一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，包括视频处理控制系统和球幕显示终端，视频处理控制系统的数据输出端连接球幕显示终端的数据输入端，视频处理控制系统包括视频拼接器、图形校正器和视频发送器，视频拼接器接收上位机输出的多路视频图像，并将每一路视频图像分割为多个子图像，图形校正器将视频拼接器分割的每一个子图像转换为曲面图像，并校正各曲面图像间衔接部分的空隙和畸变，视频发送器将视频拼接器和图形校正器处理后的视频图像发送至球幕显示终端。在本发明专利技术中，由于所有信号都并行实时处理，输出的信号也保证了同步性，因此保证了球幕显示终端整个显示画面的流畅和同步性。

An immersive full view LED ball screen display and control system

【技术实现步骤摘要】
一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统
本专利技术涉及球幕显示
，尤其涉及一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统。
技术介绍
目前市场上对模拟仿真器的需求越来越大，对其视景显示系统性能的要求也越来越高，尤其对显示清晰度、观察视角以及感官体验等提出了更高要求，一种大尺寸、宽视角、高分辨率，强沉浸感和真实感的显示系统能给军事仿真训练带来事半功倍的效果。为了解决投影仪视场角小、对比度低、寿命短、价格昂贵和维护困难，以及无法完全实现国产化等诸多问题，LED视景球幕显示方案被提出，该方案具有高刷新率、高清晰度、大视场角、长寿命、易维护、易运输安装及低成本等优点，因此采用LED作为视景球幕显示系统具有重大研究意义。传统沉浸式球幕显示皆采用投影显示技术，通过多台投影仪采用图像拼接和融合的方式实现球幕显示功能，这种方式一方面很难做到全视场显示，尤其在实像显示系统中，因为一旦有观察者或物体在系统内部，就会对部分显示区域产生遮挡；另一方面该显示方式除了进行图像几何校正以外，还需要进行图像拼接和图像融合，由于拼接和融合区域较大，实际每台投影仪的像素利用率非常小。目前LED球形领域的应用主要有：LED外球面显示、LED穹顶显示和LED半球面显示等，且这些应用主要集中于商业广告宣传和科技馆展览等，由于该类显示系统没有硬件图形实时校正设备，其播放的视频源需要根据球形形状定制，极大限制了显示内容的灵活多变。此外，目前LED球形显示技术中，存在视频信号不同步的问题，影响了显示终端整个显示画面的流畅性和同步性，这一问题亟待解决。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，包括视频处理控制系统和球幕显示终端，所述视频处理控制系统的数据输出端连接球幕显示终端的数据输入端，具体的：所述视频处理控制系统包括视频拼接器、图形校正器和视频发送器，所述视频拼接器接收上位机输出的多路视频图像，并将每一路视频图像分割为多个子图像；所述图形校正器将视频拼接器分割的每一个子图像转换为曲面图像，并校正各曲面图像间衔接部分的空隙和畸变；所述视频发送器将视频拼接器和图形校正器处理后的视频图像发送至球幕显示终端。所述球幕显示终端包括若干个视频接收卡以及对应的显示模块，所述视频接收卡和显示模块分布式设置于整个球幕上，所述视频接收卡截取和缓存视频发送器发送的视频图像，并驱动显示模块将视频图像进行显示。进一步的，所述显示模块包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，所述逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元；n>1。进一步的，所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，所述逻辑单元发送的控制信号通过电流控制单元输出给行列扫描驱动单元，同时行列扫描驱动单元接收逻辑单元发送的扫描数据，并对LED灯珠进行驱动。进一步的，所述行列扫描驱动单元采用从左到右、逐行扫描的方式对LED灯珠进行扫描。进一步的，所述LED灯珠的亮度通过电流控制单元进行调节。进一步的，所述视频拼接器的数据输入端通过DVI、HDMI或DP接口连接上位机的数据输出端，所述视频拼接器的数据输出端通过DVI-D接口连接图形校正器的数据输入端，所述图形校正器的数据输出端也通过DVI-D接口连接视频发送器的数据输入端。进一步的，所述图形校正器设置有多个，且多个图形校正器之间通过PCI-E总线进行数据交互和图像同步。进一步的，所述视频发送器通过千兆以太网与视频接收卡连接。本专利技术的有益效果在于：(1)LED通过拼接可以实现全视场显示，且显示内容不会因为球幕内部有物体而被遮挡，是真正意义上的沉浸式全视景；(2)LED实现全球幕的显示驱动时只需图像几何校正和图像拼接，通过合理的通道划分可以使每个通道的像素利用率达到最大，大大简化了图像处理难度；(3)本专利技术的视频拼接器和图形校正器对上位机输出的多通道视频信号并行实时处理，保证了输出视频流的同步性；视频发送器通过千兆以太网与视频接收卡连接，而千兆以太网传输延迟处于纳秒级，故多通道视频信号传输到球幕显示终端依然为同步视频信号；每张视频接收卡处理过程同时截取属于自己显示区域的视频信号对显示模块(LED灯板)进行驱动，即所有视频接收卡同时接收视频信息并同时驱动显示模块；由于所有信号都并行实时处理，输出的信号也保证了同步性，因此保证了球幕显示终端整个显示画面的流畅和同步性。附图说明图1是本专利技术的沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统示意图；图2是视频拼接器的等轴测视图之一；图3是视频拼接器的等轴测视图之二；图4是视频拼接器的硬件结构框图；图5是视频拼接器的背视丝印图；图6是图形校正器的等轴测视图之一；图7是图形校正器的等轴测视图之二；图8是图形校正器的硬件结构框图；图9是图形校正器的背视丝印图；图10是视频发送器的等轴测视图之一；图11是视频发送器的等轴测视图之二；图12是视频发送器的硬件结构框图；图13是视频发送器的背视丝印图；图14是视频接收卡的硬件结构框图；图15是显示模块的结构示意图；图16是LED矩阵单元的信号处理示意图；图17是视频发送与接收架构示意图；图18是LED灯板的结构示意图；图19是LED灯板的背面结构示意图；附图标记：1-视景计算机，2-视频拼接器，3-图形校正器，4-视频发送器，5-视频接收卡，6-显示模块；61-铜柱，62-磁性螺栓，63-LED灯珠，64-基板，66-电源座，67-牛角座，68-焊盘。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，包括视频处理控制系统和球幕显示终端，视频处理控制系统的数据输出端连接球幕显示终端的数据输入端，其中视频处理控制系统包括视频拼接器2、图形校正器3和视频发送器4，视频拼接器2接收上位机输出的多路视频图像，并将每一路视频图像分割为多个子图像，图形校正器3将视频拼接器2分割的每一个子图像转换为曲面图像，并校正各曲面图像间衔接部分的空隙和畸变，视频发送器4将视频拼接器2和图形校正器3处理后的视频图像发送至球幕显示终端。球幕显示终端，包括若干个视频接收卡5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，其特征在于，包括视频处理控制系统和球幕显示终端，所述视频处理控制系统的数据输出端连接球幕显示终端的数据输入端；/n所述视频处理控制系统包括视频拼接器、图形校正器和视频发送器，所述视频拼接器接收上位机输出的多路视频图像，并将每一路视频图像分割为多个子图像；所述图形校正器将视频拼接器分割的每一个子图像转换为曲面图像，并校正各曲面图像间衔接部分的空隙和畸变；所述视频发送器将视频拼接器和图形校正器处理后的视频图像发送至球幕显示终端；/n所述球幕显示终端包括若干个视频接收卡以及对应的显示模块，所述视频接收卡和显示模块分布式设置于整个球幕上，所述视频接收卡截取和缓存视频发送器发送的视频图像，并驱动显示模块将视频图像进行显示；所述显示模块包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，所述逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元；n>1。/n

