視頻顯示系統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)展概述

李慶偉，吳 畏，王少坤

（中國電子科技集團(tuán)公司第三研究所，北京 100015）

0 引 言

視頻顯示系統(tǒng)工程技術(shù)從各級(jí)政府、大型企事業(yè)單位、公安、軍隊(duì)到金融證券、能源交通和醫(yī)療教育等行業(yè)，均得到廣泛應(yīng)用。近幾年來，隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的快速發(fā)展，視頻顯示技術(shù)、視頻處理技術(shù)在數(shù)字化、超高清化、IP 化、低延時(shí)、大型化、多功能、易用化及節(jié)能降耗等方面呈現(xiàn)出快速提升的趨勢(shì)。本文從發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）型、投影型、整機(jī)型3 種顯示方式[1]出發(fā)，分別介紹視頻顯示技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，從圖像拼接切換技術(shù)、分布式坐席協(xié)作技術(shù)、可視化運(yùn)維管控技術(shù)3 個(gè)角度介紹視頻信號(hào)交互與處理技術(shù)的現(xiàn)狀及最新發(fā)展成果，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)更好的顯示效果、更強(qiáng)大的交互能力及更人性化的交互方式提供有效支撐。

1 視頻顯示系統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

本文討論的視頻顯示系統(tǒng)由視頻顯示屏系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、信號(hào)交互與處理系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)組成，可實(shí)現(xiàn)單路視頻信號(hào)全屏顯示或多路視頻信號(hào)在屏幕不同位置以所需的圖像分辨率同時(shí)顯示。

近幾年，視頻顯示系統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了一些具有代表性的發(fā)展趨勢(shì)，主要有以下特點(diǎn)。

（1）超高清化。近年來，隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，高清、標(biāo)準(zhǔn)4K、超4K 超高清視頻內(nèi)容來源日趨多樣化，超高清視頻已得到廣泛應(yīng)用，并獲得工程用戶的普遍接受。因此，各種類型的視頻顯示系統(tǒng)工程需要面對(duì)用戶日益增加的更高分辨率顯示需求。更高的分辨率可以呈現(xiàn)更多的畫面細(xì)節(jié)，為用戶帶來更為生動(dòng)、全面的視覺體驗(yàn)。

（2）畫面顯示高品質(zhì)化。除了分辨率取得大幅度進(jìn)步外，LED 型、投影型、整機(jī)型顯示屏系統(tǒng)在色域覆蓋率、可視角度、墨色一致性、顏色均勻度、對(duì)比度、可靠性及可維修性等方面均取得了不同程度的進(jìn)步，開發(fā)了逐點(diǎn)校驗(yàn)、三色激光光源投影及量子點(diǎn)[2]顯示等多種技術(shù)，逐步為用戶提供了更為絢麗、逼真、暢快、可靠的高品質(zhì)視頻顯示體驗(yàn)。

（3）網(wǎng)絡(luò)化。自2010 年起，互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)應(yīng)用呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，專業(yè)視聽產(chǎn)品進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，在當(dāng)前全面信息化建設(shè)的時(shí)代背景下，專業(yè)視聽廠商基于網(wǎng)絡(luò)化、分布式構(gòu)建整體解決方案，將之前獨(dú)立大屏、座席、會(huì)議等系統(tǒng)進(jìn)行融合，使一套信號(hào)交互與處理系統(tǒng)可以滿足多種使用需求，同時(shí)具備音視頻信號(hào)處理、環(huán)境控制及外部信息采集等功能。分布式系統(tǒng)憑借系統(tǒng)靈活性高、擴(kuò)展性強(qiáng)、單一節(jié)點(diǎn)故障不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作等特點(diǎn)，成為網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的主流產(chǎn)品。將音視頻、控制等諸多信息元素全部數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，傳輸方式采用標(biāo)準(zhǔn)的IP 網(wǎng)絡(luò)，減少了多種規(guī)格的模擬專用接口使用，大大簡(jiǎn)化了物理連接，給工程設(shè)計(jì)者和用戶提供了全新的音視頻網(wǎng)絡(luò)化整體解決方案。

