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投影机融合方案

多功能智能化数字式综合会议系统

技术方案

北京志腾飞达科技有限公司

2009-07-26

目录

一、方案设计说明

二、需求分析与系统组成

三、各系统描述与说明

1、大屏幕投影三通道融合显示系统

2、桌面终端液晶显示屏升降隐藏系统

3、会议讨论与音响扩声系统

4、中央集中控制系统

四、系统连接图与会议桌平面示意图

五、售后保修服务条款

六、设备报价清单

一、方案设计说明

设计方案包括大屏幕投影三通道融合显示系统、液晶隐藏升降系统、无纸化办公会议系统、智能会议讨论与扩声系统、信息处理及中央控制系统等。其中,设计的指导思想是系统可靠、技术先进、功能完备,可扩建性强。同时在满足使用要求的基础上尽量保证经济性。具体说要满足以下要求:

1.可靠性:

保证系统具有高可靠性,具备一定的抗干扰及容错能力,误操作的纠正能力。软硬件功能模块标准化,便于数据可靠传递。

2.先进性:

保证系统及单元选用最新的成熟技术,力争新增设备十年内不落后。保证系统总体水平达到国内领先水平。

3.易维护性:

保证系统具有自检和错误报警提示功能;系统各单元故障排除快速简捷;保证主机和备件的通用性、互换性。

4.易操作性:

系统便于掌握,简便直观。保证系统易于扩展、升级。

5.经济性:

在保证先进性、可靠性和易用性的前提下,系统还要有较好的经济性,使整个系统有较高的性能价格比。

6.可扩展性:

在今后的设备与功能不断发展的前提下, 系统在不改变基础建设的前提下,费用支出少甚至不用支出而能实现所需功能.为以后的发展打下坚实的基础.

我们设计的目标是,具有前瞻性,体现当代高科技成果的结晶。在升级的过程中不用追加更多的投资,以保护用户的利益。系统具有强大的控制与管理功能,可以与其它音视频和计算机系统相连,进行多种形式信息的沟通。二、甲方的需求分析与系统实现组成说明

通过对此次会议室的使用要求进行了解,本次会议室面积尺寸为:长2000CM、宽700CM,面积约140平米左右,有32人参加会议。根据会议室的面积特点与系统要求、在会议室中间放一张长方形会议桌,前方设三通道投影拼接一块,从满足整个系统的要求下划分,本次多功能智能化会议室系统由如下子系统组成:

1、大屏幕投影三通道融合显示系统

对三个独立的VGA信号或视频信号进行整合,满足甲方大屏的显示需求。

2、液晶隐藏升降显示系统

正常工作时显示重要信息及图象,工作完毕后所有设备自动隐藏。有效节省空间同时会议模式能实现几种方式转换,增加会议室多功能性。

3、讨论发言与扩音系统

发言系统控制简便,音质良好。声场均匀,保持一定响度,音质柔和。

4、中央控制系统

将上面1-3项系统进行有效连接与整合,使其所有功能均能在无线触摸屏上进行操作与控制,做到操作简捷与高效。

三、各系统组成描述

1、大屏幕投影三通道融合显示系统

(1)概述

根据客户需求,我公司可以提供1×3(行×列)无缝融合正投解决方案。该方案结合目前最先进的显像技术,满足特殊行业用户的使用要求。

本方案,投影核心选用SONY FX40投影机和1套定制的正投电动幕,以正投融合方式安装,结合COMPASS公司无缝融合图像控制器等设备組成大屏幕投影显示解决方案。

(2)系统连接示意图

控制电脑或中控

三路VGA信号三路视频信号

整个系统可以显示1×3(行×列)的单一逻辑屏幕,屏幕宽为6.5米,高1.8米,一个屏幕分辨率为1024×768像素,融合1条边160个像素后逻辑屏幕分辨率为2752×768个像素。

本系统中,应用COMPASS融合控制器,可以接入2路VGA信号4路视频信号。这6路信号任意一路信号都可以在整个拼接屏幕上显示或任意1路在单独的屏幕上显示,任意一路图像在屏幕上跨屏,开窗口,实现多窗口画中画功能,也可以每块屏以四分割的形式同时显示6路信号。