【技术特征摘要】
20191120 CN 20191113977181.一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，其特征在于，包括视频处理控制系统和球幕显示终端，所述视频处理控制系统的数据输出端连接球幕显示终端的数据输入端；
所述视频处理控制系统包括视频拼接器、图形校正器和视频发送器，所述视频拼接器接收上位机输出的多路视频图像，并将每一路视频图像分割为多个子图像；所述图形校正器将视频拼接器分割的每一个子图像转换为曲面图像，并校正各曲面图像间衔接部分的空隙和畸变；所述视频发送器将视频拼接器和图形校正器处理后的视频图像发送至球幕显示终端；
所述球幕显示终端包括若干个视频接收卡以及对应的显示模块，所述视频接收卡和显示模块分布式设置于整个球幕上，所述视频接收卡截取和缓存视频发送器发送的视频图像，并驱动显示模块将视频图像进行显示；所述显示模块包括逻辑单元和n个矩阵排列的LED矩阵单元，所述逻辑单元将视频接收卡发送的扫描数据和控制信号同时分配给n个LED矩阵单元；n>1。


2.根据权利要求1所述的一种沉浸式全视景LED球幕显示及控制系统，其特征在于，所述LED矩阵单元包括电流控制单元、行列扫描驱动单元和LED灯珠，所述逻辑单元发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：解军，王继岷，贺卫东，曾一雄，王万勤，
申请(专利权)人：成都成电光信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51