（4）智能化、可視化、易用化。在萬物互聯(lián)的時(shí)代，人工智能技術(shù)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，成為重要的技術(shù)支撐。在視頻顯示領(lǐng)域，智能化技術(shù)的應(yīng)用大幅提升了用戶的體驗(yàn)感。將人工智能技術(shù)融合到專業(yè)化視聽產(chǎn)品中是大勢(shì)所趨。相關(guān)技術(shù)以使用者為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行智能化、一體化的管理、調(diào)度、監(jiān)測(cè)及控制，最大限度地降低系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)掘并滿足用戶使用需求及管控操作需要。依托人工智能、人機(jī)互動(dòng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)，能夠進(jìn)一步滿足各行各業(yè)信息化、智能化的展示需求，已逐漸在視聽信息技術(shù)行業(yè)中得到深入、廣泛的應(yīng)用。

（5）節(jié)能降耗。在雙碳政策背景下，節(jié)能化是我國任何產(chǎn)業(yè)都在為之努力的方向。大型顯示屏系統(tǒng)涉及大量電能的使用和運(yùn)營成本，因此節(jié)能關(guān)系到大屏幕使用者的利益，也關(guān)系到社會(huì)能源的有效利用。采用高效LED 光源、安裝智能化驅(qū)動(dòng)芯片、使用自動(dòng)調(diào)光傳感器，可以為各種類型的大屏幕顯示系統(tǒng)降低能源消耗；采用共陰LED 供電、主動(dòng)驅(qū)動(dòng)靜態(tài)顯示等技術(shù)，可以使LED 顯示屏達(dá)到降低產(chǎn)品能耗、減少亮度衰減、減小電磁輻射的效果。從目前的技術(shù)來看，節(jié)能顯示屏并不會(huì)比常規(guī)顯示屏增加太多成本，而且在后期使用中還會(huì)節(jié)約成本，因此受到市場(chǎng)的推崇。近年來，大屏幕制造商更加注重能源效率和環(huán)境友好性，通過技術(shù)創(chuàng)新減少能源消耗并提高屏幕的使用壽命，以此滿足人們不斷增加的節(jié)能環(huán)保需求。

2 視頻顯示技術(shù)發(fā)展

2.1 LED 型視頻顯示技術(shù)

LED 既可作為液晶顯示（Liquid Crystal Display，LCD）背光源應(yīng)用于大尺寸顯示屏、智能手機(jī)、車用面板以及筆記本等產(chǎn)品，也可通過紅綠藍(lán)（Red Green Blue，RGB）三色LED 芯片實(shí)現(xiàn)自發(fā)光顯示。當(dāng)前，Mini LED 背光應(yīng)用及直顯產(chǎn)品已進(jìn)入量產(chǎn)階段。Micro LED 作為發(fā)展方向受到行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)追捧，其高性能且設(shè)備兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)注定了它將受到市場(chǎng)歡迎。相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品日臻成熟、快速迭代，將為視頻顯示領(lǐng)域帶來技術(shù)革命。Mini LED 即尺寸為 50 ～200 μm 的LED。由這類LED 作為基本發(fā)光像素構(gòu)成的顯示屏稱為Mini LED 顯示屏，由該LED 作為光源的背光稱為Mini LED 背光。Micro LED即芯片尺寸小于50 μm 的LED。由該LED 作為基本發(fā)光像素構(gòu)成的顯示屏稱為Micro LED 顯示屏。

