基于DTMB監測平臺的多畫面電視墻的設計

劉東亮

過去幾年，在液晶拼接顯示技術、視頻編碼技術、數字矩陣技術、聯網報警技術等領域都有了相當進步，所以新設計的電視墻設備也需要進行全面的升級，以滿足單位對DTMB監測平臺視頻監控的要求。新系統通過整合各方面領先成熟穩定的技術方案，實現對系統的編碼、切換、控制、解碼、顯示、拼接、存儲等方面進行全面立體的展現。新設計的DTMB監測平臺電視墻必須滿足以下幾點要求：標準化、實用性、擴展性、安全性、可靠性、兼容性。

1 系統設計要求

考慮到整個信號傳輸及播出系統的安全性，需對信號傳輸及發射后的節目質量進行全方位的監測。這就需要構建完整的監聽監看系統，監聽監看系統完整地對信號傳輸及開路接收信號實時監聽監看、異態報警，并及時地反映信號的質量問題。中心總控機房實時多畫面顯示和聲光報警。監聽監看系統的核心為通過多畫面監測系統和電視墻，對25CH和40CH通道的清流和解調信號進行監聽、監看和故障警告，以幫助系統管理員及時發現系統存在的問題。

2 系統整體方案設計

多畫面電視墻設計要實現的功能是：主要顯示兩個DTMB頻點的多畫面圖像。一臺多畫面服務器實現中央八套節目衛星信道、大象融媒信道的TS流構成一個十六畫面的展現（非加密信號）。

一臺多畫面服務器實現中央四套+省+CCTV5+六套節目的衛星信道（中央4套）、大象融媒信道（中央4套）、切換器輸出的TS流（中央4套），編碼復用前的河南衛視、CCTV5+的TS流，共計十四個畫面展現（非加密信號）。

第一塊屏展現中央八套節目衛星信道、大象融媒信道的TS流構成一個十六畫面展現；第二塊屏展現中央八套節目編碼復用器輸出的TS流、空收解調的TS流解碼構成十六畫面展現；第三塊屏展現中央四套+省+CCTV5+六套節目的衛星信道（中央4套）、大象融媒信道（中央4套）、切換器輸出的TS流（中央4套），編碼復用前的河南衛視、CCTV5+的TS流，共計十四個畫面展現；第四塊屏展現中央四套+省+CCTV5+節目的編碼復用后、空收解調的TS流解碼十二畫面展現；第七塊屏展現了兩個DTMB頻率的實時節傳流程圖；第八塊屏展現了兩個DTMB頻率相發射功率、反射功率參數的可視化動態柱圖；第九塊屏展現了兩個DTMB頻率發射機性能指標的實時星座圖、實時頻譜圖；第十塊屏展現了電力參數；第五、六、十一、十二塊屏展現了全省DTMB單頻網監測的全網運行狀態。

本監測系統的監測理念是電視墻展現與日常監控管理相分離，即電視墻展現的內容基本固定不變，日常操作管理通過占用客戶端電腦瀏覽處理。大屏幕顯示采用Show服務器，通過網線與服務器連接，采用Web方式展現界面，將HDMI信號輸出至畫面拼接器處理后通過HDMI與顯示屏連接。前四塊屏不通過Show服務器，多畫面設備通過HDMI輸出直接連接與分割器鏈接上。系統總體合計流程圖如圖1所示。

3 多畫面監測系統設計

監測平臺中心大屏幕主要顯示的是整個河南省各地市發射臺發射系統和傳輸系統的重要參數、設備運行狀態和主要負責人的聯系方式。它是監控系統的核心部分，肩負著各個發射機及設備參數、各類節目視音頻信號、環境視頻監視畫面的集中顯示以及對比監視，監控中心數據處理系統中的大屏幕顯示系統是本設計中的重要組成部分。

為了更加方便靈活地控制電視墻的顯示輸出，在電視墻前端配置了視頻矩陣、音頻矩陣、視頻多畫面分割器、音頻切換器、功放等設備，通過這些設備，可以把各種信號（視頻信源、電視解調、視頻多畫面分割器、計算機VGA輸出信號）進行靈活的組合、搭配或分割后輸出到指定的電視墻液晶顯示器上，同時亦能同步切換監聽節目的伴音效果。

