阅读说明：本技术 一种多路3d信号拼接同步系统 (Multi-path 3D signal splicing synchronization system ) 是由 曹臻 潘卫明 邱昊 于 2020-04-02 设计创作，主要内容包括：本发明属于图像技术领域,具体为一种多路3D信号拼接同步系统。本系统包含如下组成部分：3D图像信号采集单元,3D图像左右通道分离单元,左、右通道数据帧率同步变换单元,通道链路交换单元,系统帧单元,左、右通道拼接处理单元,3D左右通道合并输出单元和3D拼接显示单元。本发明可将任意多个非同源3D图像进行图像拼接处理,最后在任意多个3D显示单元上同步显示；使得用户可通过3D眼镜同时观看到多个非同源3D图像信号,解决了目前多路非同源3D信号无法同步显示于同一组3D屏幕的难题,降低了对3D信号源同步的要求,极大提升了用户的工作效率及使用体验,在军事仿真、医疗仿真、汽车建模等领域有广泛的应用需求。(The invention belongs to the technical field of images, and particularly relates to a multi-path 3D signal splicing and synchronizing system. The system comprises the following components: the system comprises a 3D image signal acquisition unit, a 3D image left-right channel separation unit, a left-right channel data frame rate synchronous conversion unit, a channel link exchange unit, a system frame unit, a left-right channel splicing processing unit, a 3D left-right channel merging output unit and a 3D splicing display unit. According to the invention, any plurality of non-homologous 3D images can be subjected to image splicing processing, and finally, the images are synchronously displayed on any plurality of 3D display units; the user can watch a plurality of non-homologous 3D image signals through the 3D glasses, the problem that at present, a plurality of paths of non-homologous 3D signals cannot be synchronously displayed on the same group of 3D screens is solved, the requirement on synchronization of 3D signal sources is lowered, the working efficiency and the use experience of the user are greatly improved, and the method has wide application requirements in the fields of military simulation, medical simulation, automobile modeling and the like.)

一种多路3D信号拼接同步系统

技术领域

本发明属于图像技术领域，具体为一种多路3D信号拼接同步系统。

背景技术

近年来，大屏显示技术飞速发展，特别是随着AR/VR等技术的广泛应用，3D的需求越来越旺盛，对3D显示技术的要求也越来越高。用户已不满足于传统的单路3D信号的大屏显示，迫切需要拼接大屏能提供多路3D信号同步显示；然而3D信号对同步要求非常高，目前还无法实现多路非同源3D信号在同一拼接屏幕墙上展示。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多路3D信号拼接同步系统。该系统能克服现有3D拼接技术无法支持多路非同源3D信号的缺陷，实现多路非同源3D信号拼接显示于同一个3D屏幕墙。

为实现上述目的，本发明提出了一种多路3D信号拼接同步系统，其包括两个以上3D图像信号采集单元，两个以上3D图像左右通道分离单元，两个以上左通道数据帧率同步变换单元、两个以上右通道数据帧率同步变换单元，一个通道链路交换单元，一个系统帧单元，一个左通道拼接处理单元、一个右通道拼接处理单元，一个3D左右通道合并输出单元，一个以上3D拼接显示单元；所述3D图像信号采集单元、3D图像左右通道分离单元、左、右通道数据帧率同步变换单元的数目相等；其中：

3D图像信号采集单元，用于接受用户设备输入的各种类型3D音视频原始信号，经过内部音视频数字信号处理，将其转换为内部标准数据流；

3D图像左右通道分离单元，用于接收3D图像信号采集单元的3D数据流及3D同步信号，按照3D同步信号将3D数据流进行数据分离，按左右两个通道分别送出单通道数据流；

左、右通道数据帧率同步变换单元，用于分别接收3D图像左右通道分离单元分离后的左、右通道数据流，以及接受系统帧单元的系统帧同步信号，将输入的两路单通道数据流的帧率统一变换为系统帧率，以达到任意多路数据流同步；

通道链路交换单元，用于接收左、右通道数据帧率同步变换单元统一后的单通道数据流，按用户配置交换到对应的左、右通道拼接处理单元；

左、右通道拼接处理单元，用于接收通道链路交换单元的多路单通道数据流，对这些数据流进行解码，解码后按配置分别将多路左、右通道图像进行叠加，剪裁或缩放处理，实现多路单通道图像拼接；

系统帧单元，用于产生系统帧同步信号，分发到左、右通道数据帧率同步变换单元、通道链路交换单元、左、右通道拼接处理单元和3D左右通道合并输出单元，确保各模块步调一致；

