VGA信号传输器应用于列车视频传输优势

VGA信号传输器应用于列车视频传输优势

南通市智勇电子有限公司

一、 1080高清标准与显示器的分辨率

    要说清楚1080，我们首先要把1080i和720p讲清楚。1080i和720p同是国际认可的数字高清晰度电视标准。原NTSC国家采用的是1080i/60Hz格式，与NTSC模拟电视场频相同。而欧洲以及中国等一些原PAL制国家则采用了1080i/50Hz模式，场频与PAL模拟电视相同。至于720p，则由于IT厂商更深的渗透到了电视行业而成为了一个可选的标准。

　　以日本数字电视标准为例，按照显示格式的不同，共分为以下5种规格：
　　D1：480i格式，和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz
　　D2：480P格式，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz
　　D3：1080i格式，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz
　　D4：720p格式，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz
　　D5：1080p格式，分辨率为1920×1080逐行扫描，专业格式

　　其中以D3的1080i作为高清晰度电视的基本格式，但是也兼容720p格式的播放。而D5规格的1080p则作为高级的专业模式，普遍应用于电视台、电影制作。电视台发送的1080i和720p电视信号都是由1080p信号源转换播出的。

　　可以看出，1080p是一个事实上存在的标准，但是1080p目前并不是民用领域使用的标准。1080p不是只有一种60Hz场频，其实真正应用得最多的是24Hz、25Hz、30Hz三种场频规格。

　　我们知道电影是以每秒24幅的方式播放胶片的。以1080p/24Hz方式拍摄的数字图像可以无损失的传送到DLP/D-ILA等数字电影投影机上，以电影格式播放。1080p/24Hz是为电影准备的一种格式。

　　如果采用1080p/25Hz格式拍摄高清晰度内容，则可以方便地将每一帧完整的1080p图像拆成两帧隔行扫描的1080i图像。这样1080p/25Hz格式就变成了1080i/50Hz的图像，方便应用于欧洲和中国这些原PAL制国家的数字高清晰度电视。

　　同理，1080p/30Hz上也可以在拍摄完毕后方便地转换为1080i/60Hz的图像，方便应用于美国ATS和日本ISDB等原NTSC制模拟电视国家。

　　1080p转换为720p的图像则更加简单，只需要在每三个像素行中去掉一行，每三个像素列中去掉一列，1080p的三分之二正好是720p。

　　1080p之间的各种格式可以通过昂贵的专业设备相互转换，清晰度上一般没有损失，但运动图像的连贯性会稍有影响。转换成为720p从清晰度上会有所损失，而图像的连贯性没有变化。

　　讲了这么多基础知识，要转入正题了，目前国内市场上的1080p是不是货真价实呢？

　　要播放真正的1080p/60Hz电视图像，电视机的行频应该达到67kHz，这样的显示屏电视机目前还没有。市场上号称支持1080p的显示屏电视机行频一般在31.5kHz到38kHz，充其量只能播放800×600分辨率的图像。它们号称能播放1080p的真正原理是：运用数字图像转换技术，将1920×1080p的图像信号通过模拟→数字图像转换器转换成为低分辨率的数字图像，然后经过数字图像处理电路，最终通过数字→模拟转换器转换为模拟信号在显像管上显示。数字高清晰度图像信号在这中间要经过模拟转数字到数字处理再数字转换模拟这个漫长且复杂的过程，图像信息量和色彩会受到很大的损失。

　　以目前显示屏电视机的视频带宽而言，其处理高清晰度信号最佳的方式是直接将1080i的模拟色差信号解调成RGB信号或将RGB信号原封不动地送到显示屏这个模拟器件上，这样经过的步骤最少，效果最好。

　　1080p/24Hz的图像行频只需要26.8kHz，普通逐行彩电都能达到这个指标，它是否适合电视机呢？24Hz场频对于显示屏电视来说实在太低了，远远低于PAL制50Hz标准扫描频率，画面会闪到无法正常收看。所以1080p/24Hz只能够应用于数字电影编辑制作而不能用于电视播放。

