VGA信號傳輸器應(yīng)用于列車視頻傳輸優(yōu)勢

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一、 1080高清標(biāo)準(zhǔn)與顯示器的分辨率

    要說清楚1080，我們首先要把1080i和720p講清楚。1080i和720p同是國際認(rèn)可的數(shù)字高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)。原NTSC國家采用的是1080i/60Hz格式，與NTSC模擬電視場頻相同。而歐洲以及中國等一些原PAL制國家則采用了1080i/50Hz模式，場頻與PAL模擬電視相同。至于720p，則由于IT廠商更深的滲透到了電視行業(yè)而成為了一個可選的標(biāo)準(zhǔn)。

　　以日本數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)為例，按照顯示格式的不同，共分為以下5種規(guī)格：
　　D1：480i格式，和NTSC模擬電視清晰度相同，行頻為15.25kHz
　　D2：480P格式，和逐行掃描DVD規(guī)格相同，行頻為31.5kHz
　　D3：1080i格式，分辨率為1920×1080i/60Hz，行頻為33.75kHz
　　D4：720p格式，分辨率為1280×720p/60Hz，行頻為45kHz
　　D5：1080p格式，分辨率為1920×1080逐行掃描，專業(yè)格式

　　其中以D3的1080i作為高清晰度電視的基本格式，但是也兼容720p格式的播放。而D5規(guī)格的1080p則作為高級的專業(yè)模式，普遍應(yīng)用于電視臺、電影制作。電視臺發(fā)送的1080i和720p電視信號都是由1080p信號源轉(zhuǎn)換播出的。

　　可以看出，1080p是一個事實(shí)上存在的標(biāo)準(zhǔn)，但是1080p目前并不是民用領(lǐng)域使用的標(biāo)準(zhǔn)。1080p不是只有一種60Hz場頻，其實(shí)真正應(yīng)用得最多的是24Hz、25Hz、30Hz三種場頻規(guī)格。

　　我們知道電影是以每秒24幅的方式播放膠片的。以1080p/24Hz方式拍攝的數(shù)字圖像可以無損失的傳送到DLP/D-ILA等數(shù)字電影投影機(jī)上，以電影格式播放。1080p/24Hz是為電影準(zhǔn)備的一種格式。

　　如果采用1080p/25Hz格式拍攝高清晰度內(nèi)容，則可以方便地將每一幀完整的1080p圖像拆成兩幀隔行掃描的1080i圖像。這樣1080p/25Hz格式就變成了1080i/50Hz的圖像，方便應(yīng)用于歐洲和中國這些原PAL制國家的數(shù)字高清晰度電視。

　　同理，1080p/30Hz上也可以在拍攝完畢后方便地轉(zhuǎn)換為1080i/60Hz的圖像，方便應(yīng)用于美國ATS和日本ISDB等原NTSC制模擬電視國家。

　　1080p轉(zhuǎn)換為720p的圖像則更加簡單，只需要在每三個像素行中去掉一行，每三個像素列中去掉一列，1080p的三分之二正好是720p。

　　1080p之間的各種格式可以通過昂貴的專業(yè)設(shè)備相互轉(zhuǎn)換，清晰度上一般沒有損失，但運(yùn)動圖像的連貫性會稍有影響。轉(zhuǎn)換成為720p從清晰度上會有所損失，而圖像的連貫性沒有變化。

