【安防知識網(wǎng)】在安防監(jiān)控系統(tǒng)中，當(dāng)前端、傳輸、存儲等設(shè)備越來越取得飛速發(fā)展的時候，與其配套的后端顯示設(shè)備也不可忽視。而本文將為大家介紹的就是LCD監(jiān)視器設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用分析。

　　LCD監(jiān)視器應(yīng)用現(xiàn)狀

　　液晶顯示器(Liquid Crystal Displayer，英文縮寫LCD)是高新科技的綜合體現(xiàn)。目前市場上的新型高清晰度專業(yè)液晶監(jiān)視器，是對CRT專業(yè)監(jiān)視器產(chǎn)品的替代。液晶顯示屏是利用液晶物理特性，供給適當(dāng)?shù)目刂齐妷?，使液晶呈現(xiàn)出不同的物理狀態(tài)，以達(dá)到能夠顯示出不同圖像的目的。它的基本結(jié)構(gòu)是由螢光管、反光板、導(dǎo)光板、棱鏡、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶層、薄膜式晶體管等組成。

　　LCD的發(fā)展

　　LCD技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)已經(jīng)成為主流顯示技術(shù)之一，較低的面板成本促使供應(yīng)商開始投資功能更強(qiáng)、尺寸更大的產(chǎn)品。從CRT向LCD轉(zhuǎn)換的障礙在過去幾年中已獲得突破，它與傳統(tǒng)CRT顯像管相比有許多獨特的優(yōu)點：體積小、重量輕、無失真、清晰度高、壽命長、無閃爍，不受外界磁場干擾、功耗小等。從安防、廣播電視監(jiān)視等專業(yè)監(jiān)視領(lǐng)域的終端顯示上看，LCD監(jiān)視器已完全替代了CRT監(jiān)視器。CRT監(jiān)視器是第一代視頻監(jiān)控技術(shù)產(chǎn)品，作為第二代監(jiān)控技術(shù)數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品，LCD監(jiān)視器無論在圖像質(zhì)量、保存時間以及可靠性上均有大幅度的提升。隨著LCD監(jiān)視器市場份額日漸擴(kuò)大，有的廠商在LCD監(jiān)視器中也集成了畫面分割器、切換器或加入圖像處理器作為內(nèi)置功能，可支持4至6個信道輸入，實現(xiàn)窗口漫游、窗口疊加、縮放、畫外畫平鋪、畫中畫、窗口透視、支持網(wǎng)絡(luò)傳輸及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。

　　隨著市場向大尺寸及寬屏LCD監(jiān)視器面板轉(zhuǎn)移，市面上將會以大尺寸和寬屏監(jiān)視器為主，有望從26到55英寸的監(jiān)視器在未來幾年里將會獲得更大的市場份額，當(dāng)然小尺寸監(jiān)視器不會輕易被淘汰。LCD的發(fā)展速度超過人們的預(yù)期，也隨著監(jiān)控產(chǎn)品市場的發(fā)展與成熟，監(jiān)控終端顯示產(chǎn)品也將更趨成熟。首先是更高的畫質(zhì)，攝像機(jī)畫質(zhì)再高、傳輸保真度再高，如果終端顯示效果不能匹配，還是不能將高質(zhì)量的圖像還原在監(jiān)視器上，整個系統(tǒng)的效果將大打折扣，能夠盡顯影像細(xì)微之處的顯示設(shè)備才能成為用戶所需。監(jiān)控終端顯示產(chǎn)品的發(fā)展根據(jù)環(huán)保、人性化、高穩(wěn)定性、高可靠性、大屏幕的設(shè)計要求，必將向大尺寸、多功能、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

　　LCD面板在經(jīng)過技術(shù)的成熟發(fā)展及性能和成本的客觀約束下將進(jìn)入緩成長期，取而代之的新興顯示器技術(shù)將是LED、OLED產(chǎn)品。OLED很有機(jī)會繼液晶面板之后成為成熟技術(shù)。

　　LED與OLED監(jiān)視器

　　LED為Light Emitting Diode的縮寫，采用LED背照燈是目前液晶面板實現(xiàn)低功耗化的最有效手段，LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點。隨著LED背照光技術(shù)的成熟，現(xiàn)在已全面應(yīng)用于(TV)應(yīng)用領(lǐng)域上。

