分布式拼接处理器

第1章 产品综述

分布式拼接处理器\\融合器是以系统工程、信息科学、自动控制理论等为指导、以行业客户需求为背景，将先进可靠的视频墙拼接技术、信号采集与传输技术、图形信号转换技术、多屏图像处理技术、网络通信技术、智能控制技术等融合为一体，为用户提供一个具有高物理分辨率、高清晰度、高智能化控制、高稳定性的大流量图形信息处理终端。分布式拼接处理器\\融合器能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统、信息发布系统、视频会议系统、工业生产控制系统、报警系统、中控系统等连结集成，并且可对不同类型的信号实现兼容采集，形成一套功能完善、技术先进、操作方便的交互式图形信息处理及管理平台。

分布式拼接处理器\\融合器被广泛地应用于监控、指挥调度、信息发布等领域。通过分布式拼接处理器\\融合器，可以轻松地实现超高清采集、无压缩传输、高还原清晰显示各个系统的信息。在分布式多屏智能管理软件的帮助下，各信息在大屏幕上可根据需要以单屏、组屏、全屏甚至以任意大小、任意位置和任意组合的方式进行显示，完全突破拼接视频墙物理拼缝的限制。并且可以对显示的各个信息进行智能化管理，通过自动或手动的方式实现任意切换，达到实时全面地观看和掌握各方面信息的目的，大大提高了指挥调度和决策的效率和准确性、信息资源发布的便捷性、故障预警的及时性，增强了工业生产过程中设备运行的稳定性、各系统信息显示的直观性和可操作性。

1.1 系统构成

ImLAN系统主要由ImLAN输入节点、 ImLAN输出节点和网络交换机构成。

ImLAN系统传输路径为：信号源→专业线缆→ImLAN输入节点→网线→网络交换机→网线 →ImLAN输出节点→DVI线→显示设备

以下分别对各个构成部分做简要说明：

· 液晶拼接墙、DLP拼接墙、投影融合（图像显示设备）

· ImLAN输出节点（数据输出设备）

· 千兆网络交换机（数据交换设备）

· 控制电脑（控制设备）

· ImLAN输入节点（数据采集设备）

· 信号源（不同类型信号数据源）

· CAT6类网线（数据传输介质）

· 数据线缆（不同类型数据传输介质）

· 控制节点（向采集节点、输出节点、交换机发出控制命令）

1.2 产品应用典型架构

1.2.1 产品应用典型架构1

此图为ImLAN分布式拼接系统配合DLP\\LCD显示单元的一种典型应用场景，在此场景中，信号源画面通过ImLAN采集节点用专用数据线采集，经多条六类网线无压缩传输至前兆网络交换机，交换机进行数据交换后再通过六类网线无压缩传输方式传输给输出节点，输出几点通过用专用数据线缆将画面无损输出给DLP\\LCD显示单元，并在显示单元上进行开窗、跨屏、漫游等场景显示。在整个图像采集、传输、显示过程中，ImLAN分布式拼接系统只做了图像像素的搬运工作，整个过程无数据压缩，是图像还原更为真实，色彩更为靓丽。

1.2.2 产品应用典型架构2

此图为ImLAN分布式拼接融合系统配合工程投影机进行拼接融合的一种典型应用场景，在此场景中，信号源画面通过ImLAN采集节点用专用数据线采集，经多条六类网线无压缩传输至前兆网络交换机，交换机进行数据交换后再通过六类网线无压缩传输方式传输给融合输出节点，输出节点配合大屏幕控制软件，生成并羽化融合带后通过专用数据线缆将画面无损输出给工程投影机，并在投影屏幕上进行无缝融合、开窗、跨屏、漫游等场景显示。在整个图像采集、传输、显示过程中，ImLAN分布式拼接系统只做了图像像素的搬运工作，整个过程无数据压缩，是图像还原更为真实，色彩更为靓丽。