(3)系统主要设备

①系统主要包含以下设备:

投影幕

根据空间情况采用一块无缝的宽幅正投屏幕。

?投影机

采用投影机从正向投射图像。

?融合控制设备

融合带的处理,并将各种输入信号在投影屏幕的上进行窗口大小,位置,

显示模式进行调整。

?切换矩阵

选择需要的视频图像或计算机图文进行投影显示。

?中央控制设备

对切换矩阵、融合控制设备、投影机及设备电源、室内灯光等进行集中控制。

②系统主要指标

大屏幕显示系统的主要指标如下:

?投影幕尺寸

6500mm(宽)×1800mm(高),

?投影通道数量

3路,3台投影机投影的图像拼接成无缝的一整幅图像。

?视频信号显示通道数

可同时显示3路的实时视频图像,通过矩阵切换可显示的视频图像

不限。

?计算机信号显示通道数

可同时显示3路的实时RGB图像,通过矩阵切换可显示的RGB图

像不限。

(4)COMPASS融合图像控制器

①什么是边缘融合:

没有任何割裂感觉的整幅画面总是带给人们完美的视觉享受,靓丽的画面更是带来美妙的视觉冲击,更高的分辨率在提高清晰度的同时,使人们感受到细微显示的魅力,投影距离的减少,大大提高了空间利用率,减少了使用成本。如何完成满足这些需求呢?首先需要的是一张超

大无缝的投影屏幕。

投影边缘融合是在投影拼接方式原理发展出来的,形成原理如下图:

多屏拼接控制器是专业化的视频处理与控制设备,它能够在多个高分辨率

的显示设备上拼接显示多路视频信号。

视频多屏幕拼接控制器可接受高分辨率RGB 、VGA 、复合视频及S-video 等格式的模拟视频信号,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。

视频拼接控制器支持对所有视频窗口进行任意缩放、 任意漫游和任意叠加。

视频多屏幕拼接控制器是硬件控制器,不需要操作系统支持,上电即可工作,启动迅速,稳定性高。

② 输入与输出

视频多屏幕拼接控制器的每个通道都能够接受四种输入数据:NTSC 或PAL 制式的VIDEO 信号,VGA 以及RGB 信号。

输入的VIDEO 信号可以来自电视摄像机、录相机、DVD 机或者电视电话会议系统。 输入的模拟RGB

信号通常由计算机提供,最高可支持分辨率

1280×1024、场频60Hz的VGA视频。计算机VGA视频可以是绿色同步、复合同步,或者H、V分离的同步模式。

输入的视频信号都被调整成一定分辨率和刷新频率的VGA信号,然后再输出。每通道支持的最高分辨率为1600×1200,此分辨率下的最高刷新频率为60Hz。

③操作

视频多屏幕拼接控制器有一主RS-232系列端口,这些端口能够连接到ASCII终端或任何带有系列端口的计算机。命令从终端或者计算机传输到控制器。

④系统特性

●每条输入通道接受NTSC/PAL制式的复合视频,VGA信号和高分辨

率RGB信号。

●可以预设存储多达32 个用户信息。这些预储信息是包括窗口大小、

位置、亮度、色饱图像控制,和输入在屏幕上的总规划。

●输入视窗的位置、比例、大小及形状可任一指定,可任意堆放视窗,

可实现画中画、均匀切割、层叠堆放等多种特技。同时也支持单路信

号的满屏显示。

●支持RS232端口控制和网络控制功能,系统内嵌WEB服务功能,外

部控制主机通过网页访问控制器,无需另行安装软件。

●控制参数系统自动保存,能随时调用。

●系统提供高分辨率模拟RGB输出,能在计算机监视器或者投影机上

显示。

●系统自动识别和锁给全部计算机同步信号。

●24比特颜色处理,16777216种颜色。

⑤显示模式

视频多屏幕拼接控制器的每个通道都能够接受四种输入数据:NTSC或PAL制式的VIDEO信号,VGA以及RGB信号。每个通道的信号都能在指定的窗口中实时显示。

在出厂时,定义坐标原点(0,0)在左上角,窗口1的左上角在屏幕上的位置为(50,50),窗口2的左上角在屏幕上的位置为(50,50) ,窗口3的左上角在屏幕上的位置为(150,150) ,窗口4的左上角在屏幕上的位置为(200,200)。此外,每个输入通道的RGB端口是开放的,只有RGB信号能在视窗中显示。