　　对于TFT液晶屏和PDP等离子屏以及用于投影的DLP和LCOS这些数字显示器件来说，其分辨率都是固定不变的。每一种显示屏都有一个最佳的分辨率，如普通的15英寸液晶电视，其分辨率是1024×768，任何其他格式的信号都要转换为1024×768来显示。所以，这些数字显示器件播放1080p格式的图像都不是什么难事，只要把1080p这个格式写入软件，能正确的识别和转换就可以了，但最终显示的是该显示设备的固定分辨率。

　　那么，现阶段有没有分辨率真正达到1920×1080的数字显示屏呢？答案是：有！部分高档超大屏幕TFT液晶屏和PDP等离子屏以及用于投影的DLP和LCOS目前有能力达到这种有效分辨率，但是这样的显示设备目前都还是天价。要完整显示真正的1080p图像，消费者至少要花超过10万元的代价购买显示设备，这对大部分人来说是不现实的。目前，在国内市场上还没有一款能直接无损显示1080p图像的电视机正式在商业领域销售，真正意义上的1080p电视机估计要在未来五年后才可能成为多数消费者的选择。

　　当然，兼容1080p并不是坏事，能够识别并降频显示1080p信号总比不能显示好。问题是目前市面上还没有真正的1080p信号源，推出所谓1080p电视机的厂家也没有可以演示的信号。这就如同画了一个饼，这饼是给消费者看的，不是吃的。部分厂商目前之所以要大力宣传1080p，宣传卖点的因素远大于实际效果。未来一两年内可能有1080p的光盘软件出现，微软的WMV-HD光盘存储格式就是1080p。但是WMV-HD目前只能用电脑播放，还没有一台正式的播放样机，当然也就谈不上大量发行光盘了。

　　综上所述，1080p在近期只可能是厂家宣传的一种噱头，只有在未来真正达到1920×1080分辨率的显示器大量出现，1080p对于我们才会有实际意义。

   总结：通过上面的说明，真正的1080P的高清信号都需要转换成1024*768的分辨率由显示屏显示出来，而不经过转换的1024*768显卡视频信号就是最好的高清视频了。而我们的VGA信号传输器就是直接传输的显示卡输出的1024*768的视频信号。

VGA信号传输器的传输原理

VGA信号输出

列车运营信号的显示问题

　　列车运营信号是由列车控制中心来的数据信号，经过转换后在显示屏上进行显示的。一般的处理方法是用模板方式把运营信息嵌入到画面之中，在显示屏上一部分显示视频图像，一部分显示运营信息。运营信息和视频信号在媒体播放器内合成为一幅完整的图像通过显卡输出。再通过模拟传输送至每一块显示屏上。这种方式是最为实时的，每块屏显示都同步一致。而如果采用流媒体的方式传输视频信号，运营信息必需在解码器端加入，这会导致运营信息加入不同步，（显示的列车到站时间不一致）这一点在后面有详细的分析。

VGA信号传输器应用于地铁站台

　　地铁站台多媒体信息发布系统由两台媒体播放器组成，上行媒体播放器和下行媒体播放器，

　　示意图如下：

VGA信号传输器应用于列车内视频传输

　　列车内的多媒体信号的传输是由一台媒体控制器的显卡输出的1024*768分辨率的视频信号（包括运营信息）通过一根网线传输VGA信号。

传输示意图如下：

数字流媒体的传输应用于站台与列车

　　数字流媒体传输是把标准的视频信号，音频信号进行压缩，或采用经过压缩后的视音频信号通过网络传输，在远端采用软件和硬件的方法把流媒体数据信号还原为标准的视频音频信号，压缩视频音频的设备我们叫它编码器或服务器，远端的设备我们叫它解码器，在一个小系统中，由一台服务器和多台解码器组成，每台解码器可以分别从服务器那儿取流媒体信号，也可以由服务器采用广播的方式分发流媒体信号，但不管采用那种方式传输流媒体信号，都会造成数据拥阻的现象，同时会造成各个解码器的不同步，我们目前所用的解码器由二种形式组成，硬件方式为：采用DSP芯片配合CPU及软件对流媒体信号进行解压缩处理，另一种是全部采用软件的方式对流媒体进行解压缩。这二种方式都得靠软件的支持，有软件就有病毒，在长时间的运营中都会出现软件死机，显示不同步等原因。