電視墻由12塊183.33厘米（55英寸）高清液晶拼接顯示屏，以2排6列顯示陣列組成。電視墻的畫面信息是通過網絡傳輸將系統的各種參數傳輸過來的，因此視頻切換矩陣就顯得至關重要，通過VGA信號的形式將所有通過網絡匯集而來的各類數字信號輸送至電視墻的各個顯示屏，本地的信號經衛星接收機以及數字信號解調器等設備將轉換后的AV信號通過視頻切換矩陣處理后送到指定的顯示屏。監控計算機主要負責所有顯示屏的顯示模式的轉換控制（VGA/AV），同時肩負著VGA矩陣、視頻矩陣、音頻切換器的遙控切換選擇。我們在VGA切換矩陣和視頻切換矩陣中增加了信號識別與自動切換的功能，通過矩陣的接口協議實時獲取矩陣各個通道信號情況，一旦出現信號丟失的情況，控制計算機會根據切換預案，自動向矩陣發送指令，將矩陣輸出進行調整。在顯示的分配上可以靈活多變任意組合。

4 數字矩陣系統功能介紹

隨著現代技術的發展，電視墻的設計已完全趨向于網絡化和數字化，網絡化和數字化已經是監控領域的核心部分，同樣也是電視墻監控系統的重要部分。數字化促成的數字矩陣既可以完成前端輸入信號后端視頻的輸出又可以完成電視墻系統的多路數視頻輸出，要滿足機房各系統節點的監測需求，就要使整個系統不僅結構簡單而且布局合理，同時滿足值班員的基本要求：操作簡易。這樣也便于處理各種問題和突發事件，這就要求電視墻的設計滿足多屏拼接輸出、多機級聯、多畫面分割顯示以及歷史視頻回放、集中錄像存儲等功能特色。

4.1 拼接控制功能

為了滿足多畫面電視墻監控的需求，在電視墻的設計中應充分滿足連接緊密無縫隙的特點，設計中采用的是ID液晶屏，設置了兩排，一排六塊顯示屏，共計十二塊五十五寸的顯示屏，設計中要求液晶屏的邊沿要盡可能地窄，這樣就可以在多屏連的時候看著舒適。同時，還要實現每一個液晶屏可以單獨進行任意的多各畫面分割顯示，以及多個液晶屏合在一起顯示一個畫面，這樣就可以實現對一個畫面的放大顯示。

4.2 多畫面的分割功能

電視墻的設計中要求每個液晶屏同時具有HDMI、VGA等多種接口，可以實現單獨的一個液晶屏幕分割為多個顯示模塊，又可以實現任意液晶屏上面的顯示畫面可以隨意地拖動到其他液晶屏上給予顯示，單個液晶屏畫面的顯示也可放大到臨界的液晶顯示屏上實現畫面的放大。為了實現多畫面在單個液晶屏上的隨意分割、達到實用效果，在設計時所有屏分辨率要達到1280×1024顯示能力，各個液晶屏之間的窗口可以進行任意的交叉和切換及單個畫面的擴大輸出，實現真正意義上的矩陣電視墻功能，實現多畫面和音頻報警的同時輸出。

4.3 多矩陣無縫級聯功能

在本設計中要實現多機無縫聯機這個基本的功能，這就要借助網絡系統，現代化的交換機為網絡矩陣提供了賴以生存的全交叉功能。快速有效的計算能力使得網絡應用于每一個地方，而且網絡通過IP地址的設置，網絡資源的共享已經脫離了某一個單一電腦主機箱的約束。在本設計中要充分借用網絡方面的優勢，通過有效的分布式計算，在主控上進行統一操作即可。所有的數據通過IP地址之間的聯系共享到一臺主機上就可以，不用去操作每臺機器，既可實現視頻切換在單個窗口的顯示，也可以通過矩陣對整個液晶屏進行分割以及實現多個視頻信號在矩陣間的交叉顯示。

5 結語

本文所討論的基于DTMB監測平臺的多畫面電視墻的設計具有以下幾個優點：①通過網絡實現高度集成化的電視墻顯示拼接技術。②可以對單個畫面進行任意分割，又可以顯示多個畫面的合成。③滿足了網絡化時代下電視墻和DTMB監測平臺之間連接，極大地滿足并實現了對DTMB各節點參數和畫面的監控。

參考文獻：

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