输入视窗在系统中主要进行两种模式的变换:窗口缩放和窗口拉伸。

ⅰ窗口缩放

窗口缩放主要是把输入视窗进行等比例放大,如下图。输入信号的分辨率为640×480,无法满屏显示,输入时信号的分辨率已为1280×1024,已占满整个窗口。

ⅱ窗口拉伸

窗口拉伸主要时指对输入视窗进行任一比例的拉伸,如下图。

多屏幕显示

四图像等比例显示

显示效果如下图,四个视窗分别占居输出视窗的四分之一。

ⅳ画中画显示

画中画显示模式下,几个视窗层层包含,最前端窗口回遮住后面窗体中的内容。显示效果如下图。

ⅴ多画面显示

多画面显示模式下,不同输入视窗只占据输出视窗的一部分,显示效果如下图。

(5)应用案例

三通道融合实例图片

附:

COMPASS系列纯硬件融合控制器特点

COMPASS系列纯硬件融合控制器是在COM2000纯硬件拼接控制器的基

础上开发出的新一代产品,COM6000系列不仅具有COM2000系列的所有功能,而且完美的解决了大屏幕之间的物理拼缝,使人们看到一个超大画面、超高亮度、超高分辨率,没有任何割裂感觉的靓丽画面。产品以FPGA阵列为硬件基础,采用并行高速图形处理技术,实现了多路高速视频信号的统一处理,从根本上取代插卡式拼接控制器,解决了VGA信号输入数量受到限制的问题。产品主要特点如下:

一、独创的FPGA硬件图形并行处理技术

FPGA(Field Programmable Gate Array),称为现场可编程逻辑阵列,是最近新发展的硬件技术。FPGA芯片具有速度快,并行处理,功能灵活的特点,但芯片本身只是一个空白的硬件平台,不具备任何功能,需要技术人员根据自己的要求对其进行硬件编程。COM6000系列的处理核心就是FPGA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。COM6000系列采用DDR技术作高速数据缓存,运用流水线技术,对高速信号进行分级顺序处理,保证了信号的实时性。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,从而使得系统对输入信号个数不敏感。就是说增加信号输入个数,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COM6000系列与普通插卡式工控机相比,最大的性能优势。

二、最新的基于LVDS高速数字信号交换体系

COM6000系列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。

普通工控机的PCI总线,基本结构是多个PCI插卡使用同一组总线,一般是32个数据位。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,这样的总线结构对于这样的CPU正好适合。COM6000系列采用并行处理结构,这样的总线是远远达不到处理器

速度需求的。

工控机的PCI总线结构

为适应核心并行数据处理要求,COM6000系列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。多个通道采用并行的方式可以实时的将数据送入核心的FPGA处理阵列。

如果每个输入通道都使用PCI总线,那么最终形成的输入线数量会多得惊人。在FPGA核心处理部分中,也许要多组信号进行实时交换。如果也采用并行总线结构,那么系统间的连线数量会成几何上升,使得系统最终无发实际使用。

为解决此结构问题,我们采用超高速LVDS进行信号传输。LVDS,是低电平数字信号的简称,其特点是用两根线差分传输一个数字状态,线间电压低,信号传输速度快,本系统中使用的LVDS信号速度为2.5G/S,信号额定最高速度可以达到4G/S以上。使用LVDS进行图像传输,4组线即可传送超高频的显示信号。是用高速串行信号,极大的减少了系统连线的,使得每个输入输出通道只使用4组线与系统核心计算单元连接。LVDS信号与并行总线信号,最常见的体现是硬盘ATA的并行排线接口和新型硬盘SATA的LVDS接口。下图为COM6000系列基本系统节构图。