　　講了這么多基礎(chǔ)知識，要轉(zhuǎn)入正題了，目前國內(nèi)市場上的1080p是不是貨真價(jià)實(shí)呢？

　　要播放真正的1080p/60Hz電視圖像，電視機(jī)的行頻應(yīng)該達(dá)到67kHz，這樣的顯示屏電視機(jī)目前還沒有。市場上號稱支持1080p的顯示屏電視機(jī)行頻一般在31.5kHz到38kHz，充其量只能播放800×600分辨率的圖像。它們號稱能播放1080p的真正原理是：運(yùn)用數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)，將1920×1080p的圖像信號通過模擬→數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成為低分辨率的數(shù)字圖像，然后經(jīng)過數(shù)字圖像處理電路，最終通過數(shù)字→模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬信號在顯像管上顯示。數(shù)字高清晰度圖像信號在這中間要經(jīng)過模擬轉(zhuǎn)數(shù)字到數(shù)字處理再數(shù)字轉(zhuǎn)換模擬這個漫長且復(fù)雜的過程，圖像信息量和色彩會受到很大的損失。

　　以目前顯示屏電視機(jī)的視頻帶寬而言，其處理高清晰度信號最佳的方式是直接將1080i的模擬色差信號解調(diào)成RGB信號或?qū)�RGB信號原封不動地送到顯示屏這個模擬器件上，這樣經(jīng)過的步驟最少，效果最好。

　　1080p/24Hz的圖像行頻只需要26.8kHz，普通逐行彩電都能達(dá)到這個指標(biāo)，它是否適合電視機(jī)呢？24Hz場頻對于顯示屏電視來說實(shí)在太低了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PAL制50Hz標(biāo)準(zhǔn)掃描頻率，畫面會閃到無法正常收看。所以1080p/24Hz只能夠應(yīng)用于數(shù)字電影編輯制作而不能用于電視播放。

　　對于TFT液晶屏和PDP等離子屏以及用于投影的DLP和LCOS這些數(shù)字顯示器件來說，其分辨率都是固定不變的。每一種顯示屏都有一個最佳的分辨率，如普通的15英寸液晶電視，其分辨率是1024×768，任何其他格式的信號都要轉(zhuǎn)換為1024×768來顯示。所以，這些數(shù)字顯示器件播放1080p格式的圖像都不是什么難事，只要把1080p這個格式寫入軟件，能正確的識別和轉(zhuǎn)換就可以了，但最終顯示的是該顯示設(shè)備的固定分辨率。

　　那么，現(xiàn)階段有沒有分辨率真正達(dá)到1920×1080的數(shù)字顯示屏呢？答案是：有！部分高檔超大屏幕TFT液晶屏和PDP等離子屏以及用于投影的DLP和LCOS目前有能力達(dá)到這種有效分辨率，但是這樣的顯示設(shè)備目前都還是天價(jià)。要完整顯示真正的1080p圖像，消費(fèi)者至少要花超過10萬元的代價(jià)購買顯示設(shè)備，這對大部分人來說是不現(xiàn)實(shí)的。目前，在國內(nèi)市場上還沒有一款能直接無損顯示1080p圖像的電視機(jī)正式在商業(yè)領(lǐng)域銷售，真正意義上的1080p電視機(jī)估計(jì)要在未來五年后才可能成為多數(shù)消費(fèi)者的選擇。

　　當(dāng)然，兼容1080p并不是壞事，能夠識別并降頻顯示1080p信號總比不能顯示好。問題是目前市面上還沒有真正的1080p信號源，推出所謂1080p電視機(jī)的廠家也沒有可以演示的信號。這就如同畫了一個餅，這餅是給消費(fèi)者看的，不是吃的。部分廠商目前之所以要大力宣傳1080p，宣傳賣點(diǎn)的因素遠(yuǎn)大于實(shí)際效果。未來一兩年內(nèi)可能有1080p的光盤軟件出現(xiàn)，微軟的WMV-HD光盤存儲格式就是1080p。但是WMV-HD目前只能用電腦播放，還沒有一臺正式的播放樣機(jī)，當(dāng)然也就談不上大量發(fā)行光盤了。

　　綜上所述，1080p在近期只可能是廠家宣傳的一種噱頭，只有在未來真正達(dá)到1920×1080分辨率的顯示器大量出現(xiàn)，1080p對于我們才會有實(shí)際意義。