LED 直顯屏封裝從行業(yè)誕生之初單一的雙列直插封裝（Dual In-line Package，DIP），到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為DIP、表面貼裝器件（Surface Mounted Devices，SMD）、矩陣式集成封裝（Integrated Matrix Devices，IMD）、板上芯片封裝（Chips on Board，COB）、 基于Micro LED 的封裝（Micro LED In Package，MIP）、COG（Chip On Glass，COG）等多種封裝方式并存的產(chǎn)業(yè)格局。自2001 年SMD 封裝方式誕生后，DIP 封裝的市場(chǎng)份額逐年下降，SMD獨(dú)占LED 顯示封裝統(tǒng)治地位十余年。此后，IMD、COB、MIP、COG 陸續(xù)興起并逐步成熟。由于不同間距產(chǎn)品采用的工藝模式、性價(jià)比有所不同，故多種封裝共存將會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。但從間距逐步減小、性價(jià)比逐步提升的趨勢(shì)來看，COB、MIP、COG 具有明顯的優(yōu)勢(shì)。下面介紹幾種具有代表性的LED封裝技術(shù)。

2.1.1 SMD 技術(shù)

SMD 技術(shù)將裸芯片固定在支架上，通過金線/銅線將二者進(jìn)行電氣連接，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行保護(hù)，再通過打件機(jī)做成顯示模組。SMD 是近十年來占據(jù)主流的LED 封裝技術(shù)，芯片安裝方式為正裝，一般可采用100 ～300 μm 的芯片。SMD 工藝問世后，很快占據(jù)了LED 顯示屏封裝工藝市場(chǎng)的主流地位。采用SMD 封裝工藝的企業(yè)在市場(chǎng)中占據(jù)較大份額。SMD 封裝具有技術(shù)成熟穩(wěn)定、制造成本低、散熱效果好以及維修方便等優(yōu)點(diǎn)，目前仍為傳統(tǒng)小間距主流方案。

然而，由于SMD 器件變得越來越小，燈板上焊點(diǎn)面積也急劇縮小，對(duì)SMT貼片工藝要求大幅提升，同時(shí)廠家的生產(chǎn)效率也受到極大影響。例如，P1.5的產(chǎn)品，每平方米需要貼44 萬顆燈，而到了P1.0 的產(chǎn)品，每平方米需要貼100 萬顆燈，不僅貼片的數(shù)量增加了約2.3 倍，而且SMT 機(jī)器的貼片速度會(huì)大幅下調(diào)，極大地影響整體生產(chǎn)效率。過小的SMD 器件也給售后服務(wù)帶來了極大困難。在客戶的使用現(xiàn)場(chǎng)，幾乎無法完成1 mm 以內(nèi)的產(chǎn)品維修。另外，當(dāng)前市場(chǎng)發(fā)展迅速，小間距LED 芯片呈微縮化趨勢(shì)，SMD 的表貼封裝形式面臨技術(shù)瓶頸，已經(jīng)難以在更小間距的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

2.1.2 IMD 技術(shù)

IMD 技術(shù)是將2 組、4 組乃至更多組的RGB芯片封裝在一個(gè)小器件單元中。典型的IMD 封裝以2×2 或四合一的形式存在。四合一的意思是每個(gè)IMD 封裝中包括4 個(gè)像素組，每個(gè)像素組由RGB三色芯片組成。IMD 的工藝流程大致分為固晶、焊線、壓模、烘烤、劃片、測(cè)試分選和編帶。IMD 采用的芯片以正裝為主。IMD 器件繼承了傳統(tǒng)SMD 成熟工藝的基因，可以在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速量產(chǎn)，采用了集成封裝思路，與傳統(tǒng)SMD 相比，具有更好的防碰撞性能，其SMT 貼片效率有一定提升。IMD 具有顏色一致性高、SMT 工藝兼容性好、可支持現(xiàn)場(chǎng)單點(diǎn)維修等優(yōu)點(diǎn)，目前已有不少應(yīng)用。然而，和SMD技術(shù)一樣，IMD 也面臨著封裝密度難以突破的限制。

2.1.3 COB 技術(shù)

COB 技術(shù)將裸芯片直接固定于印刷線路板，進(jìn)行引線鍵合，再用有機(jī)膠將芯片和引線包封保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)芯片與線路板電極之間的電氣與機(jī)械上的連接。與傳統(tǒng)的SMD 工藝相比，COB 封裝省略LED 芯片制作成燈珠和回流焊兩大流程，設(shè)備精度較高，封裝流程簡(jiǎn)便，間距可以做到更小。芯片焊壓后用有機(jī)膠固化密封保護(hù)，使焊點(diǎn)及焊線不受到外界損壞，可靠性更高。

