CN101526890B - 显示拼接墙的显示单元的位置映射方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示拼接墙显示单元的映射方法，包括如下步骤：记录显示拼接墙各个显示单元的逻辑位置及其对应的逻辑特征量；获取显示拼接墙各个显示单元显示的图像信息，从所述图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量；将所述逻辑特征量与物理特征量进行匹配；判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应的逻辑位置是否相符，若不相符，则用该物理特征量对应的物理位置更新其逻辑位置。本发明还公开了一种显示拼接墙系统。本发明能够实现当接入信号通道发生错误时，对显示单元的物理位置与逻辑位置进行自动映射，使显示拼接墙无需进行接入信号通道调整就能够正确显示图像。

Description

显示拼接墙的显示单元的位置映射方法和装置

技术领域

本发明涉及显示器及视频输出技术领域，特别涉及显示拼接墙的显示单元的位置映射方法和装置。

背景技术

在一些特殊场合，如户外广告、广场、车站、体育场、商场以及演播室、大型会议室等场合，为提供大屏幕的显示效果，并满足用户远距离看清图像的需要，常常要安装大尺寸的显示装置。而当前的图象显示单元，如电视机和显示器等很难做到如此大的尺寸，所以通常采用多个大屏幕电视机或者显示器按照行列拼接而成的大面积显示系统，也就是显示拼接墙(DISPLAYWALL)，组成显示拼接墙每一个显示装置称为显示单元。显示拼接墙的应用领域非常广泛，涉及政府机关、电力、水利、电信、公安、军队、武警、铁路、交通、矿业、能源、钢铁、企业等的监控中心、调度中心、指挥中心、会议室、展示厅等大屏幕显示系统。

在这些应用领域中，显示拼接墙的显示单元既可以作为单屏使用，完整显示一幅图像，任意缩放、叠加显示；也可以作为多屏拼接，每个显示单元显示一部分图像，从而有利于多角度，或者全面实现监控等功能。

由于对显示拼接墙尺寸要求较高，这就意味着显示单元尺寸加大或者显示单元数目增加。而显示单元的尺寸受到当前技术水平的限制，因此主要靠增加显示单元的数目来满足大尺寸显示拼接墙的需要。但是，显示单元的数目增多，不仅使得控制变得较复杂，要求有更多的信号通道，而且也会给用户安装使用带来麻烦。信号通道太多，容易出现信号通道接入错位，而导致显示单元显示错位，严重影响图像的正确显示，而且对用户来说，信号通道太多时，维护和纠正也变得困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种显示拼接墙的显示单元的映射方法和一种显示拼接墙，当接入信号通道发生错误时，对显示单元的物理位置与逻辑位置进行自动映射，使显示拼接墙无需进行接入信号通道调整就能够正确显示图像。

所述显示拼接墙显示单元的映射方法包括如下步骤：

记录显示拼接墙各个显示单元的逻辑位置及其对应的逻辑特征量；

获取显示拼接墙各个显示单元显示的图像信息，从所述图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量；

将所述逻辑特征量与物理特征量进行匹配；

判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应的逻辑位置是否相符，若不相符，则用该物理特征量对应的物理位置更新其逻辑位置。

所述显示拼接墙系统，包括两个以上的显示单元、一信号源提供装置、一个用于向每个显示单元发送图像信号的控制器，控制器与每个显示单元之间通过与该显示单元唯一对应的信号通道传输图像信号；

所述控制器包括：

逻辑位置模块，用于将来自信号源提供装置的图像信号分割成多个图像区块；通过分析图像区块的图像信号，得到每个图像区块的逻辑特征量，对每个图像区块的逻辑位置进行定位，得到显示单元逻辑位置及其对应的逻辑特征量；

该系统还包括：

图像采集装置，用于获取显示拼接墙各个显示单元显示的图像信息；

图像捕获和处理装置，从所述图像采集装置获取到的图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量；接收来自控制器的显示单元逻辑位置信息与对应的逻辑特征量，对物理特征量和逻辑特征量进行匹配搜索，判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应逻辑位置是否相符，若不相符，将显示单元的物理位置信息替换对应的逻辑位置信息，并将更新后的显示单元逻辑位置信息发送给控制器。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例提出的显示拼接墙的显示单元物理位置与逻辑位置自动映射的解决方案，可以通过自动分析捕获的当前屏幕显示的图像，得到各个显示单元的物理特征量，来与控制器中得到的显示单元的逻辑特征量进行匹配，特征量的匹配结果建立显示单元物理位置和逻辑位置的映射关系，根据屏幕物理位置与逻辑位置映射关系进行逻辑位置信息的更新，从而实现在无需要更改信号通道连接，也可以自动校正图像显示位置，可以迅速解决显示单元和信号通道之间连接错位的问题，给用户的使用和维护带来了方便。

