醫院高清屏幕融合系統設計

摘要：隨著以計算機、通信、網絡技術為核心的信息技術飛速發展，現代教學技術的科學體系也迅速形成，從而給教學觀念、教學方法和教學組織形式等方面帶來越來越深刻的影響。醫院報告廳除了要滿足傳統簡單的會議室要求外，還應具有高雅格調和優美音質、清晰圖像演示，并可以根據要求切換視頻顯示效果的智能化會議室。

關鍵詞：高清；網絡；邊緣融合

1、引言

我院是一所融醫療、教學、科研、預防為一體的綜合性三級甲等醫院，是一所直屬教學醫院。醫療教學是醫院工作的重要組成部分，每年承擔天津市住院醫師、全科醫師規范化培訓任務，以及臨床醫學博士后工作站的教學任務，并呈逐年遞增的趨勢。醫院學術報告廳是召開各類會議、學術討論以及日常教學必備設施。

2、屏幕融合系統概念

屏幕融合技術就是將一組投影機投射出的畫面進行邊緣重疊，當二臺或多臺投影機組合投射一幅畫面時，會有一部分影象燈泡重疊，邊緣融合的最主要功能就是把二臺投影機重疊部分的燈光亮度逐漸調低，使整幅畫面的亮度一致。從而顯示出一個沒有縫隙更加明亮，超大，高分辨率的整幅畫面，就好象是一臺投影機投射的畫質。

3、系統現有狀況

醫院報告廳始建于2005年，長20米，寬14米，面積大約300平米；視頻顯示方案采2用2臺獨立吊頂式投影機，顯示于一幅6000mm*2200mm尺寸無縫屏幕，控制機房在報告廳后面與屏幕相聚25米。因投影設備和線材的老化，投影功能和亮度已經不能滿足當前會議的使用要求，需更換新的投影機技術方案來提升會議的使用效果。

4、高清屏幕融合系統設計

4.1 屏幕尺寸的計算

最近觀看者距屏幕的距離4米-8米。對于報告廳顯示1280x800像素分辨率完全滿足各種視頻顯示需求。觀看這一分辨率圖像的有效觀看范圍是屏幕高度的2倍到4倍之間。所以我們需要的屏幕顯示圖像的高度為2.20m，單屏寬度為3.3米。2臺投影機融合圖像需要有一個技術范圍的重合區域，在單屏寬度的20%，1280×800像素的顯像，整屏寬度為：3.3+3.3×0.8=5.95米。大屏的顯像尺寸：5.95米×2.2米。

4.2 觀看角度的計算

根據人體工程學的原理我們知道人的眼睛觀看事物的最佳視角為：120度。

4.3 亮度和對比的計算

得到一個良好的“眼睛視覺感受”的重要因素是：為使眼睛不疲勞，大屏幕顯示亮度和桌面的紙張或書寫白板等的亮度差距應該2.5倍～3倍之間。選擇投影機亮的因素：報告廳里的光照度；屏幕面積；屏幕增益；作為報告廳要求良好的顯示圖像對比度要大于30：1。

顯示對比度是我們從屏幕上所看到的最終圖像的對比度，而不是投影機或屏幕自身的對比度系數。顯示對比度是由以下因素決定的：投影機的對比度；屏幕正面的環境光反射度：屏幕增益；環境的光線亮度。

投影機亮度計算，對于報告廳的正常使用，至少需要500NIT的環境照度，我們選擇的屏幕的增益為1.O（融合需要），投影機的顯示面積為11.4m²，所以投影機的亮度應該選擇：Lumens=э*nit*screen area/pg*Д=5440lumens投影機融合時需要降低20%～30%的亮度輸出，本報告廳投影機的亮度應該是5440÷0.8=6800流明左右。再考慮到正投影的光損3%，這樣我們選用7000流明亮度的投影機為宜。

4.4 融合后的整屏分辨率

因為有20%的融合區域，所以整屏分辨率為：（1280×80%+1280=）2304×800，大屏可以同時顯示2個1024×768分辨率的圖像，或一個2304×800的高分辨率底圖圖像。

5、屏幕融合系統主要設備性能

系統主要由投影屏幕、融合處理器、投影機、矩陣控制系統四部分組成。

5.1 投影屏幕

投影屏幕要能夠滿足學術報告廳日常課題討論、學術交流、會議字幕等活動的需求。融合屏幕尺寸為：5950mm*2200mm的電影銀幕。

5.2 投影機一一富可視深藍IN558遠程投影機

機器采用1920×1200的超高分辨率，亮度達到7000流明，能應對幾乎所有的光照環境；同時輸入兩路信號源，在一個屏幕上播放兩個畫面；雙燈設計也確保了投影機的連續運行；逐行掃描克服了隔行掃描的缺點，畫面平滑自然無閃爍，顯示效果好，從而真正實現1080P全高清顯示畫面效果：包含全模擬HD15接口、分量視頻輸入（BNO和色差輸入、以及HDMI1.3和高清視頻接口。

5.3 邊緣融合處理器

數字融合媒體處理器集拼接與融合于一身，可以提供強大的實時信號處理能力，可以提供非常出色的投影效果。

（1）多通道幾何校正模塊。投影系統中，投影拼接是個關鍵性步驟。由于投影的特殊性，在沒有曲面矯正的情況下，無法保證兩個投影畫面的完全重合。圖像的曲面矯正模塊，可以使得投影機投影在任何曲面上，都可以經過矯正以獲得一個正規的圖象。

（2）色彩校正，統_左右通道的色彩。通過色彩校正后，左右投影通道在色彩顯示上基本達到一致，保證了各通道在投影圖像時畫面色彩的統一，確保整個大屏幕的視覺效果和整體感。

（3）邊緣融合，處理左右通道在投影屏幕上重復投影的部分。多通道投影涉及到邊緣融合和拼接的問題，邊緣融合始終是系統所要解決的關鍵技術之一，左右通道投影時，存在部分重復投影區域，該區域稱之為融合區域，融合區域與其它區域相比，存在著明顯的亮度差異。融合處理后，先前的融合區域與其它區域在顯示上完全一致，達到融合的目的。

5.4 視頻矩陣

矩陣切換器都可通過一路輸入驅動所有輸出時，提供最低450MHz（-3dB）的RGB視頻帶寬，憑借高帶寬保證輸入、輸出在滿載時，信號可長距離無損傳輸。

6、屏幕融合系統的特點

（1）可以顯示大分辨率的圖像；（2）可以顯示一幅完整的畫面，作為會標、歡迎語、背景、造型等；（3）流媒體文件不需要預先處理，只要達到分辨率就可以播放；（4）而采用邊緣融合技術后縮短投影機投射距離、減少投影機亮度的損失、提高圖像亮度；（5）支持多畫面、多窗口顯示，支持標準比例、非標準比例圖像，可使一個大屏幕變為多個實時顯示畫面。

7、結束語

現代化多功能報告廳具有無限升級性，一切功能應滿足臨床、科研、教學等學術交流工作需要。系統充分發揮了現代教學設備的作用，大大提高了各種設備的利用率，有效地提高了多媒體教學的質量。