COB 封裝技術(shù)分為正裝和倒裝兩種，最大區(qū)別在于COB 倒裝技術(shù)取消了LED 發(fā)光芯片連接線，采用芯片倒置封裝結(jié)構(gòu)。COB 倒裝[3]工藝的固晶方式是將裸晶與電路直接連接，不需要焊線。一方面使熱途徑減到最短，很好地增強(qiáng)了芯片的導(dǎo)熱能力，也提供了更大的發(fā)光面積；另一方面，由于省略了焊接等環(huán)節(jié)，生產(chǎn)效率和良率都將得到很大的提升。相對(duì)于正裝技術(shù)，倒裝COB 結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，耐更高電流，制造工藝簡(jiǎn)化，RGB 混光效果好，散熱更佳，穩(wěn)定性更好。

2.1.4 MIP 技術(shù)

MIP 是將Micro LED 和分立器件有機(jī)結(jié)合，通過半導(dǎo)體級(jí)封裝思路，將微米級(jí)Micro LED 倒裝芯片通過巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)固晶至封裝基板，進(jìn)行封裝切割，使其在更小面積下大幅提升良率，同時(shí)有效降低成本。這樣更小面積下良率控制將得到大幅提升，同時(shí)測(cè)試環(huán)節(jié)從芯片后移至封裝階段。目前，主要頭部LED 顯示廠商都已經(jīng)布局了MIP 技術(shù)[4]路線的研發(fā)，部分企業(yè)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備，已經(jīng)投入試產(chǎn)甚至量產(chǎn)。MIP 封裝以其成本優(yōu)勢(shì)和高亮度、低功耗、兼容性強(qiáng)等性能優(yōu)點(diǎn)，成為L(zhǎng)ED 封裝頭部企業(yè)和顯示屏企業(yè)在大尺寸Micro LED 領(lǐng)域的重要共識(shí)。

2.1.5 COG 技術(shù)

COG 指將LED 芯片直接固晶到玻璃基板再進(jìn)行整體封裝，利用覆晶導(dǎo)通方式，將晶片直接對(duì)準(zhǔn)玻璃基板上的電極，利用各向異性導(dǎo)電膜材料作為接合的材料，使兩種結(jié)合物體垂直方向的電極導(dǎo)通。這一技術(shù)有3 個(gè)主要特點(diǎn)：

（1）LED 晶體顆粒直接封裝，這是微米級(jí)芯片的巨量操作；

（2）背板電路采用薄膜晶體管（Thin Film Transistor，TFT）玻璃基板等新型產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的印制線路板（Printed Circuit Board，PCB）；

（3）LED 芯片的工作方式是主動(dòng)矩陣式（Active Matrix，AM）驅(qū)動(dòng)，而非傳統(tǒng)被動(dòng)矩陣式（Passive Matrix，PM）驅(qū)動(dòng)。

玻璃基板在平坦度、部件精度及模組拼縫等方面比以往技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。由于COG 技術(shù)更適合于采用AM 有源驅(qū)動(dòng)方式的面板廠商，因此更受習(xí)慣面板組裝工藝的終端電視廠商的青睞。

如果未來行業(yè)主流選擇COG 路線，則以Mini/Micro-LED 為代表的微顯示產(chǎn)業(yè)鏈將會(huì)發(fā)生巨變。從PCB 載板過渡到TFT 玻璃基板，從PM 無源驅(qū)動(dòng)過渡到AM 有源驅(qū)動(dòng)，在TFT 玻璃基板領(lǐng)域具有巨大影響力的企業(yè)，將會(huì)獲得更大的優(yōu)勢(shì)。因此，在COG 時(shí)代，TFT 玻璃基板作為上游產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)LED顯示行業(yè)將可能占據(jù)決定性的地位。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了LTPS P0.5 COG AM 直顯LED 產(chǎn)品，但短期內(nèi)該技術(shù)還存在一些技術(shù)瓶頸需要突破，成熟度有待提高。目前主要是按客戶要求進(jìn)行定制化生產(chǎn)。