   總結(jié)：通過上面的說明，真正的1080P的高清信號都需要轉(zhuǎn)換成1024*768的分辨率由顯示屏顯示出來，而不經(jīng)過轉(zhuǎn)換的1024*768顯卡視頻信號就是最好的高清視頻了。而我們的VGA信號傳輸器就是直接傳輸?shù)娘@示卡輸出的1024*768的視頻信號。

VGA信號傳輸器的傳輸原理

VGA信號輸出

列車運(yùn)營信號的顯示問題

　　列車運(yùn)營信號是由列車控制中心來的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后在顯示屏上進(jìn)行顯示的。一般的處理方法是用模板方式把運(yùn)營信息嵌入到畫面之中，在顯示屏上一部分顯示視頻圖像，一部分顯示運(yùn)營信息。運(yùn)營信息和視頻信號在媒體播放器內(nèi)合成為一幅完整的圖像通過顯卡輸出。再通過模擬傳輸送至每一塊顯示屏上。這種方式是最為實(shí)時的，每塊屏顯示都同步一致。而如果采用流媒體的方式傳輸視頻信號，運(yùn)營信息必需在解碼器端加入，這會導(dǎo)致運(yùn)營信息加入不同步，（顯示的列車到站時間不一致）這一點(diǎn)在后面有詳細(xì)的分析。

VGA信號傳輸器應(yīng)用于地鐵站臺

　　地鐵站臺多媒體信息發(fā)布系統(tǒng)由兩臺媒體播放器組成，上行媒體播放器和下行媒體播放器，

　　示意圖如下：

VGA信號傳輸器應(yīng)用于列車內(nèi)視頻傳輸

　　列車內(nèi)的多媒體信號的傳輸是由一臺媒體控制器的顯卡輸出的1024*768分辨率的視頻信號（包括運(yùn)營信息）通過一根網(wǎng)線傳輸VGA信號。

傳輸示意圖如下：

數(shù)字流媒體的傳輸應(yīng)用于站臺與列車

　　數(shù)字流媒體傳輸是把標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號，音頻信號進(jìn)行壓縮，或采用經(jīng)過壓縮后的視音頻信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，在遠(yuǎn)端采用軟件和硬件的方法把流媒體數(shù)據(jù)信號還原為標(biāo)準(zhǔn)的視頻音頻信號，壓縮視頻音頻的設(shè)備我們叫它編碼器或服務(wù)器，遠(yuǎn)端的設(shè)備我們叫它解碼器，在一個小系統(tǒng)中，由一臺服務(wù)器和多臺解碼器組成，每臺解碼器可以分別從服務(wù)器那兒取流媒體信號，也可以由服務(wù)器采用廣播的方式分發(fā)流媒體信號，但不管采用那種方式傳輸流媒體信號，都會造成數(shù)據(jù)擁阻的現(xiàn)象，同時會造成各個解碼器的不同步，我們目前所用的解碼器由二種形式組成，硬件方式為：采用DSP芯片配合CPU及軟件對流媒體信號進(jìn)行解壓縮處理，另一種是全部采用軟件的方式對流媒體進(jìn)行解壓縮。這二種方式都得靠軟件的支持，有軟件就有病毒，在長時間的運(yùn)營中都會出現(xiàn)軟件死機(jī)，顯示不同步等原因。

　　另外一點(diǎn)值得關(guān)心的是媒體播放器與解碼器之間的傳輸距離（不加交換機(jī)放大）小于100米，如果需傳輸更遠(yuǎn)的距離需加交換機(jī)，而用于站臺的傳輸肯定會超過100米，因此用數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑�，勢必要在中間位置增加交換機(jī)，這為施工和維護(hù)帶來很多困難。
  
