本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種基于led的曲面三維虛擬顯示系統。

背景技術：

當今，led顯示技術已經應用到社會生活的眾多領域，例如led顯示器、led電視機、led廣告屏等。目前，led顯示還主要是以二維平面顯示為主，利用led屏進行三維顯示也主要是以平面led屏為主。

利用平面led屏進行三維顯示主要存在的問題是：一是對三維場景觀看的沉浸感不強，當戴上三維眼鏡對平面led屏呈現的三維顯示內容進行觀看時，三維顯示效果主要在人眼觀測的前方進行呈現，不能形成空間上的多方位、多角度呈現，在三維顯示的逼真度、互動性等方面存在不足；二是與人眼觀測的視角范圍不匹配，人雙眼觀測的視角范圍是120度左右的扇形區域，平面led屏與人眼觀測的生理特性不吻合匹配，因此三維觀測效果難以接近真實場景，在顯示屏兩側邊沿的顯示失真更為明顯；三是空間利用率不高，當在led顯示屏的布設空間范圍有限或者空間范圍不規則的條件下，平面led屏在適應空間變化方面缺乏靈活性，不能在多種空間條件下與所在空間相匹配且能夠在最大范圍內提供有效顯示區域。

在構建led顯示屏時，通常是通過led顯示屏模組拼接而成，led顯示屏模組的規格尺寸、數量、布設方式等決定了拼接完成后整個led顯示屏的形狀、大小以及顯示控制的方式。當led顯示屏是平面顯示屏時，led顯示屏模組的選型和拼裝相對比較容易，而當led顯示屏是曲面而非平面時，就需要根據顯示屏的整體結構尺寸優化led顯示屏模組的選型及布設方式，否則將會在led顯示屏模組之間出現縫隙、凸棱等缺陷，影響整體顯示效果。

led顯示系統的構建也要考慮可靠性、便捷性、穩定性和便于測試檢驗、維護維修以及更新換代。現有的顯示系統僅支持左右格式的三維片源，然而，為了多角度、全方位、高清晰的顯示3d立體畫面，部分片源制作時是上下格式的，基于這種情況，設計出一款對上下格式及左右格式的三維片源全部兼容，是顯示技術領域發展的趨勢。

另外，戶外使用的led顯示系統也缺乏對外部環境光線亮度的感知而自適應調整顯示亮度、色彩的自適應調節技術手段。

基于以上現有技術中存在的問題，有必要提供一種能夠靈活適應不同的空間特點、增強三維顯示的最佳效果以及在使用便捷、安全可靠、維修更新等方面具有明顯優勢的、既支持對上下格式，又支持左右格式的三維片源的三維顯示系統。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于led的曲面三維虛擬顯示系統，解決現有技術的三維顯示系統在呈現三維顯示效果時造成的虛擬現實效果不逼真、沉浸感不強、觀測視角不匹配、空間利用率不高、對三維視頻片源不兼容的問題。

為解決上述技術問題，本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統采用的技術方案是：包括視頻處理器、與所述視頻處理器相連的顯示控制器、與所述顯示控制器相連的三維曲面顯示屏，所述視頻處理器和所述顯示控制器對輸入的視頻信號進行轉換和縮放處理，所述顯示控制器控制所述三維曲面顯示屏對縮放轉換處理后的三維視頻信號進行三維視頻顯示。

進一步優選地，所述三維曲面顯示屏由多個led顯示屏模組單元橫向拼裝和/或縱向拼裝而成，所述led顯示屏模組單元包括單元基箱，所述單元基箱的外側固定設置有橫向和/或縱向無縫拼接的多個led顯示屏模組，相鄰的所述led顯示屏模組單元的單元基箱的外側面之間設置有夾角且通過單元組裝架無縫拼裝成曲面的顯示屏，所述led顯示屏模組單元還包括led顯示屏模組單元的控制電路板，所述led顯示屏模組包括led顯示矩陣和控制所述led顯示矩陣的模組顯控電路板，所述控制電路板與所述模組顯控電路板之間通信連接，所述三維曲面顯示屏還包括對所述控制電路板及所述模組顯控電路板供電的供電電源。