附图说明

图1为本发明实施例的显示拼接墙系统的框图；

图2为本发明实施例的显示拼接墙的显示单元物理位置与逻辑位置映射关系示意图；

图3为本发明实施例逻辑位置更新前，显示单元物理位置与信号通道标号的映射关系示意图；

图4为本发明实施例逻辑位置更新后，显示单元物理位置与信号通道标号的映射关系示意图；

图5为本发明实施例的显示拼接墙的显示单元物理位置与逻辑位置自动映射的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。附图中示出本发明的优选实施例。然而，本发明可以以多种不同方式实施，且不应限于在此展示的实施例。

图1是本发明实施例的显示拼接墙系统框图。如图1所示，信号源提供装置105用于提供图像信号，所述图像信号的格式可以是视频图像阵列(Video Graphics Array，VGA)、高清多媒体接口(High-Definition MultimediaInterface，HDMI)或数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)等视频格式。信号源提供装置105的图像信号由控制器130读入并进行处理与转换。来自信号源提供装置105的图像信号经过控制器130的转换，变成多通道信号，也就是说，将图像信号分成多组，每个信号通道传输其中一组图像信号。每个信号通道唯一对应一个显示单元。

本发明中的控制器130包括：

逻辑位置模块，用于产生显示单元的逻辑位置及逻辑特征量，具备功能包括：将信号源提供装置105输入的图像信号分割成与显示单元数目相同的图像区块；每个图像区块唯一对应一个显示单元，通过分析每个图像区块的特征，得到该图像区块的逻辑特征量，不同图像区块的逻辑特征量不同；然后对每个图像区块的逻辑位置进行定位，从而得到显示单元逻辑位置及其对应的逻辑特征量。

本发明所称的特征量为表示某图像区块特征的编码。例如，特征量可以代表图像区块的形状特征的编码，如特征量为“00000001”代表方形，特征量为“00000010”代表圆形，特征量为“00000011”代表三角形；或者，特征量也可以是代表图像区块的色彩特征的编码，如特征量取不同的编码值分别代表红色、黄色、绿色等；或者特征量也可以是代表图像区块灰阶特征的编码等。控制器130的逻辑位置模块产生的特征量与显示单元的逻辑位置对应，称为逻辑特征量；而图像捕获和处理装置120产生与显示单元的物理位置对应的特征量，称为物理特征量。

显示单元的物理位置，是显示单元在显示拼接墙中实际所处的位置，可以用位于第几行、第几列来表示。而每个显示单元用于将一个信号通道传递的图像信号显示为图像，信号通道传递的图像信号对应的这一部分图像在整个显示拼接墙的图像中所处的位置就是该信号通道对应的显示单元的逻辑位置。在正常情况下，显示单元的物理位置和逻辑位置应当是相符的。

在本发明中，图像采集装置110对显示拼接墙100的每个显示单元所显示的图像进行采集，得到显示单元对应的图像信息，并确定每个显示单元的物理位置与物理特征量的对应关系。

通常图像采集装置110采集的显示拼接墙100的图像信息必须与控制器130输出的多通道信号同步，以便于对当前显示图像的位置做实时校正，消除信号通道误接所带来的图像显示错位。

图像采集装置110可以包括一个或两个以上的摄像头，如果包括一个摄像头，那么该摄像头用于采集显示拼接墙100的整体屏幕的图像信息，以及对不同显示单元的物理位置进行定位。若图像采集装置110包括两个以上摄像头，图像采集装置110就可以分区采集显示拼接墙100的整体屏幕的图像信息。这样做可以提高整体屏幕图像信息的采集速率。此外，由于单个摄像头的分辨率有限，如果显示拼接墙100的面积较大，则单个摄像头采集到的图像信息的清晰度可能不够，若采用多个摄像头进行分区采集，则可以将显示拼接墙100的图像信息采集做到更精细、更准确，以便于后续流程中对图像信息进行分割以及信息提取。另外，若摄像头的数目等于显示单元的数目，则每个摄像头将唯一对应一个显示单元。

图像采集装置110将采集到的显示拼接墙100的图像信息传送给图像捕获和处理装置120，由图像捕获和处理装置120对图像采集装置110采集的图像信息进行分割以及提取，从而得到各个显示单元的物理位置以及对应的物理特征量。