1.2.3 产品应用典型架构3

此图为ImLAN分布式拼接多套系统显示的一种典型应用场景，在此场景中，信号源画面通过ImLAN采集节点用专用数据线采集，经多条六类网线无压缩传输至前兆网络交换机，交换机进行数据交换后再通过六类网线无压缩传输方式传输给不同应用环境和场景中的输出节点，输出节点通过专用电缆输出给DLP\\LCD\\工程投影机等显示设备。在此应用场景中，多组拼接显示单元都接入到一套分布式处理系统当中，并可通过同一台控制电脑或多台控制电脑集中控制或分布控制，并且在此套系统当中输入信号源是可共享的，它可以显示在任意一组拼接显示设备上。

第2章 需求分析

2.1 输入信号类型及数量

2.1.1 以下表格为客户需要输入的信号类型及数量

2.1.2 以下表格为客户需要输出的信号类型及数量

2.1.3 以下表格为客户其他需求

2.1.4 用户预算

不大于***万元

第3章 方案制定

为实现客户需求，特定制方案如下：信号被输入节点采集后通过网线将数据传送给交换机，交换机将数据传送给输出节点，输出节点将信号传送给显示单元，控制电脑通过用网线连接控制节点实现大屏幕配置和控制，下图为系统拓扑结构图：

第4章 性能参数

4.1.1 性能参数

输入节点性能参数：

输出节点性能参数：

控制节点性能参数：

控制软件性能参数：

4.1.2 产品优势

无锡思朗电子有限公司，以清华大学毕业生为骨干，是一家致力于为专业显示领域提供高品质图像处理方案的供应商。

思朗电子自主研发了基于网络分布式架构的图像分享系统——IMage系统，在此基础上，推出了两大专利产品：

· IM-LAN分布式拼接控制器

· IM-Blend分布式边缘融合器

ImLAN分布式图像处理系统是全新一代基于以太网的分布式拼接控制系统，突破了以往的拼接控制器在稳定性、扩展性、信号之类以及传输距离等方面的限制，拥有稳定性高、无限扩展、信号质量好、传输距离远等优势。

分布式的结构提高了系统的整体稳定性，单个节点的损坏不会影响整个系统的功能，并从结构上提供了无限扩展的可能性——只需增加相应数量的节点 连接至交换机；基于网络的特点使整个系统的布置更灵活，与其他系统的衔接更方便，并且可在此基础之上开发出许多其他方面的应用。

· 无损处理 高画面质量

传统处理器画面质量 分布式处理器画面质量

· 无损压缩编码协议，信号质量没有损失；

· 信号只在被采集时最多经过一次模拟/数字转换，之后在整个系统中全部以数字方式进行处理，进一步较少信号质量损失；

· ImLAN采集节点的布置很灵活，可以尽可能地接近信号源，使用尽量短的VGA/DVI/CVBS线减少信号干扰的可能；

· 使用CAT6类网线传输信号，最大有效距离为100米，信号在此范围内传输几乎无衰减，解决传统信号线缆由于长短不一造成的信号衰减程度不同的问题。

· 智能精分-智能分割、精确传送

当一个画面需要在拼接显示屏上跨屏显示时，传统的拼接控制器通常会采取以下方式：采集端采集信号后，将该信号复制多份，分别传输至有画面输出的各个显示单元，经输出显示端运算处理后再将图像输出到对应的显示单元上。这样，系统内数据流量也会因此倍增，数据的传输带宽就成为了系统性能的瓶颈。

ImLAN分布式图像处理系统采用最新独创技术——智能精分（SDPD，Smart Division Precise Distribution）。跟传统控制器后处理的方式相比，SDPD技术依据在大屏幕上的预设位置、大小，对所采集的信号在采集端就预先进行智能分割，并通过网络精确传送至相应的大屏幕显示单元。

SDPD (智能精分--智能分割精确分送)

SDPD(Smart Division Precise Distribution)

