無縫數字大屏幕顯示系統可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 圖6中，g（c）、h（c）分別是兩臺投影儀的實際亮度響應曲線，他們不僅曲線的形狀不同，而且亮度范圍也不一樣。要使投影儀顯示的亮度統一，取兩者的公共亮度區間作為期望亮度區間，然后將兩臺投影儀的實際輸出亮度都映射到f（c）所表示的這個公共亮度區間內(，γ為期望的任意值)。具體的映射方法：對校正前的輸入象素P(r,0,0),期望的亮度響應為f（r），因此在曲線g（c）和h（c）上各找到一點Q1（r1，0，0），Q2（r2，0，0）使得f(r)=g(r1)=h(r2)，即 、(r1，0，0)、(r2，0，0)即為校正后新的輸入值。 圖 6 亮度響應曲線可以用色度儀分別測出每個顏色通道的每個輸入等級的亮度響應，作圖得到曲線g（c）、h（c）。知道了投影儀的每個通道的實際亮度響應曲線，以及公共的期望亮度響應曲線，就可以對每臺投影儀的每個通道建立一個查找表。實時融合顯示（大量圖像數據實時計算問題）無縫正投影（或背投影）大屏幕圖像融合與播放服務器投影機…投影機擴展融合工作站投影機…投影機…擴展融合工作站投影機…投影機在整個投影儀圖像融合顯示過程中，必須要對每一個投影儀圖像的每一象素的顏色、亮度、對比度等信息進行計算處理，計算量非常大，而且所有的計算處理必須在40ms以內完成，隨著投影儀數量的增多，單臺圖像融合服務器顯然是不可能勝任這樣的計算工作，我們采用了計算機網絡技術和分布式計算技術，增加圖像融合工作站，將任務分配給圖像融合服務器和圖像融合工作站，讓它們分布式計算。通常每一臺圖像融合服務器或圖像融合工作站負責4臺投影儀圖像的計算處理，但為了減輕圖像融合服務器的負擔，一般圖像融合服務器只負責2～3臺投影儀圖像的計算處理。圖7 分布式實時圖像融合顯示系統組成圖分布式計算的同步問題本系統使用了時間戳技術來保持所有結點之間的同步，在系統初始化時對圖像融合服務器和圖像融合工作站進行校時，使圖像融合服務器結點和各圖像融合工作站結點的時鐘嚴格保持一致。這里設圖像融合服務器的時鐘為Tc，設某個圖像融合工作站結點的時鐘為Tr，校時的目的就是為了精確的得出Toffset=TcTr的值。首先測試該圖像融合工作站結點和圖像融合服務器之間的平均反應時間tdelay=tread+tnet+twrite，該反應時間由數據包的讀出、寫入以及網絡延時三部分構成。圖像融合服務器發出一個數據包，圖像融合工作站結點將該數據包立即彈回，送出和收到之間的時間差為TrecvTsend，由上面的定義不難看出Trecv Tsend =2tdelay，所以多次測試的結果表示為：為了避免由于網絡的抖動引起的偶然誤差，需要統計平均反應時間的方差：當時，認為發生了偶然誤差，需要重新進行測試。這里h是常數，可以根據實際的網絡環境和所需要達到的精度進行調節。在獲得了平均網絡反應能力后，圖像融合工作站結點向圖像融合服務器發送一個帶有自己時鐘的數據包，圖像融合服務器收到數據包后立即提取自己的時鐘，這樣就可以獲得圖像融合服務器和圖像融合工作站結點之間的時鐘偏差。多次測試的結果為：同樣也需要計算的值：并在時認為發生了偶然誤差, 重新進行測試.該方法的測試結果表明校時后圖像融合服務器和圖像融合工作站結點之間的時鐘誤差僅為2毫秒。這樣的誤差在幀率低于100時人眼是無法感覺到這種誤差的存在的，我們的原型系統的幀率維持在70左右，已經達到了相當不錯的效果。數字大屏幕顯示系統與應用系統的銜接問題本系統提供了一個虛擬WINDOWS / UNIX／LINUX操作系統窗口，通過該“虛擬操作系統窗口”可以方便地與現有WINDOWS / UNIX／LINUX操作系統平臺下工作的各種網絡通信管理系統（例如，NEC、DDN、PCM等等）銜接。該虛擬WINDOWS / UNIX／LINUX操作系統窗口可以方便地使用各種高分辨率圖像顯示硬件和軟件，從而把高分辨率的畫面實時地在大屏幕上顯示出來。本系統提供了一個RGB顯示接口，通過該顯示接口可以把其他特殊應用系統在計算機屏幕上顯示的圖像直接輸入到本系統的圖像采集、分割子系統，從而可以把畫面實時地在大屏幕上顯示出來。（1）VGA視頻陣列切換機利用VGA視頻陣列切換機可以方便地接受WINDOWS/UNIX／LINUX操作系統平臺下工作的各種網絡通信管理系統（例如，SDH、PCM、RPR、RF、TXDD、西門子、廣哈、時鐘、調度臺等等）輸出VGA視頻信號；接著通過選擇，輸出其中的1~4路VGA信號至‘視頻信號解壓、采集、畫面分割子系統’；然后，由該子系統對輸入的VGA信號進行實時數據采集、畫面分割；最后，可以把高分辨率的畫面實時地在大屏幕上顯示出來。從而既保持了原有各個網絡系統的物理上的隔離，同時又實現了大屏幕圖像融合顯示系統與現有各類網絡應用系統的柔性銜接。（2）遠程圖像監控系統遠程圖像監控系統網絡可以方便地與‘畫面分割子系統’服務器提供的虛擬網絡控制臺和“虛擬操作系統平臺”連接。