1、控制系統的現狀

21世紀，LED大屏幕電子顯示屏向更高亮度、更高耐氣候性、更高的發光均勻比、更高的可靠性、全色化、多媒體的方向發展，系統的運行、操作與維護也向集成化、網絡化、智能化方向發展。越來越多的場合需要高分辨率，高顯示質量的超大屏幕LED顯示產品。

目前，國內全彩LED顯示屏的控制系統主要采用基于PC機顯卡輸出視頻數據的通信控制系統。系統主要分成發送板，接收板，掃描板，驅動板等幾大板塊，而發送板采用的接口大多數是DVI數字接口。DVI接口是由1998年9月，在Intel開發者論壇上成立的數字顯示工作小組發明的一種高速傳輸數字信號的技術。單連接DVI接口最高傳輸視頻分辨率為1920*768*60Hz視頻數據，該接口只支持RGB單色8bit的色彩深度。并且DVI接口不支持音頻信號的傳輸。考慮到未來多媒體的需要，這顯然是個致命傷。HDMI接口[1]作為DVI接口的取代者，不但解決了高色深的問題，還增加了音頻通道，實現音視頻一根線傳輸的方案，節省系統資源，簡化布線難度。

2006年6月，HDMI 1.3標準公布，PC顯示卡有10bit色彩的數字視頻輸出接口，但當時受到WINDOWS XP操作系統的限制，仍然不能大面積普及。2009年10月，微軟發布WINDOW 7操作系統，支持單色10bit的色彩通道。10bit色彩的處理能力，不僅能大大的提高顯示屏顏色表現的細膩程度，還能提高修正的精度，提高顯示屏的整體顯示質量。10bit色彩視頻將會在不久后的未來大范圍普及。近期公布的HDMI 1 .4標準的還加入了一條百兆網通道，利用該通道，控制系統和PC機將可通過一條HDMI線進行雙向通信，這將大大節省系統資源。

2、控制系統的模型

傳統的拼接技術采用顯卡的擴展模式，分立出另一個通道的視頻數據，其優點是不需要前置視頻處理器即可實現視頻拼接和分割。但由于受到顯卡的限制，分割位置是固定的，不能靈活設置，并且大多數顯卡不能提供4個以上的視頻接口，不能適應多變的LED大屏幕市場。而且兩個通道的視頻信號往往不同步，在大屏幕的拼接處就會出現比較嚴重的視頻撕裂問題。綜合上述顯示需求，本文提出一種基于HDMI接口，提供1080p分辨率，10bit色深的LED大屏幕顯示控制系統。該系統模型的基本特點是多區域并行顯示。視頻處理器接收一路HDMI信號或融合2路HDMI信號實現畫中畫，然后分割成4路同時發出，在時序上，4路輸出完全同步，可以解決拼接處視頻撕裂的問題。

圖1. 顯示控制系統模型

如圖1示，在這個顯示控制系統中，PC機通過HDMI接口，發送10bit色深，1080p@60Hz的高清視頻給視頻處理器。視頻處理器應用視頻分割功能，將1080p@60Hz的視頻源分割為4塊1024*768*60Hz的標準視頻信號，如圖2所示，紅色，藍色，黃色和綠色區域為4塊分割后的顯示區域，中間黑色為1080p分辨率的圖像，對于超過此范圍的像素點，用以0標記，保證輸出分辨率在1024x768，這樣將有利于發送卡接收處理信號。4塊發送卡通過8根千兆網線發送給遠端的LED大屏幕，將4塊1024*768*60Hz的大屏幕拼接為1塊2048*1536*60Hz 的大屏幕。

圖2. 1080p@60Hz視頻分割此方案的優點是將1幅圖像分割成4個獨立區域顯示，每個區域受到PC機的控制，方便進行多視頻之間的切換以及畫中畫功能。同時較高的分辨率和色彩深度不僅能為用戶提供良好的視覺享受，對于后端的校正處理也提供了更大的利用空間。

3、控制系統的實現

3.1視頻處理器