在ImLAN系统中，信号传输所需要的带宽由两个因素决定：信号源本身的信息量和最终显示在大屏幕上的实际分辨率。

从信号输入端来看，由于采用了SDPD技术，在不考虑压缩的情况下，信号传输所需要的带宽绝对不会超过信号自身所承载的信息量。

从信号输出端来看，由于信号在前端的处理方式是由在大屏幕上的显示策略决定的，而屏幕本身的物理分辨率是固定的，所以信号传输所需要的带宽亦不会超过屏幕的物理分辨率。

· 高同步性

为了保证同一画面在不同显示单元之间的同步性，各个显示单元在接到画面信息后，并不会立即输出上屏，而是等待系统发出一个同步信号，只有再接到同步信号后才会输出下一帧画面，如右图所示：

· SDPD(智能精分)，精确分割的各个部分发送至各个显示单元；

· 双缓冲与帧同步，显示一帧画面的同时缓冲下一帧画面，不同显示单元的同一帧画面同时上屏；

· 网络高速同步数据包，同一帧画面同时上屏的指令；

系统对信号的处理可达到完全的实时性效果，即使以最高分辨率采集，系统延迟亦不超过70ms，轻松做到"音画同步"。

· 事件同时发生-视听时差不超过100毫秒

· 理论最高画面延迟小于33毫秒

在智能精分和网络同步技术的支撑下整个系统除具备传统拼接控制器的跨屏、漫游、叠加等所有功能外，还拥有许多自己独特的优势。

· 高扩展性

· 独有的SDPD技术，显示多少内容传输多数数据，没有传输带宽的浪费；

· 分布式的结构，如有扩展需求，只需要添置相应数量的节点连接至系统；

· 无输入节点的限制，可实现无限扩展功能。

系统无限扩展功能

· 高稳定性

· 维护方便

·

高安全性

· 端到端纯数字传输

· 数据传输于更底层的网络层,基于IP协议

· 私有硬件压缩解码算法,不采用通用视频压缩算法

· 高灵活性

· 基于以太网的特性使其可利用用户已经布置好的网络设备进行系统搭建,可以很方便地把相距较远的不同地点的信号源和显示终端整合在一个系统中。

·

总成本低

· 更低的布线,施工,安装调试成本

· 更低的功耗,更节省的维护成本

· 系统升级扩展成本更低

· 用户长期使用总成本更低

· 分布式结构，节点数量与系统规模成完全正比的关系；

· 增加一个节点，相应的增加一个节点的成本；

· 网络交换机的成本远小于整个拼接系统的成本。

4.1.3 拓展应用

· 云端服务器

在ImLAN分布式拼接处理系统中加入一台一云三端服务器，就可以实现大屏图像在互联网内移动终端上的回显。服务器通过网线连入ImLAN分布式拼接处理系统内网抓取大屏图像，并由内置的无线模块将数据在广域网（WAN）上广播发出， 用户只需用平板电脑或智能手机无线登录上服务器，就可以很方便地远程查看大屏幕上的实时画面。

· 超高分辨率底图

将超高分底图机接入ImLAN系统网络，可以直接输出任意高分辨率的底图，并通过网络传输至大屏幕显示。超高分底图机为超大显示屏超高清画面的点对点显示提供了解决方案，在宣传演示、GIS系统等领域有非常广泛的应用。

· 高清视频采集

ImLAN分布式拼接处理系统中利用光纤接入超高清视频服务节点，利用分布式处理架构可以将一般采集卡无法处理的超高清视频信号（4K*4K@15帧、2K*2K@30帧）采集、传输，并经过网络传输完整地同步实时显示在视频墙上。ImLAN分布式拼接处理系统采用无损图像压缩算法，确保超高清画质体验。

· 简单已操作控制软件

· BS系统架构/IE浏览器访问

· 多虚拟屏幕

· 用户权限管理

· 场景管理

· 预设管理

· 模板管理

· 开放协议 & 网络服务

· 支持全部浏览器,提供Windows, Mac OS桌面程序

第5章 工程案例

· 贵州智慧城市项目

· 智慧城市-美丽中国"活动带着智慧城市的理念、解决方案以及成功案例，与参会的城市管理者们零距离探讨，如何通过技术实现对城市的服务，利用技术让城市为人服务。

· 无锡思朗电子技术有限公司，利用思朗分布式处理器参与指挥中心的建设。通过一个控制终端，将分布在不同楼层的66个终端设备，应用该技术，可以最多控制255个终端设备。每个设备轻松开窗32个。