進一步優選地，所述視頻處理器與所述顯示控制器合二為一組成視頻處理系統，該視頻處理系統包括存儲器、與所述存儲器通信連接的fpga芯片、與所述fpga芯片的輸入口進行通信連接的視頻解碼器、與所述fpga芯片進行通信連接的監控顯示器、與所述fpga芯片進行通信連接用于外接操控輸入設備的usb接口、與所述fpga芯片進行通信連接的紅外發射器、與所述fpga芯片的輸出口進行通信連接并向所述三維曲面顯示屏發送數據的發送接口、以及系統電源，所述fpga芯片完成對視頻信號的三維轉換處理以及對視頻信號縮放的處理。

進一步優選地，所述的對視頻信號的三維轉換處理包括，首先，對輸入的視頻信號進行識別和轉換，將視頻信號中的每一幀圖像對應轉換為適于三維顯示的兩個分幀圖像；所述視頻信號的縮放處理包括將處理轉換后的所有分幀圖像的分辨率與所述三維曲面顯示屏的分辨率相適配，再由所述視頻處理系統將原每一幀圖像轉換后的兩個分幀圖像依次間隔一定時間發送給所述三維曲面顯示屏，由所述三維曲面顯示屏對轉換后的三維視頻信號中的每一幀圖像的兩個分幀圖像交替顯示。

進一步優選地，所述視頻信號包括二維視頻信號和三維視頻信號，所述三維視頻信號包括左右格式的三維視頻信號和上下格式的三維視頻信號。

進一步優選地，所述三維曲面顯示屏由橫向和縱向的所述led顯示屏模組單元拼裝而成時，縱向的所述led顯示屏模組單元拼裝為平面，橫向的所述led顯示屏模組單元拼裝成內弧面，進而使拼接的所述三維曲面顯示屏形成內弧形，所述單元基箱的外側面設置成平面或內弧面，所述單元基箱外側面橫向和縱向拼接有所述led顯示屏模組，縱向相鄰的所述led顯示屏模組拼接為平面，橫向相鄰的所述led顯示屏模組對應的拼接成平面或呈角度拼接成與所述單元基箱的外側面對應匹配的內弧面。

進一步優選地，所述led顯示矩陣的橫向led燈數和縱向led燈數均為8的倍數或均為20的倍數或均為40的倍數。

進一步優選地，所述單元基箱包括由橫梁和豎梁組成的框型梁架，所述橫梁和所述豎梁相鄰的相交點圍成的區域用于安裝一個led顯示屏模組，所述橫梁和所述豎梁上分別設置有用于安裝所述led顯示屏模組的安裝孔，所述框型梁架的內側設置有第一安裝板，所述框型梁架內側扣裝設置有內殼蓋，所述內殼蓋上鉸接設置有可打開的檢修窗，所述檢修窗內側固定設置有第二安裝板，所述內殼蓋的四角上分別設置有連接固定孔，所述內殼蓋上設置有電源線接入孔，所述單元組裝架包括通過固定螺栓連接在相鄰的所述內殼蓋的四角上的連接板，以及上、下相鄰的所述內殼蓋之間設置的上下拉緊組件和左、右相鄰的所述內殼蓋之間設置的左右拉緊組件。

進一步優選地，所述led顯示屏模組單元的控制電路板上設置有接收顯示數據的顯示數據輸入接口、將接收到的顯示數據進行轉發的顯示數據輸出接口、將接收的顯示數據分配給該led顯示屏模組單元內的所述led顯示屏模組的顯示控制輸出接口、與所述供電電源的輸出端電連的單元電源輸入接口；

所述led顯示屏模組的模組顯控電路板上設置有與所述led顯示矩陣電連接，并根據接收到的顯示數據控制所述led顯示矩陣的顯示分配輸入接口、將接收的顯示數據進行轉發的顯示分配輸出接口，與所述供電電源的輸出端電連的模組電源輸入接口；

拼裝成所述三維曲面顯示屏的所述led顯示屏模組單元分成n組，其中n≥1，所述每組led顯示屏模組單元由橫向排列的k個led顯示屏模組單元和/或豎向排列的m個led顯示屏模組單元組成，其中k≥2，m≥2，所述每組led顯示屏模組單元的第一個led顯示屏模組單元作為起始端led顯示屏模組單元，所述起始端led顯示屏模組單元的控制電路板的顯示數據輸入接口與向所述led顯示屏模組單元發送顯示數據的顯示控制器通信連接，所述起始端led顯示屏模組單元的顯示數據輸出接口與該組中相鄰的第二個所述led顯示屏模組單元的顯示數據輸入接口通信連接，該組led顯示屏模組單元中從第二個所述led顯示屏模組單元到對應的第k個所述led顯示屏模組單元或到對應的第m個所述led顯示屏模組單元或到對應的第k+m個所述led顯示屏模組單元通過各led顯示屏模組單元內的所述控制電路板上的所述顯示數據輸出接口和所述顯示數據輸入接口依次串接。