　　另外一点值得关心的是媒体播放器与解码器之间的传输距离（不加交换机放大）小于100米，如果需传输更远的距离需加交换机，而用于站台的传输肯定会超过100米，因此用数据传输的话，势必要在中间位置增加交换机，这为施工和维护带来很多困难。
  
列车运营信号加入至流媒体的方法：

      列车运营信号加入至流媒体中是比较复杂的一项工作，一些工程中是把运营信号采用模板式加入的，在整个显示屏的范围上分出视频节目部分和运营信号显示部分，组成一个整画面，通过站台的上行服务器和下行服务器输出的VGA信号，然后由VGA信号传输器送至每台显示器上进行显示。当然这当中也传音频信号。上海地铁一号线上运营信息是：当需要显示运营信号时把视频广告内容去掉，用整个画面显示运营信号。（因为上海地铁一号线还是采用流媒体传输的方式）。其它流媒体的传输方案中的运营信息这能在解码器端加入，这种方式有很多缺点，比如在服务器端发送流媒体的同时还需要发布运营信号，这肯定会造成服务器的压力，而解码器端也需把运营信号加入到输出的视频信号上。一般采用的是分块显示的方式，再把每一块图像合并起来组成完整的一幅。软件设计复杂，势必很容易造成各车厢内运营信息显示的不同步。而运营信息是没有办法在服务器内加入的。

数字流媒体应用于站台传输示意图：

数字流媒体应用于列车内传输示意图：

VGA信号传输器与数字流媒体传输的比较

VGA信号传输器的优点：

1． 完全同步显示。
2． 不会死机，故障率很低（工作电流小于300 mA）
3． 一体化结构，安装维护方便。
4． 工作温度低，适应多种环境。
5． 抗振动性能好。
6． 无需软件支持。
7． 成本低

VGA信号传输器缺点：

1． 接联传输数量少，最多八节。
2． 传输距离在300米至400米之间，不能用光纤加长距离。
3． 一台媒体控制器下的设备这能显示相同的内容。

数字流媒体传输的优点：

1． 可以在一个传输网络中带比较多的解码器。
2． 可以每台解码器显示不同的节目内容。
3．可以用光纤延长网络，传输距离更远。

数字流媒体传输的缺点：

1． 采用软件，容易死机。
2． 显示的图像不能完全同步。
3． 成本高。
4． 维护安装调试困难。
5． 另需配网络交换机和电源。
6． 解码器元器件多，抗振动性差。
7． 工作温度高。
8． 需软件支持。

VGA信号传输器应用业绩

1、站台

A、重庆地铁站台VGA信号传输器应用
B、天津地铁站台VGA信号传输器应用
C、上海地铁二号线延伸段四个车站
D、上海地铁一号线，二号线多个站台的改造
E、上海地铁八号线，九号线

2、列车VGA信号传输器应用业绩

A、上海地铁三号线列车内VGA信号传输
B、上海地铁二号线列车内VGA信号传输
C、天津地铁列车内VGA信号传输
D、广州地铁四、五号线VGA信号传输
E、重庆地铁列车内VGA信号传输
F、北京地铁五号线车厢内VGA信号传输
G、曼谷地铁列车VGA信号传输（实施中）

中国江苏省南通市智勇电子有限公司
电话:0513-83586411 85257663 85621621 85851053 
传真:0513-5257663
手机:13861998185 13706297706