2.2 投影型視頻顯示技術(shù)

本文討論的投影型視頻顯示屏系統(tǒng)根據(jù)工作方式可分為背投影顯示屏系統(tǒng)和正投影顯示屏系統(tǒng)，根據(jù)投影機(jī)顯示器件的種類可分為數(shù)字光學(xué)處理技術(shù)（Digital Light Processing，DLP）、LCD、硅上液晶（Liquid Crystal On Silicon，LCOS）型顯示屏系統(tǒng)，根據(jù)投影機(jī)發(fā)光器件的種類可分為高壓汞燈、氙燈、LED、單色激光、三色激光型顯示屏系統(tǒng)，根據(jù)投影機(jī)數(shù)量可分為拼接顯示屏系統(tǒng)和非拼接（單臺(tái)）顯示單元。下面介紹幾種具有代表性的投影顯示成像技術(shù)和光源技術(shù)。

2.2.1 不同的顯示成像技術(shù)

單片式LCD 內(nèi)部安裝一塊液晶板。3LCD 被稱為三片式LCD，是指將光源發(fā)出的白色光分解成紅、綠、藍(lán)3 種顏色（光的三原色）的光，并使其分別透過各自的液晶板進(jìn)行成像。由于其可以充分利用光的3 種原色，因此可以更有效地利用光源，有著圖像自然、觀感柔和的特點(diǎn)，可有效避免頻閃現(xiàn)象，減輕觀看的視覺疲勞。

DLP 的核心元器件為DMD，全稱為Digital Micro-mirror Device，意為“數(shù)碼微鏡裝置”，通過控制鏡片的偏轉(zhuǎn)達(dá)到顯示圖像的目的。DLP 前面的數(shù)字表示這種技術(shù)用的DMD 芯片的數(shù)量。單片DLP投影儀內(nèi)部只安裝一片DMD 芯片，3 片DLP 投影儀內(nèi)部安裝3 片DMD 芯片，光源發(fā)出的光被棱鏡分離成3 路。這3 路光線經(jīng)過濾光分別成為紅、綠、藍(lán)3 種顏色，然后分別照射到相應(yīng)的DMD 芯片上。

LCOS 投影機(jī)的基本原理與LCD 投影機(jī)相似，只是LCOS 投影機(jī)是利用LCOS 面板來控制光線的投射。LCOS 面板是以CMOS 芯片為電路基板及反射層，液晶被注入CMOS 集成電路芯片和透明玻璃基板之間。CMOS 芯片被磨平拋光后當(dāng)作反射鏡，光線透過玻璃基板和液晶材料，經(jīng)調(diào)光后從芯片表面反射出來。

單片LCD 投影機(jī)色彩較差，定位低端，適合成本要求高的場(chǎng)合。3 片式LCD 色彩還原度更好，技術(shù)成熟，但是亮度方面存在弱點(diǎn)，目前在辦公場(chǎng)所有一定應(yīng)用。LCOS投影機(jī)視覺效果較好、體積較小、光源利用率高，但是成本較高，適用于高檔辦公及中型會(huì)議應(yīng)用。單DLP 投影機(jī)畫面對(duì)比度高，采用封閉式光路防止灰塵，亮度較好，目前也是工程領(lǐng)域主流產(chǎn)品。3DLP投影機(jī)色彩鮮艷、顯示效果出色，但是體積大、價(jià)格高，適用于電影院和大型工程。

2.2.2 不同的光源技術(shù)