· 技术优势：同一个信号源要在好几个输出终端上显示，而且每个终端显示设备建设进度不一致。一期：4X10，二期:组3X3和2组2X2，并且分布在不同的会议室，而且共享输入信号。

· 本项目我们只用一台华为9306的交换机，其中288口几乎全部用完。分布式方案的便利性在本案例表现的非常突出，全体现互动式共享的图像以及音视频的共享平台的应用。

项目正面

项目背面扎线图

· 成都某军区指挥中心兼监控中心

· 项目的用户需求：

· 监控室1-3，各有5个PC，另外一个pc是控制前端监控信号。所以，每个房间有6个pc信号

· 监控室1-3，要独立操控自己的信号，不能干预同级的信号。

· 监控室4，可观察调取1-3监控室信号。

解决方案：

· 通过分布式解决方案只需在每个输入的设备和每个输出设备简单的配上项目的IM-LAN INPUT和IM-LAN OUTPUT设备，配以我们的一个控制节点和用一个交换机。对监控室1号-3号，所有信号的自由调取。实现在常规嵌入式系统中的很难实现的复杂应用。

· 本项目中我们一共用了18个输入的设备，36个输出设备，加上4个控制控制设备

· 用户感言：一直让他们感到头疼的信息共享和实时传递，在思朗的分布式平台中，显得是如此的自然而又方便，在后续的大型会议中心的扩容也会如此便利。而且这套方案比嵌入式设备相比甚至更加经济，简单。

· 由于保密协议限制，我们不能提供现场照片。

· 四川某电力公司

· 本例又是一例非常典型的案例，值得一提的是，在本案例中，业主开始并没有注意到处理设备。工程商提供了DVCS的解决方案，但是用户看到了实际的效果后，他们表示接受不了这种颜色失真严重，延迟明显的方案。

· 在本方案中用户有36路的DVI输出，10路DVI输入，60路1080P高清视频输入，1路超高分输入。从其方案中可以看出，客户强调了高清的信号，可见这是个对显示的视觉感受是非常挑剔的用户。

· 我们的方案展示给用户看后，用户表示绝对OK。

· 跟这种案例相比，无锡思朗单路信号的的2千兆的传输效率，完全不压缩的传输方式，绝对是获得客户青睐的主要原因，用一句的用现成的话说，我们不处理颜色，我们只做颜色的的搬运工。

· 更重要的是在本案例中客户对我们的价格也觉得相当的ok，他们觉得物有所值。

· 该项目预计在年后施工，因为赶上了春节，我们在3月份能提供项目照片。

· 南昌铁路局监控中心

· 配合智能化的监控系统，无锡思朗将应急指挥系统实时共享给所有需要的终端，提供决策来用，通过思朗的分布式实时共享平台，降低了事故发生率，提高了决策效率。

· 用户通过第一期项目的验证，现在在所有的系统中均采用我们的系统。

· 从8月的第一个项目到今天第三个，一直在持续安装。现在思朗的产品已经有超过250个输入和输出的产品分布在江西多个城市的会议室，监控中心，指挥中心。

· 山东济南传媒大厦会议室

· 3通道标清投影融合

· 6路（2路CVBS\\2路HDMI\\2路VGA）输入

几何校正

关灯后效果

信号采集

· 北京国电监控中心

项目正面

项目侧面

· 北京农业研究中心大厅

· 北京铁路局

· 成都市政府某发布中心

· 高速公路收费站监控显示系统

· 贵州通用水务

· 贵州政协大堂

· 国家外交部

· 国土资源部

· 建设银行

· 江苏省科研院

· 神华集团

· 西北工大

· 宿州水务局

· 雅安气象局