列車運(yùn)營信號加入至流媒體的方法：

      列車運(yùn)營信號加入至流媒體中是比較復(fù)雜的一項(xiàng)工作，一些工程中是把運(yùn)營信號采用模板式加入的，在整個顯示屏的范圍上分出視頻節(jié)目部分和運(yùn)營信號顯示部分，組成一個整畫面，通過站臺的上行服務(wù)器和下行服務(wù)器輸出的VGA信號，然后由VGA信號傳輸器送至每臺顯示器上進(jìn)行顯示。當(dāng)然這當(dāng)中也傳音頻信號。上海地鐵一號線上運(yùn)營信息是：當(dāng)需要顯示運(yùn)營信號時把視頻廣告內(nèi)容去掉，用整個畫面顯示運(yùn)營信號。（因?yàn)樯虾５罔F一號線還是采用流媒體傳輸?shù)姆绞剑�。其它流媒體的傳輸方案中的運(yùn)營信息這能在解碼器端加入，這種方式有很多缺點(diǎn)，比如在服務(wù)器端發(fā)送流媒體的同時還需要發(fā)布運(yùn)營信號，這肯定會造成服務(wù)器的壓力，而解碼器端也需把運(yùn)營信號加入到輸出的視頻信號上。一般采用的是分塊顯示的方式，再把每一塊圖像合并起來組成完整的一幅。軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜，勢必很容易造成各車廂內(nèi)運(yùn)營信息顯示的不同步。而運(yùn)營信息是沒有辦法在服務(wù)器內(nèi)加入的。

數(shù)字流媒體應(yīng)用于站臺傳輸示意圖：

數(shù)字流媒體應(yīng)用于列車內(nèi)傳輸示意圖：

VGA信號傳輸器與數(shù)字流媒體傳輸?shù)谋容^

VGA信號傳輸器的優(yōu)點(diǎn)：

1． 完全同步顯示。
2． 不會死機(jī)，故障率很低（工作電流小于300 mA）
3． 一體化結(jié)構(gòu)，安裝維護(hù)方便。
4． 工作溫度低，適應(yīng)多種環(huán)境。
5． 抗振動性能好。
6． 無需軟件支持。
7． 成本低

VGA信號傳輸器缺點(diǎn)：

1． 接聯(lián)傳輸數(shù)量少，最多八節(jié)。
2． 傳輸距離在300米至400米之間，不能用光纖加長距離。
3． 一臺媒體控制器下的設(shè)備這能顯示相同的內(nèi)容。

數(shù)字流媒體傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：

1． 可以在一個傳輸網(wǎng)絡(luò)中帶比較多的解碼器。
2． 可以每臺解碼器顯示不同的節(jié)目內(nèi)容。
3．可以用光纖延長網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離更遠(yuǎn)。

數(shù)字流媒體傳輸?shù)娜秉c(diǎn)：

1． 采用軟件，容易死機(jī)。
2． 顯示的圖像不能完全同步。
3． 成本高。
4． 維護(hù)安裝調(diào)試?yán)щy。
5． 另需配網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和電源。
6． 解碼器元器件多，抗振動性差。
7． 工作溫度高。
8． 需軟件支持。

VGA信號傳輸器應(yīng)用業(yè)績

1、站臺

A、重慶地鐵站臺VGA信號傳輸器應(yīng)用
B、天津地鐵站臺VGA信號傳輸器應(yīng)用
C、上海地鐵二號線延伸段四個車站
D、上海地鐵一號線，二號線多個站臺的改造
E、上海地鐵八號線，九號線

2、列車VGA信號傳輸器應(yīng)用業(yè)績

A、上海地鐵三號線列車內(nèi)VGA信號傳輸
B、上海地鐵二號線列車內(nèi)VGA信號傳輸
C、天津地鐵列車內(nèi)VGA信號傳輸
D、廣州地鐵四、五號線VGA信號傳輸
E、重慶地鐵列車內(nèi)VGA信號傳輸
F、北京地鐵五號線車廂內(nèi)VGA信號傳輸
G、曼谷地鐵列車VGA信號傳輸（實(shí)施中）

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