COM6000系列多通道并行总线结构及串行通信方式

三、最新的NIOSII硬件控制系统

COM6000系列系统采用并行硬件系统,这样很大程度提高了系统数据处理速度,但并行处理,就意味着很多器件同时工作,增加了系统元件个数,这样,所有器件的同时统一控制,就成为重要问题。对于工控机而言,只有一个CPU进行核心运算,数据是串行处理的,因此配置一套接口,就可以控制所有的设备,而COM6000系列需要用一个高速控制器同时控制多于32个其他部件,同时又要能灵活的协调各部分顺序运行。为解决此问题,我们选用了基于FPGA的高速软内核NiosII。

NiosII处理器是Altera公司为其FPGA产品配套开发的软核CPU。在逻辑功能上,它们是32位的精简指令集CPU;在实现方式上,它们是在FPGA上通过编程的方式实现的,这也是与传统的CPU的一个根本的差别。NiosII的总线采用了哈佛结构,在很大程度上提高了系统的处理速度。由于系统的总线控制器是在FPGA中实现的,可以进行灵活的配置,在某些外设需要具有冯诺依曼特性时又可以把两套总线合二为一,从而在局部实现冯诺依曼结构,这样就使得系统总线兼有哈佛结的高效率与冯诺依曼结构的灵活性。NiosII系统总线自动对不同时钟域进行协调,可以使挂在总线上的组件工作在不同的主频下,使系统更为灵活。

COM6000系列使用一片FPGA,内嵌NiosII软内核,成为系统核心控制器。在这片FPGA上,还编程实现了64个外围通信控制模块,为系统提供64个可同时工作的基于LVDS的高速接口,与全部系统其他器件进行高速通信。系统工作时,数据计算FPGA阵列、输入输出端口、系统面板、红外接收器、网络端口、RS232控制口等元件向主控FPGA发送状态信息和请求指令。软核的外围通信控制模块先预处理这些信息,将其最主要的内容交给内核,其他附属信息不需要经过主控制程序,由外围器件自行应答。主控程序是在内核上运行的并行流水线流程控制程序,它负责整台机器的正常顺序工作和非常状态处理。程序根据用户指令和系统当前状态,向外围模块批量发送简单控制指令。由外围模块编译指令,通过LVDS高速串行口发送给系统其他设备。

COM6000系列使用基于FPGA的NiosII软核和并行外围通信控制模块,提高了整台机器的信息处理性能,将复杂的并行控制简单化;用一个芯片实现全部控制,编程调试简单方便,易于升级。

四、COM6000系列与普通工控机拼接卡系统的性能比较

目前市场上使用的图像拼接控制器,大体分为两种。一种是组装的工控机,需要从国外购买Datapath卡进行组装,另一种就是硬件拼接处理器。

用工控机组装拼接控制器,需要插多个Datapass卡,多卡使用同一组

PCI总线,占用PCI总线资源,其结果是机器性能很大程度上取决于工控机CPU计算速度。以普通Pentium 4,2.8G的CPU为例,可以接受4路VGA/RGB 1024x768信号和8路或9路Video信号,可以支持32路输出。一台普通插卡式拼接控制器的性能如下:

系统结构:计算机结构,8-12个PCI插槽;266-533MHz系统总线;

输出通道:数量2-32个;输出通道分辨率640x480到1280x1024像素;

输入视频:个数1-8个;格式NTSC或PAL自适应;8路Video卡不能叠加;

输入RGB:个数1-4路;时钟速度123M;采样颜色深度16bpp;

系统支持:WindowsXP/2000

软件支持:设备提供上自开发软件

控制:本地键盘鼠标、远程鼠标键盘

需要注意的是:

1、当VGA/RGB信号多于2路时,系统分配给每路VGA信号的处理时

间不足,导致信号实时性降低,基本现象就是鼠标和动态图像的不连

续;