　　OLED為Organic Light Emitting Display的縮寫，即有機(jī)發(fā)光顯示器，是LCD上屬于新崛起的種類，被譽(yù)為“夢幻顯示器”。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時，這些有機(jī)材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，可視角度更大，并且能夠顯著節(jié)省電能。雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED會取代TFT LCD，但有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)目前還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷，各大面板供應(yīng)商正加大投入，以開發(fā)出技術(shù)成熟的OLED面板。[nextpage]

　　LCD監(jiān)視器結(jié)構(gòu)及基本原理

　　復(fù)合視頻輸入信號處理模塊

　　該模塊主要經(jīng)過輸入的ADC，自適應(yīng)的2D/3D梳狀濾波，分離出YC及同步信號，在輸入前端有AGC控制，保障了在不同輸入幅度條件下顯示的穩(wěn)定性，自適應(yīng)的2D/3D梳狀濾波可以給用戶提供畫質(zhì)更清晰，色彩更逼真的運(yùn)動畫面。

　　高清色差信號及VGA(RGB)輸入處理

　　其內(nèi)置的3路高速ADC電路保證了輸入信號的準(zhǔn)確采樣，可以靈活設(shè)定采樣的位置及相位，保證了圖像的清晰度。輸入端均有AGC控制，保證了圖像采樣的準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)色偏。

　　隔行/逐行轉(zhuǎn)換模塊

　　可編程的運(yùn)動自適應(yīng)去隔行技術(shù)能把隔行的NTSC制和PAL/SECAM制，包括YUV隔行信號及HDMI/DVI的隔行信號轉(zhuǎn)換成逐行視頻信號，這些處理通過對前端輸入信號的采樣，及主芯片對擴(kuò)展MEMORY(存儲器)的管理，將采樣的信號存儲到MEMORY中，并通過精確的算法來估算圖像的運(yùn)動規(guī)律，合理插補(bǔ)圖像信號。同時也通過同步信號有效地判斷圖像的奇偶場，這樣使得動態(tài)畫面時運(yùn)動畫面更流暢、邊緣更平滑;靜止畫面不閃爍、更清晰。另外，系統(tǒng)還可以自動識別24幀電影膠片圖像模式，實現(xiàn)反向的3：2/2：2 PULL DOWN去隔行技術(shù)，盡可能地減少運(yùn)動圖像的抖動問題，避免圖像失真。

　　HDMI/DVI串行/并行轉(zhuǎn)換模塊

　　這部分的功能主要由HDMI/DVI接收器來實現(xiàn)。其接收PC輸出的標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)字視頻TMDS信號，然后將其轉(zhuǎn)變?yōu)?4位(或48位)并行數(shù)字視頻信號，并解出行場同步信息、時鐘信息、數(shù)據(jù)DE、糾錯等，其中HDMI還包含有最多八路的聲音通道，可以實現(xiàn)立體聲、2.1、5.1、7.1等高品質(zhì)的音頻傳送。另外，HDMI/DVI標(biāo)準(zhǔn)還支持HDCP的內(nèi)容，也支持VESA的EDID(Extended display identification Data，擴(kuò)展顯示識別數(shù)據(jù))和DDC(Data display channel，顯示數(shù)據(jù)通道，用以讀出EDID)。

　　屏幕顯示OSD

　　支持8Bit的調(diào)色板共256色，提供豐富的色彩選擇，改善系統(tǒng)的人機(jī)互動界面。

　　LCD圖像處理模塊(SCALER)

　　該模塊的核心是一個高性能的平板圖像處理器，可對前端進(jìn)來的多種格式數(shù)字視頻信號進(jìn)行處理，輸出平板顯示模塊可接受的平板圖像顯示數(shù)據(jù)格式，對圖像能提供不同比率的縮放，支持不同分辨率的LCD面板，最高可支持到FULL HD(1920×1080P)。其主要功能有：數(shù)字色度亮度處理、彩色γ校正、圖像大小縮放、畫質(zhì)改善、運(yùn)動補(bǔ)償、邊緣平滑等，另外還有動態(tài)降噪、動態(tài)GAMMA曲線、APL等，來動態(tài)提升畫面的對比度、清晰度，讓用戶獲得更好的視覺效果。