進一步優選地，所述控制電路板和所述模組顯控電路板通信連接方式為，所述控制電路板上的一個顯示控制輸出接口控制一組橫向排列的led顯示屏模組或控制一組豎向排列的led顯示屏模組；當所述控制電路板上一個顯示控制輸出接口控制一組橫向排列的led顯示屏模組時，每組橫向排列的led顯示屏模組包括l個橫向排列的led顯示屏模組，其中，l≥2，所述每組橫向排列的led顯示屏模組的第一個led顯示屏模組作為起始端led顯示屏模組，所述起始端led顯示屏模組的顯示分配輸入接口與控制該組的所述控制電路板上的顯示控制輸出接口通信連接，所述起始端led顯示屏模組的顯示分配輸出接口與相鄰的第二個led顯示屏模組的顯示分配輸入接口串接，該組led顯示屏模組中的第二個led顯示屏模組到第l個led顯示屏模組通過對應模組顯控電路板上的所述顯示分配輸出接口與所述顯示分配輸入接口依次順序串接。

本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的有益效果是：本發明的曲面三維虛擬顯示系統能夠根據需要顯示的內容選擇不同曲度的三維曲面顯示屏，三維曲面顯示屏配合三維視頻的內容進行三維視頻的顯示，使顯示的內容效果更逼真。并且三維曲面顯示屏能夠合理利用空間，能夠形成空間上的多方位、多角度呈現。本發明的三維虛擬顯示系統能夠將各種格式的視頻信號經過視頻處理器和顯示控制器的轉換和縮放處理，通過顯示控制器對三維曲面顯示屏進行三維顯示播放，三維顯示效果逼真，人機互動效果好，且能夠實現對各種三維視頻格式的兼容播放。

進一步優選設置的，三維曲面顯示屏由多個led顯示屏模組單元無縫拼接而成。在拼接時，只需要根據三維曲面顯示屏的不同曲度，調整led顯示屏模組單元之間拼接的角度，即可拼裝成不同曲度的三維曲面顯示屏。使三維曲面顯示屏安裝方便快捷，適合不同形狀的三維曲面顯示屏的批量生產、拼裝。

進一步優選設置地，視頻處理器與顯示控制器對視頻信號進行識別和轉換，將不同格式的視頻信號均是將每一幀圖像的解析處理成兩個分幀圖像，然后進行相應的像素點的擴展，然后再將擴展后的兩個分幀圖像分別與三維曲面顯示屏進行縮放匹配后，再一前一后發送給三維曲面顯示屏進行顯示，這樣無論是左右格式或上下格式的視頻經這樣處理，均能夠實現在三維曲面顯示屏上兼容播放。

進一步優選設置地，單元基箱拼裝成內弧形顯示屏，能夠在自然光環境下，將人眼余光收攏到內弧形曲面內，使人眼觀看畫面更清晰，人眼注意力更集中，將單元基箱的外側面設置成內弧面，使led顯示屏模組拼接的led顯示屏模組單元形成內弧度，進而使led顯示屏模組單元拼裝的內弧面顯示屏平滑過渡。

進一步優選設置地，led顯示屏模組上的橫向和縱向的led燈數為20的倍數或40的倍數時，能夠實現全屏顯示，避免三維曲面顯示屏像素點的損失或浪費。

進一步優選設置地，上下拉緊組件和左右拉緊組件，能夠將相鄰的led顯示屏模組單元拉緊，進一步避免了兩個led顯示屏模組單元之間出現縫隙。

附圖說明

圖1是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的三維曲面顯示屏的局部結構示意圖；

圖2是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的三維曲面顯示屏的俯視圖；

圖3是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的三維曲面顯示屏的led顯示屏模組單元的結構示意圖；