3D左右通道合并输出单元，用于接收左、右通道拼接处理单元拼接完成的两路左、右通道图像数据，将这两路图像按3D拼接显示单元的3D音视频接口标准合并转换后的信号和3D同步信号输出到3D拼接显示单元，

3D拼接显示单元，用于接收3D左右通道合并输出单元处理后的3D信号，显示给用户。

本发明中，3D音视频原始信号为电脑显卡3D信号或3D摄像机信号。

本发明中，3D图像左右通道分离单元中，3D数据流的格式为帧连续格式、左右格式、

上下格式或左右通道直连方式。

本发明中，3D图像左右通道分离单元中 3D同步信号的输入，通过采用3D同步指示接口以及通过视频时序空隙或特殊编码方式插入的隐含3D同步信息实现。

本发明中，3D左右通道合并输出单元中3D同步信号的输出，通过采用3D同步指示接口以及通过视频时序空隙或特殊编码方式插入的隐含3D同步信息实现。

本发明中，3D同步指示接口为RS232/RS485或3 PIN的3D SYNC接口。

本发明中，按3D拼接显示单元的3D音视频接口标准合并的方式为帧连续格式、左右格式、上下格式或左右通道直连方式。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明能将任意多个非同源3D图像进行图像拼接处理，最后在一个或任意多个3D显示单元上同步显示；使得用户可通过3D眼镜同时观看到多个非同源3D图像信号，解决了目前多路非同源3D信号无法同步显示于同一组3D屏幕的难题，在军事仿真、医疗仿真、汽车建模等领域有广泛的应用需求；

本发明在一组显示单元上可同时显示多路非同源3D图像信号，降低了系统对显示设备的要求，使得用户能方便的同时获取更多的非同源3D图像信息，减少了设备成本，提高了工作效率，降低了对3D信号源同步的要求，极大提升用户的工作效率及使用体验。

附图说明

图1为一种多路3D信号拼接同步系统结构框图。

图中标号：1-3D图像采集单元，2-3D图像左右通道分离单元，3-左通道数据帧率变换单元，4-右通道数据帧率变换单元，5-通道链路交换单元，6-系统帧单元，7-左通道拼接处理单元，8-右通道拼接处理单元，9-3D左右通道合并输出单元，10-3D拼接显示单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细阐述。

实施例1

本发明针对目前现有3D拼接技术的缺陷，提出了一种多路3D信号拼接同步系统，结构框图见图1，其包括：两个以上3D图像信号采集单元1，两个以上3D图像左右通道分离单元2，两个以上左、右通道帧率同步变换单元3、4，一个通道链路交换单元5，一个系统帧单元6，一个左、右通道拼接处理单元7、8，一个3D左右通道合并输出单元9和一个以上3D拼接显示单元10； 3D图像信号采集单元1，3D图像左右通道分离单元2，左、右通道帧率同步变换单元3、4的数目相等；其中：

3D图像信号采集单元1通过音视频物理接口、3D同步接口和3D信号源连接；

3D图像信号采集单元1与3D图像左右通道分离单元2单路连接，3D图像左右通道分离单元2根据输入的3D同步信号将输入的3D视频数字信号分离为左右两个通道，分别对应左眼视频，右眼视频；

3D图像左右通道分离单元2分别与左、右通道帧率同步变换单元3、4连接，左、右通道帧率同步变换单元3、4将分离后的左右通道数据进行帧率同步变换，将左右通道数据的帧率统一变换到系统帧率；

多路左、右通道数据帧率同步变换单元3、4与通道链接交换单元5相连接，通道链接交换单元5与左、右通道拼接处理单元7、8分别连接，通道链接交换单元5接收多路分离后的左右通道数据，按配置任意交换到对应的左、右通道拼接处理单元7、8，左、右通道拼接处理单元7、8的图像处理过程能将多路3D的同一通道图像进行混合拼接叠加；

左、右通道拼接处理单元7、8与3D左右通道合并输出单元9连接，3D左右通道合并输出单元9通过音视频物理接口、3D同步接口与3D拼接显示单元10连接；3D左右通道合并输出单元接收左、右通道拼接处理单元7、8输出的左右通道拼接后的视频，将其按系统帧率和时间顺序合并输出至3D拼接显示单元，3D左右通道合并输出单元9与3D拼接显示单元10之间的连接包含3D同步信号；

系统帧单元6与左、右通道帧率数据同步变换单元3、4，通道链路交换单元5，左、右通道拼接处理单元7、8，3D左右通道合并输出单元9连接，促使系统中各个单元模块按同一步调配合工作。连接方式包括不限于以太网网络、背板自定义网络。