投影機(jī)發(fā)光器件可分為高壓汞燈、氙燈、白色LED、三色LED、單色激光、雙色激光和三色激光等。

早期，投影儀的光源以燈泡為主。這類燈泡通常注入碘或溴等鹵素氣體，在高溫的時(shí)候通過升華鎢絲與鹵素能夠產(chǎn)生化學(xué)作用，冷卻后的鎢會(huì)重新凝固在鎢絲上，形成一個(gè)平衡的循環(huán)，避免鎢絲過早斷裂。除了鹵素?zé)襞?，也有氙燈光源。氙燈燈泡?nèi)的放電物質(zhì)是惰性氣體氙氣，其激發(fā)電位和電離電位相差較小，壽命和亮度都比鹵素?zé)舾摺襞莨庠窗l(fā)熱大、壽命偏短、色域覆蓋范圍較窄、后續(xù)維修成本高，近年來應(yīng)用逐漸減少。

隨后出現(xiàn)的白色LED 投影機(jī)光源可以大幅降低成本、提升壽命，有力推動(dòng)了投影儀的普及。白色LED 缺點(diǎn)是亮度較低，只適合暗環(huán)境下使用，色域范圍也比較窄，適合個(gè)人或小范圍環(huán)境使用。用三色LED 作光源，可以提高光源亮度，提高色彩純度，大幅擴(kuò)展色域。由于使用多組光源和不同光路設(shè)計(jì)，其成本有所提升，但顯示效果也有所提升。目前，LED 光源的投影機(jī)在會(huì)議場(chǎng)景得到了比較廣泛的應(yīng)用。

激光是一種單色性很好的光源，在色準(zhǔn)方面有天生的優(yōu)勢(shì)。激光光源分為單色激光、雙色激光和三色激光光源。其中，單色是利用單一藍(lán)色激光激發(fā)熒光色輪上的黃色和綠色熒光粉，然后通過棱鏡分出紅、綠、藍(lán)三色光，最終組合形成其他顏色。單色激光投影機(jī)在家用和中檔會(huì)議場(chǎng)景中應(yīng)用比較多。相比之下，三色激光光源的色彩更好。它采用紅、綠、藍(lán)激光器為光源，是真正的高純色的紅、綠、藍(lán)三基色光源，具有更高的色彩灰度表現(xiàn)能力，色彩還原效果真實(shí)，畫面層次感強(qiáng)，色域覆蓋范圍更廣闊，但是體積較大，成本也更高，適合于有高端顯示要求的會(huì)議場(chǎng)所和指揮調(diào)度場(chǎng)所。

2.3 整機(jī)型視頻顯示技術(shù)

整機(jī)型顯示技術(shù)經(jīng)歷了陰極射線管（Cathode Ray Tube，CRT）、等離子等顯示技術(shù)，目前LCD已成為顯示技術(shù)的主流，有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light Emitting Diode，OLED）則是正在快速成長(zhǎng)的顯示方式。區(qū)別在于LCD 必須使用背光模組，OLED 則利用有機(jī)發(fā)光二極管作為自發(fā)光光源。下面對(duì)近年來系統(tǒng)工程所用的LCD 和OLED 的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2.3.1 LCD 顯示技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在顯示領(lǐng)域，LCD 是目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的顯示技術(shù)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板、筆記本電腦及電視等領(lǐng)域。目前，工程領(lǐng)域應(yīng)用的LCD 顯示屏尺寸已完整覆蓋40 ～120 英寸范圍，獨(dú)立顯示屏分辨率覆蓋1 080P、4K、8K，可以為中小會(huì)議室提供效果良好的主畫面顯示，為大型會(huì)議場(chǎng)所提供輔助顯示。液晶拼接屏規(guī)格方面尺寸涵蓋49 ～65 英寸，拼縫涵蓋3.5 mm、1.7 mm、0.88 mm，為大尺寸高分辨率顯示提供了有力支撐。近年來，基于量子點(diǎn)、Mini LED 等新技術(shù)的加持，LCD 顯示屏在畫質(zhì)、色域范圍、亮度及對(duì)比度方面得到了進(jìn)一步提升，未來幾年將在細(xì)分市場(chǎng)繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