　　LCD顯示模塊

　　該模塊是LCD-TV的顯示終端，是將前端SCLAER處理完的視頻圖像，經(jīng)內(nèi)部時序控制電路編碼成LVDS(Low Voltage Differential signal，低壓差分信號)，同時合成OSD或PIP等顯示信號至最后的LCD顯示終端(LCD監(jiān)視器信號工作流程如圖1)。

圖1 LCD監(jiān)視器的核心原理流程圖[nextpage]

　　LCD液晶屏拼接技術(shù)應(yīng)用

　　如今，大屏幕拼接顯示產(chǎn)品是當(dāng)前及未來中央控制室終端顯示的必然首選。大屏幕拼接也是在最近幾年才快速發(fā)展起來的終端顯示產(chǎn)品，在許多行業(yè)中得到了充分的應(yīng)用，比如電視臺、航天、公安、交通等領(lǐng)域。大屏幕拼接與單臺監(jiān)視器相比，其突出的優(yōu)點是能夠?qū)⑺酗@示單元通過圖像處理器及圖像控制軟件的控制，組合成一個或多個大畫面，在實現(xiàn)任意拼接組合的同時，也可實現(xiàn)圖像的疊加、漫游、縮放等特殊功能(圖2為LCD液晶屏拼接系統(tǒng)原理示意圖)。

圖2 LCD液晶屏拼接系統(tǒng)原理示意圖

　　目前的大屏幕拼接主要有三種類型，即LCD液晶拼接、DLP背投拼接及PDP等離子拼接。三種類型的拼接具有各自的優(yōu)缺點，在安防終端顯示的大屏幕拼接顯示領(lǐng)域中都占有一定的份額。其中PDP等離子拼接雖然拼接縫隙小(小于5mm)、亮度高，但由于自身的屏幕在長時間使用后易出現(xiàn)灼傷現(xiàn)象，且功耗較大，成本較高。DLP背投拼接雖具有拼接縫隙小(小于1mm)、顯示單元面積大的特點，但存在亮度低、可視角度小等問題，且體積、功耗大，成本也較高。而LCD液晶拼接則具有體積小、重量輕、亮度高、對比度大、功耗小、可視角度大、成本低、壽命長等優(yōu)點，且兩個屏的拼接縫隙最小做到6.7mm，是當(dāng)前拼接顯示產(chǎn)品中運(yùn)行最穩(wěn)定、最可靠、操作簡單易懂、美觀大方的顯示產(chǎn)品，深受廣大用戶的一致好評。

　　選購及安裝調(diào)試注意事項

　　在購買LCD監(jiān)視器時主要是看監(jiān)視器的實際效果，它的主要技術(shù)指標(biāo)包括清晰度、對比度、亮度色彩還原性、可視角度、響應(yīng)時間、分辯率、無輻射等因素，而這些因素都影響著整個工程項目的使用效果。此外，選擇時還要結(jié)合外觀結(jié)構(gòu)、安裝調(diào)試、操作是否方便，是否有散熱和防干擾設(shè)計等等，在時間允許的情況下還可以進(jìn)行長時間的烤機(jī)測試觀察產(chǎn)品的穩(wěn)定性。下面就選購、安裝調(diào)試提出幾點建議供參考。

　　電性能

　　首先在視頻輸入端接入彩條信號，觀察整幅畫面顏色是否正常，彩條之間的邊緣是否清晰(如圖3)。用眼睛觀察屏幕的上、下、左、右的可視角度，觀察其在多大角度上會出現(xiàn)明顯失真，該角度越大越好。隨后把信號切換到灰階或黑白格(也可以用攝像機(jī)信號)，觀察亮度(亮度決定著液晶監(jiān)視器對外部抗干擾能力)、對比度(對比度是監(jiān)視器最大亮度與最小亮度的對比值，黑白對比越明顯表示對比度越高，圖像的層次感越強(qiáng))、亮暗是否均勻，用活動畫面檢查圖像是否流暢(響應(yīng)時間越小畫面顯示會越流暢)。還可以用多波群測試卡檢查清晰度和視頻解碼能力(圖像越清楚干擾信號越少表示清晰度越高，則解碼能力越強(qiáng))等。

