块，所述视频增强模块包括连接于所述数据总线和控制总线上的以下模块中的多个或全部三维去隔行模块、自适应动态降噪模块、非线性图像锐化模块、图像色彩增强模块、基 于图像内容的动态对比度调整模块、基于图像内容的动态亮度调整模块。
7、 根据权利要求6所述的拼屏系统，其特征在于还包括机壳、机架、玻璃面板，所述机架由数根竖架和数根横架组成，所述竖架固定于机壳上，每根竖架上固定有数根横架，每 根横架上和每个显示屏背面均固定有相互配合的搭扣，所述显示屏通过所述搭扣固定连接在 所述横架上，所述玻璃面板通过双面胶带固定连接于所述机壳上。
8、 根据权利要求7所述的拼屏系统，其特征在于每两根所述竖架构成一列，每个显示屏背面有两条横向搭扣，并与两个横架相固定连接，所述搭扣包括基底和设于所述基底上的 至少两排扣件，所述扣件呈蘑菇状且包括柱身和柱头，相邻扣件的柱头间距小于每个扣件的 柱头宽度，所述玻璃面板表面在对应各显示屏的边缘位置处设有烤漆带。
9、 一种拼屏系统控制方法，采用权利要求2至8中任一权利要求所述的拼屏系统，其特 征在于包括以下步骤1) 各显示单元的视频处理板的控制模块从控制接口获得命令；2) 所述控制模块向通过I2C总线向视频处理模块发送该命令；3) 所述视频处理模块将命令执行结果信息至所述控制模块4) 所述控制模块根据命令执行结果信息判断该命令是否执行成功，如果成功则结束，否 则执行步骤5);5) 使用UART总线向所述视频处理模块发送该命令。
10、 根据权利要求9所述的拼屏系统控制方法，其特征在于在所述步骤5)之后，当所 述UART总线发送的该命令执行成功后，切换回12C总线控制，当获得新命令时，转至步骤2)。
全文摘要
拼屏系统及其控制方法，包括多个拼接的显示单元、视频分配器和控制接口，每一显示单元包括显示屏与视频处理板，所述显示屏与视频处理板之间通过显示接口相连，所述视频处理板与所述控制接口相连接。所述视频处理模块和控制模块之间通过UART接口和I2C接口连接。其控制方法为，当系统的I2C总线工作不正常时，通过UART总线完成原有I2C总线的工作，使得系统不会停止对用户命令的响应；当I2C总线工作恢复正常时，又自动切换回I2C总线的控制方式，使得视频处理模块的处理不会受到影响。本发明具有启动速度快、稳定性好、开发简单、处理单元不会互相影响的优点，且工作的稳定和流畅，此外还具有维修替换方便的优点。
文档编号G09G5/00GK101540160SQ20091004677
公开日2009年9月23日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者吴锡宏, 健 孙, 晟 章 申请人:上海长臣电子设备有限公司