2.3.2 OLED 顯示技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

OLED 是一種具有多層結(jié)構(gòu)的有機(jī)電致發(fā)光器件，使用有機(jī)化合物-電致發(fā)光材料，點(diǎn)亮單個(gè)像素。與LCD 相比，OLED 的優(yōu)勢(shì)為輕、薄、響應(yīng)速度快、視角大、功耗低、色域值廣、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示及透明顯示等。目前，OLED 柔性屏、拼接屏、雙面屏、透明展示柜在工程領(lǐng)域已經(jīng)有所應(yīng)用。但是，目前OLED 核心技術(shù)僅少數(shù)企業(yè)掌握，在成熟度、顯示尺寸、亮度及成本控制等方面有待進(jìn)一步提升。預(yù)計(jì)未來隨著技術(shù)進(jìn)步，OLED 顯示產(chǎn)品將會(huì)占據(jù)更多的市場(chǎng)空間。

3 信號(hào)交互與處理技術(shù)發(fā)展

受市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)，專業(yè)視聽行業(yè)經(jīng)歷了模擬矩陣階段、數(shù)字矩陣階段、混合插卡階段、大屏拼接階段以及分布式階段。當(dāng)前，視頻信號(hào)交互與處理系統(tǒng)主要由圖像拼接切換設(shè)備、分布式坐席協(xié)作設(shè)備及可視化智能運(yùn)維管控系統(tǒng)等組成。下面介紹上述系統(tǒng)設(shè)備具有代表性的技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 圖像拼接切換技術(shù)

目前，圖像拼接切換設(shè)備主要包含矩陣切換設(shè)備和大屏拼接處理設(shè)備，產(chǎn)品主要有無縫切換矩陣和可視化拼接處理系統(tǒng)等，各種產(chǎn)品均由母箱和輸入輸出板卡構(gòu)成。隨著技術(shù)的發(fā)展，圖像拼接切換類產(chǎn)品呈現(xiàn)出視頻處理能力大型化、多種IP 視頻流兼容化、矩陣切換和拼接處理功能一體化、兼容視頻格式多樣化、接口板卡多功能化、控制及預(yù)監(jiān)直觀化等特點(diǎn)，同時(shí)可以滿足多種接口信號(hào)導(dǎo)入、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼、超高清信號(hào)切換推送、大屏幕多圖層顯示、視頻資源池管理及錄制以及可視化操作等功能。其視頻輸入輸出規(guī)?？蓮膸茁返缴锨?，適合滿足從小型會(huì)議室到大型指控場(chǎng)所、會(huì)議室集群等各種視頻切換需求。未來，圖像拼接切換設(shè)備將進(jìn)一步向高畫質(zhì)、高可靠性、大型化、多功能化及易用化方向發(fā)展，以滿足用戶不斷增長(zhǎng)的使用需求，具有良好的發(fā)展空間。

3.2 分布式坐席協(xié)作技術(shù)

分布式系統(tǒng)采用分布式部署節(jié)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)視音頻信號(hào)的接入采集、傳輸交換、分析處理和調(diào)度呈現(xiàn)。與矩陣拼接架構(gòu)相比，分布式架構(gòu)擴(kuò)展性更強(qiáng)，系統(tǒng)規(guī)模更加彈性，而且在分布式架構(gòu)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)有單獨(dú)的數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算系統(tǒng)，單一節(jié)點(diǎn)的損壞不影響其他節(jié)點(diǎn)正常工作，穩(wěn)定性更好?；趥鬏敺绞降牟煌?，分布式系統(tǒng)可分為IP 分布式系統(tǒng)和光纖分布式系統(tǒng)兩類。分布式系統(tǒng)往往兼容鍵盤、視頻和鼠標(biāo) （Keyboard Video Mouse，KVM） 坐席協(xié)作[5]技術(shù)，可以使一組或多組鍵盤、顯示器和鼠標(biāo)遠(yuǎn)程控制數(shù)臺(tái)至數(shù)百臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)人員與服務(wù)器、數(shù)據(jù)的分離，為人員對(duì)數(shù)據(jù)的高效、集中管理提供了極大的便利。近年來，IP 分布式系統(tǒng)以其開放互聯(lián)、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)占據(jù)越來越廣闊的市場(chǎng)。