圖3 彩條信號測試顯示[nextpage]

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　液晶監(jiān)視器應(yīng)用金屬結(jié)構(gòu)或屏蔽盒來增強(qiáng)其抗干擾能力，應(yīng)可安裝于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜和桌面上，可以壁掛、吊裝和多臺拼接安裝，并應(yīng)用合理的散熱設(shè)計，專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證產(chǎn)品長時間持續(xù)工作。外型的美觀大方也是用戶選擇的重要參考。因而以上幾點都是衡量監(jiān)視器好壞的標(biāo)準(zhǔn)，可以重點考察。

　　安裝調(diào)試

　　1、在安裝時要確保輸入電壓與監(jiān)視器要求的電壓相符，并確?？煽拷拥兀也荒芘c大電流負(fù)載共同接地。建議使用UPS電源，減少因市電電壓波形畸變或頻率漂移，而產(chǎn)生干擾或破壞的問題。

　　2、接好系統(tǒng)通電后，如發(fā)現(xiàn)有偏亮、偏暗、偏色、模糊、圖像效果差或有干擾等現(xiàn)象，應(yīng)先檢查前端設(shè)備、中間傳輸設(shè)備、傳輸電纜等是否調(diào)到最佳狀態(tài)，避免因前端設(shè)備或線路過長引起高頻信號衰減，導(dǎo)致出現(xiàn)圖像變暗淡、清晰度變差、模糊拖尾、彩色失真或無彩等現(xiàn)象，在保證前端設(shè)備調(diào)好后，再調(diào)監(jiān)視器OSD菜單的亮度、對比度、彩色、清晰度等，以進(jìn)行信號補(bǔ)償，在VGA狀態(tài)下，也可進(jìn)入OSD菜單進(jìn)行自動調(diào)整達(dá)到最佳狀態(tài)。

　　結(jié)語

　　隨著全球反恐的形勢越來越嚴(yán)峻，各國對安防設(shè)備的需求也因此日益高漲，尤其在中國將成為繼美國之后全球第二大安防需求市場。行業(yè)專家預(yù)測中國的安防設(shè)備市場將以每年20%以上的速度增長，2008年的北京奧運(yùn)會助推了安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，據(jù)估計2008年市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了10億多美元。2010年的上海世博會是中國安防市場最大的潛在商機(jī)，而中國持續(xù)不斷的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)潮也為安防市場的穩(wěn)定發(fā)展提供了最堅實的基礎(chǔ)，同時也對安防顯示設(shè)備，如LCD監(jiān)視器的發(fā)展起到了強(qiáng)大的推動作用。

　　安防行業(yè)是新興的朝陽行業(yè)，未來安防顯示設(shè)備的市場前景還是比較可觀的，尤其在金融、交通、公安等重點行業(yè)系統(tǒng)，一些老的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展，需要進(jìn)行技術(shù)改造，設(shè)備更新?lián)Q代，這也給安防顯示設(shè)備的發(fā)展帶來了巨大的商機(jī)。

　　根據(jù)Frost&Sullivan的數(shù)據(jù)，2005年全球視頻監(jiān)控設(shè)備市場約50億美元，預(yù)計2010年將上升到80多億美元，年復(fù)合增長率為11%以上。盡管價格下跌和競爭加劇，減小了制造商利潤空間，但是出貨量的大幅增長將彌補(bǔ)利潤率下降的損失。中高端安防顯示設(shè)備主要應(yīng)用在金融、交通、公安等重點行業(yè)系統(tǒng)，占據(jù)著整個安防顯示設(shè)備市場份額的85%以上，隨著城市監(jiān)控建設(shè)的不斷深入，市場給監(jiān)視器廠商帶來了極大的需求，業(yè)界專家認(rèn)為監(jiān)視器市場未來還將持續(xù)而穩(wěn)定地快速發(fā)展。