以下对本发明的多路3D信号拼接系统的各个组成部分进一步详细介绍。

1）3D图像信号采集单元1，其是本发明系统的信息采集和数据转换部分，其接收3D信号源提供的3D音视频物理信号，以及3D同步信号输入，3D同步信号可以是物理的3D同步指示接口输入，或者是通过视频时序空隙或特殊编码方式插入的隐含3D同步信息；实现将其转换为内部标准数据流；转换步骤为：

采集3D音视频物理信号，如电脑显卡3D信号，3D摄像机信号等；

采集3D同步输入，根据其不同的输入形式（物理的3D同步指示接口输入，或者是通过视频时序空隙或特殊编码方式插入的隐含3D同步信息），解析出3D同步信号；

分析判断采集到的音视频输入信号的具体参数，如分辨率大小，音频格式，3D格式等等；

根据参数对3D音视频输入信号进行音视频数字信号处理，如滤波、裁剪、缩放、3D数据同步对齐等等；

将处理后的音视频数字信号进行数据格式处理，送给下一级3D图像左右通道分离单元2；

2）3D图像左右通道分离单元2，其是本发明系统的数据处理部分，其接收3D图像信号采集单元2 送来的格式化3D数据，将其按左右两路通道分离后送到左、右通道数据帧率同步变换单元3、4；转换步骤为：

接收3D图像数据流；

识别3D图像数据流的格式，如帧连续格式，左右格式，上下格式或者左右通道直连方式（即左右通道分别对应一个物理视频接口）；

根据3D图像数据流的格式，将数据流按左右两个通道进行分离处理；

将独立的两个通道数据送往左、右通道数据帧率同步变换单元3、4；

3) 左、右通道数据帧率同步变换单元3、4 ，其是本发明系统的核心数据处理部分，其接收3D图像左右通道分离单元2送来的单通道图像数据流，经过帧率变换处理，将其数据流帧率统一到系统帧；转换步骤为：

接收3D图像左右通道分离单元2送来的单通道图像数据流；

接收系统帧单元6送来的系统帧同步信号；

将单通道数据流进行帧率变换处理，使得输出的数据流帧率统一为系统帧率；

将单通道数据流进行图像编码后输出到通道链路交换单元5；

4) 通道链路交换单元5，其接收来自左、右通道数据帧率同步变换单元3、4的标准通道数据流，按配置参数交换到左、右通道拼接处理单元7、8进行处理；

其交换特性包括：按标准通道数据流为单位进行的矩阵式全交换；按标准通道数据流中的图像区域为单位进行的细颗粒度矩阵式全交换；

其交换物理介质包括：集成电路背板，通用网络交换机，通用网络路由器等；

5) 左、右通道拼接处理单元7、8，其接收来自通道链路交换单元5的多路同向（同左，或同右）标准数据流，进行图像数据处理；其处理步骤为：

标准数据流解码，恢复出单通道图像；

按配置对多路单通道图像进行缩放、剪裁、叠加等数字图像处理，拼接合成一路图像；

将拼接合成后的图像；

6) 3D左右通道合并输出单元9，其接收左、右通道拼接处理单元7、8处理后的两路（左右）通道图像，将这两路图像按3D拼接显示单元10的3D音视频接口标准进行图像合并输出，其步骤如下：

接收3D拼接显示单元10的3D音视频接口标准配置，如3D左右眼格式（即左右通道分别位于视频帧的左边和右边），3D上下格式（即左右通道分别位于视频帧的上部和下部），3D帧连续格式（即左右通道交替通过一个物理视频接口输出）、左右通道直连方式（即左右通道分别对应一个物理视频接口输出）等；

接收左、右通道拼接处理单元7、8处理后的两路（左右）通道图像；

将两路（左右）通道图像根据3D输出标准进行转换进行合并；

将转换合并后的视频信号输出到3D拼接显示单元10；

输出3D同步信号到3D拼接显示单元10，其实现包括但不限于专用的物理形式的3D同步指示接口（如RS232/RS485，3 PIN的3D SYNC接口等）以及通过视频时序空隙或特殊编码等方式插入的隐含3D同步信息；

7) 3D拼接显示单元10，其是本发明装置的显示呈现部分，其接收最终信号呈现用户；其物理接口，包含且不限于视频的DVI接口、HDMI接口、SDI接口、DP接口；包含且不限于音频的3.5mm接口、RCA接口、S/PDIF接口；

8) 系统帧单元6产生统一的系统帧同步信号，发送到左、右通道数据帧率同步变换单元3、4，通道链路交换单元5，左、右通道拼接处理单元7、8，3D左右通道合并输出单元9中，确保各个单元模块协同工作。

显然，本领域的技术人员刻意对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。