基于DTMB监测平台的多画面电视墙的设计

刘东亮

过去几年，在液晶拼接显示技术、视频编码技术、数字矩阵技术、联网报警技术等领域都有了相当进步，所以新设计的电视墙设备也需要进行全面的升级，以满足单位对DTMB监测平台视频监控的要求。新系统通过整合各方面领先成熟稳定的技术方案，实现对系统的编码、切换、控制、解码、显示、拼接、存储等方面进行全面立体的展现。新设计的DTMB监测平台电视墙必须满足以下几点要求：标准化、实用性、扩展性、安全性、可靠性、兼容性。

1 系统设计要求

考虑到整个信号传输及播出系统的安全性，需对信号传输及发射后的节目质量进行全方位的监测。这就需要构建完整的监听监看系统，监听监看系统完整地对信号传输及开路接收信号实时监听监看、异态报警，并及时地反映信号的质量问题。中心总控机房实时多画面显示和声光报警。监听监看系统的核心为通过多画面监测系统和电视墙，对25CH和40CH通道的清流和解调信号进行监听、监看和故障警告，以帮助系统管理员及时发现系统存在的问题。

2 系统整体方案设计

多画面电视墙设计要实现的功能是：主要显示两个DTMB频点的多画面图像。一台多画面服务器实现中央八套节目卫星信道、大象融媒信道的TS流构成一个十六画面的展现（非加密信号）。

一台多画面服务器实现中央四套+省+CCTV5+六套节目的卫星信道（中央4套）、大象融媒信道（中央4套）、切换器输出的TS流（中央4套），编码复用前的河南卫视、CCTV5+的TS流，共计十四个画面展现（非加密信号）。

第一块屏展现中央八套节目卫星信道、大象融媒信道的TS流构成一个十六画面展现；第二块屏展现中央八套节目编码复用器输出的TS流、空收解调的TS流解码构成十六画面展现；第三块屏展现中央四套+省+CCTV5+六套节目的卫星信道（中央4套）、大象融媒信道（中央4套）、切换器输出的TS流（中央4套），编码复用前的河南卫视、CCTV5+的TS流，共计十四个画面展现；第四块屏展现中央四套+省+CCTV5+节目的编码复用后、空收解调的TS流解码十二画面展现；第七块屏展现了两个DTMB频率的实时节传流程图；第八块屏展现了两个DTMB频率相发射功率、反射功率参数的可视化动态柱图；第九块屏展现了两个DTMB频率发射机性能指标的实时星座图、实时频谱图；第十块屏展现了电力参数；第五、六、十一、十二块屏展现了全省DTMB单频网监测的全网运行状态。

本监测系统的监测理念是电视墙展现与日常监控管理相分离，即电视墙展现的内容基本固定不变，日常操作管理通过占用客户端电脑浏览处理。大屏幕显示采用Show服务器，通过网线与服务器连接，采用Web方式展现界面，将HDMI信号输出至画面拼接器处理后通过HDMI与显示屏连接。前四块屏不通过Show服务器，多画面设备通过HDMI输出直接连接与分割器链接上。系统总体合计流程图如图1所示。

3 多画面监测系统设计

监测平台中心大屏幕主要显示的是整个河南省各地市发射台发射系统和传输系统的重要参数、设备运行状态和主要负责人的联系方式。它是监控系统的核心部分，肩负着各个发射机及设备参数、各类节目视音频信号、环境视频监视画面的集中显示以及对比监视，监控中心数据处理系统中的大屏幕显示系统是本设计中的重要组成部分。

为了更加方便灵活地控制电视墙的显示输出，在电视墙前端配置了视频矩阵、音频矩阵、视频多画面分割器、音频切换器、功放等设备，通过这些设备，可以把各种信号（视频信源、电视解调、视频多画面分割器、计算机VGA输出信号）进行灵活的组合、搭配或分割后输出到指定的电视墙液晶显示器上，同时亦能同步切换监听节目的伴音效果。