通過視頻圖像實時解壓軟件或者硬件解壓卡，可以把通過網絡傳送來的監控畫面實時地在大屏幕上顯示出來。 另外，本系統也可以接收16路模擬監控視頻信號，進行實時顯示。在大屏幕上顯示的圖像可以自由拖動、無級縮放。（3）視頻圖像播放系統通過“畫面分割子系統”服務器上提供的視頻信號接口和“虛擬操作系統平臺”，視頻圖像播放系統可以接收高清電視、DVD、VCD、VCR模擬的或者數字的影視信號，在大屏幕上播放。（4）獨立的PC機圖像通過“畫面分割子系統”服務器上提供的“虛擬操作系統平臺”，可以直接使用Microsoft公司提供的媒體播放器MediaPlayer在大屏幕上觀察各種格式的圖片。（5）遠程會議系統應用通過“畫面分割子系統”服務器上提供的數字或者模擬的視頻接口，以及“虛擬操作系統平臺”，系統可以用于遠程視頻會議系統，直接在大屏幕上播放器多媒體講稿，顯示各個會場的現場圖像。投影機的安裝與調整大屏幕幾何尺寸的設置連接和調整數碼照相機初始化屏幕畫面照片DVI顯示卡的配置服務器配置程序的運行控制PC配置程序的運行畸變圖像文件的獲得圖像矯正文件的取得圖像融合平臺的完成圖形加速卡的選購視頻服務器的選購軟件研發中心商品化軟件投影機的選購最終測試融合服務器架設完成（二）、工藝流程：三、項目技術質量指標：（一）、項目技術參術、性能指標：物理拼縫和光學拼縫：無。分辨率：在三投影儀（分辨率為1024*768）的顯示系統中，分辨率就可以達到3072*768； 亮度：對于13多投影機顯示系統，在單個投影機有4000流明時，系統可以達到12000流明的顯示亮度；可視角度：可達180176。；色彩度：24位的真彩色；亮度均勻性：95% ；輸入通道：最大32通道模擬視頻信號使用壽命（小時）：一般可達800010000（UHP）（使用LCD投影儀）；（二）、項目執行的質量標準：項目執行國家軟件工程相關標準，行業規范和ISO9001標準，并嚴格按照公司《軟件開發控制程序》、《軟件實現和服務提供控制程序》、《軟件開發編碼規范》、《軟件檢測作業規程》執行。四、分階段描述項目執行過程中各階段目標；（一）、2006年10月—2006年12月市場調查分析及需求分析，建立相應的評價體系和方法，制訂嚴格的質量目標和質量保證計劃。選定及確定軟硬件方案，完成軟硬件系統的概要設計和詳細設計。（二）、2007年1月—2006年6月研究本項目的關鍵技術問題：自動幾何形狀矯正技術、邊緣融合技術、實時融合顯示、分布式計算的同步控制等。設備安裝調試及人員培訓。（三）、2007年7月—2007年9月完成軟件測試，進行多機系統的軟硬件統調。做投產準備。（四）、2007年10月完成中試，項目投產。項目驗收。（五）、2007年10月到2008年9月 項目投產，生產銷售產品20套。2008年10月到2009年9月 項目達產，生產銷售產品25套。五、項目經費預算情況：（一）、項目的總投資，籌措方案為：。見表一（二）、項目已完成的投資截止到2006年9月。（三）、項目新增投資、投資構成和投資預算，、。投資預算見表一、表二、表三（四）、申請科技三項經費的主要用途設備購置23萬元；2；申請經費的用途詳見表三。第三章 項目實施支撐條件一、項目技術來源；本項目是南昌領航數碼科技有限公司在浙江大學的技術支持下自主開發的，擁有完全的知識產權。二、項目實驗、檢測條件； 公司現有工作場地可保證項目投產，現有供電線路和配套設施，滿足項目用電和裝配要求。項目所需硬件設備可通過正常渠道進行采購。項目產品的檢測根據國家相關的檢測標準，在各階段對軟件進行測試和對系統進行綜合檢測。三、項目申請單位人才資源情況：技術人員總數、中高級技術人員比例；南昌領航數碼科技有限公司是注冊于南昌高新技術開發區的民營高科技企業，公司主要從事無縫數字大屏幕顯示系統、數字圖像校正/融合機、多通道媒體播放機、多通道個人工作站的研發和銷售工作，具有豐富的技術服務和施工經驗。是省內該領域一家技術領先、實力雄厚的專業級的公司。公司擁有一支高水平、高學歷的專業技術研發團隊，具有很強的技術創新能力和新產品開發能力。不但可為用戶提供優良的產品，更可為用戶的實際應用提供完善的解決方案、技術支持和售后服務保證。公司現有員工16人，全部為大專以上學歷，本科以上學歷12人，碩士6人。其中，研發技術人員10人，具有高級職稱的2人，中級職稱的6人。技術人員占員工總數的62％。公司注重科研與市場的開發，將堅持走產學研相結合的道路。將緊密依托浙江大學、南昌大學等院所的科研實力，形成公司的核心技術。四、項目組人員專業結構、職稱結構；（一）楊長生：男，1945年出生，1969年于浙江大學數力系本科畢業，1983年于美國凱斯西方儲備大學（Case Western Reserve University）計算機系畢業，獲碩士學位。1971年起在浙江大學計算機科學與工程系任教；1992年起任浙江大學計算機系統工程研究所副所長