依据本发明，图像捕获和处理装置120具有图像分割模块，该图像分割模块将图像采集装置110采集的图像信息分割成多个图像区块，并确定每个图像区块所对应的显示单元的的物理位置；图像区块的数目通常由显示拼接墙100的显示单元数目决定。如果图像采集装置110包括多个摄像头，图像采集装置110采集的图像信息已经自然分成了多个部分，则图像捕获和处理装置120的图像分割模块将在此基础上再进行进一步划分并得到与显示单元数目相同的图像区块；或者，若图像采集装置110的摄像头与显示单元是唯一对应的，则图像捕获和处理装置120的图像分割模块可以对图像采集装置110采集的图像信息不再进行划分。

所述图像捕获和处理装置120还可以进一步包括：；

内容处理模块，用于将图像分割模块得到的每个图像区块的图像信息进行处理，提取出该图像区块的物理特征并进行编码，得到各个图像区块的物理特征量。

根据物理特征量代表的图像区块的特征的不同类型，内容处理模块还可以有不同的功能。

如果物理特征量代表图像区块的形状特征，则内容处理模块进一步包括：

目标分割单元，用于采用轮廓识别算法对图像区块中的轮廓线进行识别，将闭合的轮廓线围成的区域作为目标，图像区块中剩下的区域则作为背景，实现目标与背景的分割；

形状特征提取单元，提取目标分割单元所得到的目标的形状特征信息，将目标的形状特征信息用预先规定的编码表示，从而确定该图像区块的物理特征量。

如果物理特征量代表图像区块的灰阶特征，则所述内容处理模块用于统计图像区块的灰阶直方图分布，并将该灰阶直方图分布情况作为物理特征量。例如，将灰阶直方图的横坐标分成多个区间，统计落入各个区间的图像区域占整个图像区块面积的比值，将所得比值作为物理特征量的功能单元。

图像捕获和处理装置120与控制器130之间具有双向通讯接口，一方面图像捕获和处理装置120需要通过该通讯接口从控制器130中获得显示拼接墙100的各个显示单元的逻辑位置和逻辑特征量，并将逻辑特征量与图像捕获和处理装置120分析得到的物理特征量进行匹配，若匹配，则判断逻辑特征量对应的逻辑位置与物理特征量对应的物理位置是否相符；另一方面图像捕获和处理装置120要将各个显示单元的逻辑位置与物理位置的判断结果通过所述通讯接口反馈给控制器130。所述通讯接口既可以是串行，也可以是并行，取决于图像捕获和处理装置120与控制器130所要处理的信息量与处理速度。

图像捕获和处理装置120将来自控制器130的显示单元的逻辑位置及对应的逻辑特征量与物理位置及对应的物理特征量进行匹配，相互匹配的物理特征量和逻辑特征量对应同一个显示单元；建立显示拼接墙的各个显示单元的物理位置与逻辑位置之间的映射关系信息，并将该映射关系信息通过上述通讯接口传送给控制器130，控制器130对所述映射关系信息进行处理，发出相应的执行指令来更新逻辑位置信息表单的逻辑位置信息。最后根据更新的逻辑位置信息来映射信号通道的标号，从而驱动多通道信号的输出。

图2为依据本发明实施例的显示拼接墙100的显示单元物理信息与逻辑信息的映射关系的一个具体示例。在该示例中，显示拼接墙100包括12个显示单元，特征量代表显示单元显示的图像区块的形状特征。其中图2的左边表示通过图像采集装置110获得的显示单元的物理位置及其显示的物理特征量的对应关系表(下称表A)。而图2的右边表示通过控制器130的逻辑位置模块获得显示单元的逻辑位置及其显示的逻辑特征量的对应关系表(下称表B)。为了便于直观示出物理特征量与逻辑特征量之间的匹配情况，图2中的物理特征量与逻辑特征量均用其编码代表的图形来表示。

在控制器130发出的测试信号中，不同显示单元显示的图形各不相同，因此不同的显示单元具有不同的逻辑特征量。如果某个显示单元的物理位置与逻辑位置相符，则表A中显示的特定图形(例如星形)在表A中的位置，应当与该特定图形在表B中的位置相符。

图2所示的情况表明有显示单元的物理位置与逻辑位置不相符。其中，连接线220所连接的两个圆形，表示显示单元的物理特征量和逻辑特征量相同，但是该显示单元的物理位置与逻辑位置不相符。连接线230所连接的星形也表示显示单元的物理位置和逻辑位置出现了不相符的情况。

本发明中，图像捕获和处理装置120对表A与表B进行遍历搜索并对特征量匹配，如果在表A与表B中找到相同的特征量，就对该特征量的对应的物理位置和逻辑位置进行比较。例如，在表A中搜索到代表星形的物理特征量，记录其物理位置为A(1，1)，且在表B中找到与之匹配的代表星形的逻辑特征量，并记录其逻辑位置为B(2，2)，比较物理位置A(1，1)和逻辑位置B(2，2)，可以发现两者是不同的，需要对该逻辑位置进行更新。