2、有些工控系统号称具有24bpp的采样颜色深度,事实上在实际使

用中,由于计算速度的限制,都只用到16bpp颜色;

3、采用网络接口采样的方法增加RGB输入信号数量,并不能节约系

统资源,结果仍然是多个信号同时显示的时候,图像实时性受影响。

并且网络信号采样的质量、实时性等受到网络速度、通信质量等环境

影响,有一定未知性和不稳定性。

COM6000系列拼接控制系统采用全硬件设计,与工控机有本质区别。系统采用多通道分离处理,所有数据并行处理;使用FPGA阵列并行处理信号,速度快,支持通道个数多;系统主控芯片与系统计算芯片分离,采用主程序串行控制;不属于工控机,不运行Windows/Linux操作系统,不存在计算机防病毒问题,不存在软件系统维护问题;数据实时处理,不需要硬盘、光驱等海量存储设备;设备支持全年24小时运行,不需要特殊维护。其基本性能参数如下:

系统结构:并行处理结构,自定义高速LVDS总线,速度2.5Gb/s

输出通道:实时页面存储,数量1-24个,内部级联后,可依据当前显

示窗口数扩展;分辨率1024x768像素;

输入视频:单系统1-32路,内部级联后无限扩展;格式NYSC或PAL 自适应;Video信号高速动态图像补偿;信号任意拉伸、压

缩,可以在多屏内任意位置开窗口,信号任意跨屏漫游,叠

加(信号叠加层数不宜超过4层),图像实时性不受影响;

输入RGB:实时页面存储,分级数据预处理;单系统1-32路,内部级联后无限扩展;采样深度24bpp/32bpp真彩色;分辨率

640x480到1600x1200像素,可定制特殊分辨率的支持功能,

如可以支持4096x768或1920x1080;信号任意拉伸、压缩,

可以在多屏内任意位置开窗口,信号任意跨屏漫游,叠加(信

号叠加层数不宜超过4层),图像实时性不受影响;

系统支持:不需要系统支持

软件支持:VP6000系列/2000远程控制软件

控制方式:RS232串口、面板按键、红外遥控、

对于单机而言,以上参数为可实现的正常运行参数。例如,RGB信号可以支持8路分辨率为1600x1200的RGB信号同时输入;所有输入信号,RGB或者视频信号,都可以跨多屏漫游,能够跨屏信号叠加;运行颜色深度为24bpp,可选择所有通道使用32bpp的真彩色设置。

技术参数:

RGB输入

输入接口 HD15

同步模式 HV独立同步

像素时钟 140MHz

分辨率 640x480 至 1280x1024,最高1280x1024 60Hz,支持特殊分辨率

色彩深度 24bit/像素

缩放和显示缩放比例0.3—10

视频输入

输入格式 NTSC、PAL或SECAM

识别方式自动识别

缩放和显示缩放比例0.3—10

输出

输出接口 VGA接口

输出格式模拟信号输出

输出分辨率 1024x768

输出刷新频率 60Hz

色彩深度 24bit/像素

控制端口

RS232

电气特性

输入电压 100-240V,自动调节

行频 50-60Hz

功耗 50W

机箱

尺寸 4”x 19”x10”( H x W x D)

2、液晶显示屏升降隐藏系统说明

在目前高档的智能会议室中,为了取得优良的图像显示效果,往往会在会议桌上的每个座位安放一台液晶显示器,平时不开会时,显示器隐藏在桌内,开会时,显示器从桌内升起来,这样一来既满足了视频图像的显示需要又使会议室变得整洁、智能。而且还满足了个性化的图像需要,例如:座位上的人可以随意的在有线电视、DVD机、笔记本电脑、视频会议等信号间进行切换。满足客户的更高要求。是高档会议室的最佳选择。

在这里,我们给您选配本公司开发生产的DJ2008豪华款组合升降器产品,目前是国内市场占有量最大与大型工程使用最多品牌

它以先进的生产工艺与精密的机械结构再配合成熟的电气软件控制,使安心升降器广泛的应用于各大机关与部门,深受用户的好评。ANXIN部分工程案例:

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