[发明专利]一种超高清阵列分布式显示系统及其显示方法

说明书

本发明所涉及的一种超高清阵列分布式显示系统，包括阵列相机和显示阵列，所述阵列相机包含若干微相机，所述显示阵列设有与微相机对应的显示单元，所述微相机后端设有图像处理单元，所述显示单元前端设有解码处理单元，每个微相机的数据信号通过平行的单通道传输到对应的显示单元，由此构成分布式显示系统。

技术领域

本发明涉及成像及显示技术领域，尤其是一种超高清阵列分布式显示系统及其显示方法。

背景技术

在显示技术领域，为了实现更大尺寸以及更大分辨率的显示系统，通常会采用阵列显示技术，即将多块显示屏采用阵列式布置。每块显示屏可以单独接收并显示视频流信息，或者经过中心处理单元拼接处理后由多块显示屏接收并显示同一视频流信息。显示屏作为图像采集生成的相机和作为图像显示的显示屏都有各自的分辨率，例如4K，HD或者SD等等，在理想状态下，如图1所示，相机和显示屏的分辨率刚好相同，相机和显示屏的像素点都一一对应，此时相机生成的图像可以直接映射到显示屏上。但是，如果相机和显示屏的分辨率不同，相机的视频流就需要降低采样率，增加采样率，或者进行裁剪处理，以适配显示屏的分辨率，如图2所示，多路的视频流信息被传输到中心处理单元，然后进行渲染和拼接，处理后的视频再映射到显示终端，显示终端可以是一路或者多路。通过中心处理单元对视频的转换处理，可以解决相机采样生成的图像与显示屏分辨率不一致的问题，尤其是显示屏分辨率低于相机分辨率的显示设备。

但随着阵列式相机的出现，由单主机，即单个中心处理单元进行视频转换的处理方式遇到了瓶颈。由于阵列式相机采用多个小镜头来代替单个大镜头，采取类似昆虫复眼的原理，相比于传统相机，阵列式相机拍摄的视野更大，像素更高。若需要将超高像素相机的图像映射到与其像素接近的超高像素显示装置中，就需要用到阵列显示技术，将多个像素较低的显示装置拼接成一个超高像素的显示系统。此时，若继续采用单主机对阵列相机采集的高清视频转换，需要更多高性能的图形处理单元来同步工作，同时，更大的数据流量也会增加数据传输的硬件成本。因此，单主机设计会增加设计难度，而且其应用也会收到硬件性能以及造价的限制。

此外，阵列显示技术的应用主要是实现大尺寸的显示系统，但是一般这些显示系统都只能从比较远的距离进行观测。电视电影工程协会推荐的参数是一个显示设备能够覆盖观察者30的视野，也就是说一个32寸的显示器的最佳观测距离是1.4米，64寸的显示器的最佳观测距离是2.8米，以此类推。因此，如果要在10米的距离进行观测，我们就需要9台64寸的显示器组成3x3的阵列，或者36台32寸的显示器组成6x6的阵列。

另外一个比较重要的参数是观测的最近点距离。从10m的距离观测一个32寸的屏幕，屏本身的总像素数可能会远远超过实际有效的像素数。人眼的视觉分辨率大概是300，相应的在1的距离上的空间分辨率如下是，10m距离的空间分辨率是。一个32寸的4K显示器的像素点距是0.2，因此人在1.4m的距离观测的时候，屏对人眼可以分辨的最小结构以2倍的倍数进行了过采样。如果观察者距离屏幕的距离大于0.7，观察者不会注意到分辨率的变化。但是由于超高像素的图像还没有普及，所以比较普遍的阵列显示墙的总分辨率会在4K左右，其适用的观测距离也比较远。

发明内容

本发明所要解决的技术问题克服现有技术的不足，提供一种超高清阵列分布式显示系统及其显示方法，分布式的设计架构能将系统的功耗降低，避免全局的数据传输以及拼接，使得超高清阵列分布式系统的应用更加广泛。

本发明提供的技术方案如下：

一种超高清阵列分布式显示系统，包括阵列相机和显示阵列，所述阵列相机包含若干微相机，所述显示阵列设有与微相机对应的显示单元，所述微相机后端设有图像处理单元，所述显示单元前端设有解码处理单元，每个微相机的数据信号通过平行的单通道传输到对应的显示单元，由此构成分布式显示系统。

所述微相机采用不同焦距的镜头。

所述显示阵列采用不同尺寸的显示单元，且位于显示阵列边缘的显示单元的尺寸大于显示阵列中心区域的显示单元。