在图2中，连接线210所连接的显示单元的物理特征量与逻辑特征量均代表三角形，是相同的特征量，且该显示单元的物理位置为A(3，1)，而逻辑位置是B(3，1)，则表示三角形特征量的物理位置和逻辑位置是匹配的，那么该处所对应的显示单元的逻辑位置不需要进行更新。

而图2中连接线220以及230所连接的显示单元的物理特征量与逻辑特征量相同，但显示该特征量的显示单元的物理位置和逻辑位置不相符，则需要对该处的显示单元的逻辑位置进行更新。

一般情况下，错位总是成对出现的，根据显示单元的特征量的物理位置与逻辑位置的映射关系，可以对显示单元的逻辑位置进行更新。图2的示例中，在表B中对坐标为B(1，1)的信号通道与坐标为B(2，2)处的信号通道进行交换。

显示单元物理位置与信号通道标号(CH1至CH12)是一一映射的。图3示出了在逻辑位置更新前，显示单元物理位置与信号通道标号的映射关系。左边是显示单元的物理位置，用图2中给出的物理特征量所处的位置来表示；右边是信号通道标号，从CH1到CH12依次排列。逻辑位置更新后，显示单元物理位置与信号通道标号的映射关系如图4所示。与图3比较，CH1和CH6交换了位置，这样显示单元的物理位置变为与图2的右边显示的物理单元的逻辑位置相符。

图5为本发明实施例提出的显示拼接墙屏幕物理位置与逻辑位置自动映射的具体实现流程图。该方法的思想是：控制器输出图像信号，驱动显示拼接墙的显示单元显示不同的图像。较佳地，该图像信号可以是专用的测试信号，使得各个显示单元的图像易于区分。一方面，采集显示拼接墙的屏幕上显示的图像，可以得到各个显示单元的图像信息，通过对采集的图像信息进行处理，得到各个物理位置上的显示单元所显示图像的物理特征量；另一方面，对各个信号通道的图像信号进行分析，得到各个逻辑位置上显示单元的逻辑特征量。进而将上述两组特征量进行匹配搜索，从而实现显示单元逻辑位置与物理位置的自动映射。

本发明实施例的流程应用于显示拼接墙的安装调试过程中，具体地说，在显示拼接墙的每个显示单元与控制器通过连接线连接完毕，显示拼接墙正式使用之前，执行如下步骤：

步骤510：图像采集装置110对显示拼接墙100显示的图像进行采集，并将采集到的图像信息及其对应的物理位置传递给图像捕获和处理装置120。图像捕获和处理装置120接收图像采集装置110送来的图像信息后，对所述图像信息进行分割和处理，获取每个显示单元的物理位置以及对应的物理特征量。同时，图像捕获和处理装置120获取来自控制器130的显示拼接墙100各个显示单元的逻辑位置及其对应的逻辑特征量。

步骤520：图像捕获和处理装置120对物理特征量和逻辑特征量进行匹配搜索。

步骤530：图像捕获和处理装置120判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应的逻辑位置是否相符，若是，则执行步骤540，否则执行步骤550。

步骤540：控制器130不对显示单元的逻辑位置进行更新。

步骤550：控制器130更新显示单元的逻辑位置。具体实现方式包括：图像捕获和处理装置120向控制器130发送所述显示单元的物理位置信息，控制器130将所述物理位置信息替换所述显示单元对应的逻辑位置信息，使该显示单元的物理位置与逻辑位置匹配。

通过上述流程更新显示单元的逻辑位置信息后，控制器130根据更新后的显示单元的逻辑位置输出多通道信号到各个显示单元。控制器130输出多通道信号可以是顺序输出也可以是同时并发进行的，只要保证各个显示单元的显示图像保持同步以及保证与摄像头采集图像信息同步。

执行完毕上述流程后，显示拼接墙100的显示单元的物理位置和逻辑位置相符。只要显示拼接墙100的物理连接不发生改变，就无需再执行该流程。如果显示拼接墙的物理连接发生变化，只需再执行一次该流程就可以确保显示单元的物理位置和逻辑位置相符。本发明实施例提出的为了解决显示单元与信号通道连接错位的问题，而提出的一种显示拼接墙的显示单元物理位置与逻辑位置自动映射的方法和装置，可以通过自动分析捕获的当前显示拼接墙的屏幕图像信息和不同区域图像信息的特征量来进行位置定位，根据显示拼接墙的各个显示单元的物理位置与逻辑位置映射关系进行逻辑位置的更新，从而实现在无需要更改信号通道的连接，也可以自动校正图像信号的显示位置，给用户的使用和维护带来了方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种显示拼接墙显示单元的映射方法，其特征在于，包括如下步骤：