电视墙由12块183.33厘米（55英寸）高清液晶拼接显示屏，以2排6列显示阵列组成。电视墙的画面信息是通过网络传输将系统的各种参数传输过来的，因此视频切换矩阵就显得至关重要，通过VGA信号的形式将所有通过网络汇集而来的各类数字信号输送至电视墙的各个显示屏，本地的信号经卫星接收机以及数字信号解调器等设备将转换后的AV信号通过视频切换矩阵处理后送到指定的显示屏。监控计算机主要负责所有显示屏的显示模式的转换控制（VGA/AV），同时肩负着VGA矩阵、视频矩阵、音频切换器的遥控切换选择。我们在VGA切换矩阵和视频切换矩阵中增加了信号识别与自动切换的功能，通过矩阵的接口协议实时获取矩阵各个通道信号情况，一旦出现信号丢失的情况，控制计算机会根据切换预案，自动向矩阵发送指令，将矩阵输出进行调整。在显示的分配上可以灵活多变任意组合。

4 数字矩阵系统功能介绍

随着现代技术的发展，电视墙的设计已完全趋向于网络化和数字化，网络化和数字化已经是监控领域的核心部分，同样也是电视墙监控系统的重要部分。数字化促成的数字矩阵既可以完成前端输入信号后端视频的输出又可以完成电视墙系统的多路数视频输出，要满足机房各系统节点的监测需求，就要使整个系统不仅结构简单而且布局合理，同时满足值班员的基本要求：操作简易。这样也便于处理各种问题和突发事件，这就要求电视墙的设计满足多屏拼接输出、多机级联、多画面分割显示以及历史视频回放、集中录像存储等功能特色。

4.1 拼接控制功能

为了满足多画面电视墙监控的需求，在电视墙的设计中应充分满足连接紧密无缝隙的特点，设计中采用的是ID液晶屏，设置了两排，一排六块显示屏，共计十二块五十五寸的显示屏，设计中要求液晶屏的边沿要尽可能地窄，这样就可以在多屏连的时候看着舒适。同时，还要实现每一个液晶屏可以单独进行任意的多各画面分割显示，以及多个液晶屏合在一起显示一个画面，这样就可以实现对一个画面的放大显示。

4.2 多画面的分割功能

电视墙的设计中要求每个液晶屏同时具有HDMI、VGA等多种接口，可以实现单独的一个液晶屏幕分割为多个显示模块，又可以实现任意液晶屏上面的显示画面可以随意地拖动到其他液晶屏上给予显示，单个液晶屏画面的显示也可放大到临界的液晶显示屏上实现画面的放大。为了实现多画面在单个液晶屏上的随意分割、达到实用效果，在设计时所有屏分辨率要达到1280×1024显示能力，各个液晶屏之间的窗口可以进行任意的交叉和切换及单个画面的扩大输出，实现真正意义上的矩阵电视墙功能，实现多画面和音频报警的同时输出。

4.3 多矩阵无缝级联功能

在本设计中要实现多机无缝联机这个基本的功能，这就要借助网络系统，现代化的交换机为网络矩阵提供了赖以生存的全交叉功能。快速有效的计算能力使得网络应用于每一个地方，而且网络通过IP地址的设置，网络资源的共享已经脱离了某一个单一电脑主机箱的约束。在本设计中要充分借用网络方面的优势，通过有效的分布式计算，在主控上进行统一操作即可。所有的数据通过IP地址之间的联系共享到一台主机上就可以，不用去操作每台机器，既可实现视频切换在单个窗口的显示，也可以通过矩阵对整个液晶屏进行分割以及实现多个视频信号在矩阵间的交叉显示。

5 结语

本文所讨论的基于DTMB监测平台的多画面电视墙的设计具有以下几个优点：①通过网络实现高度集成化的电视墙显示拼接技术。②可以对单个画面进行任意分割，又可以显示多个画面的合成。③满足了网络化时代下电视墙和DTMB监测平台之间连接，极大地满足并实现了对DTMB各节点参数和画面的监控。

参考文献：

[1]张学新,袁军．发射机房监控系统实用性改造[J]．电视技术,2010(9):90—105。

[2]张金标 ,周剑 ．基于．NET 平台的广播发射台实时监控系统[J]．自然科学版,2006(1):66-70．