目前，主流分布式系統(tǒng)均支持H.264/H.265 編碼技術(shù)。其IP 化1 080P 每秒60 幀的視頻碼流約為每秒數(shù)兆至數(shù)十兆字節(jié)。部分廠家推出了可支持MJPG、JPEG2000、VC-2 等編碼格式，碼流超過每秒百兆字節(jié)的淺壓縮編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高的畫質(zhì)和更低的延時(shí)。部分廠家開發(fā)了采用基于以太網(wǎng)的軟件定義視頻（Software Defined Video-over-Ethernet，SDVoE）技術(shù)的分布式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于10 Gb·s-1IP 網(wǎng)絡(luò)的無壓縮、零延時(shí)分布式視頻信號(hào)交互。部分廠商通過采用雙分布式核心的設(shè)計(jì)，將高碼流與低碼流分布式產(chǎn)品特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行整合，提供雙引擎分布式產(chǎn)品。這種產(chǎn)品將兩者優(yōu)勢(shì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行有效整合，在具備視頻高質(zhì)量無損顯示效果、低延時(shí)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，完善了多種應(yīng)用方式，解決了實(shí)際應(yīng)用中與市場(chǎng)上H.264/H.265 設(shè)備兼容、低網(wǎng)絡(luò)帶寬下遠(yuǎn)距離視頻分享的需求。

未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式坐席協(xié)作技術(shù)將進(jìn)一步向高清晰度、高畫質(zhì)、高可靠性、更低帶寬、更低延時(shí)、權(quán)限管理更易用以及人機(jī)交互更便利方向發(fā)展，以滿足用戶不斷增長(zhǎng)的使用需求，具有廣闊的成長(zhǎng)空間。

3.3 可視化運(yùn)維管控技術(shù)

為了滿足人工智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的多樣化需求，業(yè)內(nèi)主流公司均開發(fā)了可視化[6]智能運(yùn)維管理控制系統(tǒng)（中央控制系統(tǒng)）的產(chǎn)品。運(yùn)維管控系統(tǒng)通過與燈光、空調(diào)及顯示終端等相關(guān)設(shè)備的控制接口交互，可實(shí)現(xiàn)對(duì)上述設(shè)備基于多種終端的統(tǒng)一操控，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和告警。上述技術(shù)以可視化屏幕為載體，以視頻圖像為表現(xiàn)形式，以呈現(xiàn)數(shù)據(jù)為調(diào)度依據(jù)，以其直觀、快速、方便的特點(diǎn)，大大提高了管控和調(diào)度的效率。運(yùn)維管控系統(tǒng)可支持多種接口，支持IP 包解析和控制、信息提取、指令轉(zhuǎn)換、事件觸發(fā)及環(huán)境控制，也支持溫度、光感、濕度及新風(fēng)等環(huán)境參數(shù)的雙向反饋。

近年來，業(yè)內(nèi)主流公司的可視化智能運(yùn)維管控技術(shù)已在中小型至大型項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)快速進(jìn)步、日漸成熟。預(yù)計(jì)未來相關(guān)技術(shù)將進(jìn)一步向云計(jì)算、大數(shù)據(jù)化、智能分析化、數(shù)據(jù)可視化、量身定制化、業(yè)務(wù)導(dǎo)向化及人機(jī)友好化方向發(fā)展。

4 結(jié) 語

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、8K、Micro LED 等技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，視頻顯示系統(tǒng)工程領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)取得了快速發(fā)展。一方面，在視頻顯示系統(tǒng)設(shè)備尺寸、分辨率、畫質(zhì)、可靠性、節(jié)能降耗方面快速提升；另一方面，在信號(hào)交互與處理系統(tǒng)設(shè)備方面形成高畫質(zhì)、高可靠性、超高清化、大型化、IP 化、多功能化、易用化、運(yùn)維智能化及人機(jī)友好化的趨勢(shì)。上述技術(shù)進(jìn)步必將為我國視頻顯示系統(tǒng)工程領(lǐng)域的用戶體驗(yàn)帶來全面提升。