记录显示拼接墙各个显示单元的逻辑位置及其对应的逻辑特征量；

获取显示拼接墙各个显示单元显示的图像信息，从所述图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量；

将所述逻辑特征量与物理特征量进行匹配；

判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应的逻辑位置是否相符，若不相符，则用该物理特征量对应的物理位置更新其逻辑位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取显示拼接墙的各个显示单元显示的图像信息包括：

采用两个以上的摄像头分区采集显示拼接墙屏幕的图像，得到各个显示单元显示的图像信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述摄像头的数目等于显示单元的数目，且每个摄像头唯一对应一个显示单元。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量的步骤包括：

将图像信息分割成多个图像区块，并确定每个图像区块的物理位置，每个图像区块对应一个显示单元；

对每个图像区块的图像信息进行处理，提取出该图像区块的特征并进行编码，得到图像区块的物理特征量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对每个图像区块的图像信息进行处理，提取出该图像区块的特征并进行编码，得到图像区块的物理特征量包括：

采用轮廓识别算法对图像区块中的轮廓线进行识别，将闭合的轮廓线围成的区域作为目标，图像区块中剩下的区域则作为背景，实现目标与背景的 分割；

提取目标的形状特征信息，将目标的形状特征信息用预先规定的编码表示，从而确定该图像区块的物理特征量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对每个图像区块的图像信息进行处理，提取出该图像区块的特征并进行编码，得到图像区块的物理特征量包括：

将灰阶直方图的横坐标分成多个区间，统计落入各个区间的图像区域占整个图像区块面积的比值，将所得比值作为物理特征量。

7.一种显示拼接墙系统，包括两个以上的显示单元、一信号源提供装置、一个用于向每个显示单元发送图像信号的控制器，控制器与每个显示单元之间通过与该显示单元唯一对应的信号通道传输图像信号；其特征在于，所述控制器还包括：

逻辑位置模块，用于将来自信号源提供装置的图像信号分割成多个图像区块；通过分析图像区块的图像信号，得到每个图像区块的逻辑特征量，对每个图像区块的逻辑位置进行定位，得到显示单元逻辑位置及其对应的逻辑特征量；

该系统还包括：

图像采集装置，用于获取显示拼接墙各个显示单元显示的图像信息；

图像捕获和处理装置，从所述图像采集装置获取到的图像信息中得到显示单元物理位置及其对应的物理特征量；接收来自控制器的显示单元逻辑位置信息与对应的逻辑特征量，对物理特征量和逻辑特征量进行匹配搜索，判断相互匹配的特征量中的物理特征量对应的物理位置与逻辑特征量对应逻辑位置是否相符，若不相符，将显示单元的物理位置信息替换对应的逻辑位置信息，并将更新后的显示单元逻辑位置信息发送给控制器。

8.根据权利要求7所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述逻辑位置模块分割成的图像区块与显示单元是唯一对应的。

9.根据权利要求7所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述图像采 集装置包括两个以上的摄像头。

10.根据权利要求9所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述图像采集装置包括的摄像头的数目等于所述显示单元的数目，且每个摄像头唯一对应一个显示单元。

11.根据权利要求7所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述图像捕获和处理装置进一步包括：

图像分割模块，用于将所述图像采集装置获取到的图像信息分割成多个图像区块，并确定每个图像区块的物理位置信息，每个图像区块唯一对应一个显示单元；

内容处理模块，用于将图像分割模块得到的每个图像区块的图像信息进行处理，提取出该图像区块的特征并进行编码，得到图像区块的物理特征量。

12.根据权利要求11所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述内容处理模块进一步包括：

目标分割单元，用于采用轮廓识别算法对图像区块中的轮廓线进行识别，将闭合的轮廓线围成的区域作为目标，图像区块中剩下的区域则作为背景，实现目标与背景的分割；

形状特征提取单元，用于提取目标分割单元所得到的目标的形状特征信息，将目标的形状特征信息用预先规定的编码表示，从而确定该图像区块的物理特征量。

13.根据权利要求11所述的显示拼接墙系统，其特征在于，所述内容处理模块进一步包括：用于将图像区块的灰阶直方图的横坐标分成多个区间，统计落入各个区间的图像区域占整个图像区块面积的比值，将所得比值作为物理特征量的功能单元。 

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