圖4是圖3的led顯示屏模組單元的單元基箱的結構示意圖；

圖5是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的三維曲面顯示屏的單元組裝架的結構示意圖；

圖6是圖5中c處放大圖；

圖7是圖5的單元組裝架的左右拉緊組件的剖視圖；

圖8是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的led顯示屏模組單元的控制電路板的結構示意圖；

圖9是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的led顯示屏模組的模組顯控電路板的結構示意圖；

圖10是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的led顯示屏模組單元控制關系示意圖；

圖11是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的控制電路板及模組顯控電路板連接關系示意圖；

圖12是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例的組成圖；

圖13是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的視頻處理系統的硬件設備組成框圖；

圖14是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中視頻處理器工作流程圖；

圖15是本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例中的顯示控制器工作流程圖。

具體實施方式

在本發明的具體實施方式的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是指兩個或兩個以上。本說明書所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解。例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

為了便于理解本發明，下面結合附圖和具體實施例，對本發明進行更詳細的說明。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

如圖12所示的本發明的基于led的曲面三維虛擬顯示系統的實施例的組成圖。該基于led的曲面三維虛擬顯示系統包括視頻處理器22、與視頻處理器22相連的顯示控制器3、與顯示控制器3電連接的三維曲面顯示屏1，視頻處理器22和顯示控制器3對輸入的視頻信號進行轉換和縮放處理，顯示控制器3控制三維曲面顯示屏1對縮放轉換處理后的三維視頻信號進行三維視頻顯示。

其中，視頻處理器22外接視頻輸入設備21，例如高清攝像機、dvd等，這些視頻輸入設備21輸入的視頻信號具有多樣性，即這些視頻信號的像素、幀頻等參數不同，為了能夠將這些視頻信號都能夠在該led的曲面三維虛擬顯示系統的三維曲面顯示屏1上進行顯示，就需要通過視頻處理器22對這些輸入的視頻信號進行解析、轉換、縮放處理，使得視頻處理器22輸出的顯示視頻信號的每一幀中的圖像的顯示縱橫比、分辨率均與三維曲面顯示屏1的顯示縱橫比、分辨率相適配。這里，視頻處理器22輸入的視頻信號既可以是三維視頻信號，也可以是二維視頻信號。

顯示控制器3將來自視頻處理器22輸出的視頻信號進行轉換，轉換為適于三維曲面顯示屏1進行顯示的三維顯示數據，然后由顯示控制器3將這些三維顯示數據發送給三維曲面顯示屏1進行三維顯示。

進一步的，與視頻處理器22和顯示控制器3相連的還有監控計算機4，通過監控計算機4可以對視頻處理器22和顯示控制器3進行參數設置，以及監控這兩個設備的工作狀態。另外，視頻處理器22和顯示控制器3還可以分別連接顯示器，能夠分別實時顯示視頻處理器22輸出的視頻信號，以及顯示控制器3輸出的視頻信號。

進一步的，本實施例的三維曲面顯示屏1的結構如圖1～11所示，該三維曲面顯示屏1由150個led顯示屏模組單元101橫向和縱向無縫拼裝而成，150個led顯示屏模組單元101的排布方式為：上下每列依次縱向排布10個，左右每行依次橫向排布15個。當然三維曲面顯示屏1所需要的led顯示屏模組單元101的個數并不局限于本實施例中的個數，led顯示屏模組單元101的個數可以根據安裝空間的大小來選擇或是根據顯示的內容來選擇。

這里的led顯示屏模組單元101是構成三維曲面顯示屏1的基本組成單元，而led顯示屏模組單元101又由多個led顯示屏模組12拼接而成，具體而言：led顯示屏模組單元101包括單元基箱11，單元基箱11的外側固定設置有橫向和縱向無縫拼接的led顯示屏模組12。可見led顯示屏模組12是構成整個三維曲面顯示屏1的最小顯示模塊，不僅要求led顯示屏模組單元101內部的led顯示屏模組12之間無縫拼接，還要求相鄰的led顯示屏模組單元101在拼裝時，相鄰的led顯示屏模組單元101之間臨近的led顯示屏模組12也是要沒有縫隙的。進一步優選的，為了實現拼裝后的顯示屏為曲面顯示屏，相鄰的led顯示屏模組單元101的單元基箱11之間設置有夾角，且通過單元組裝架無縫拼裝。這里，單元組裝架是用于固定拼裝多個led顯示屏模組單元101的安裝架，起到對led顯示屏模組單元101拼裝固定的目的。

進一步的，led顯示屏模組單元101還包括led顯示屏模組單元的控制電路板71。led顯示屏模組12包括led顯示矩陣和控制led顯示矩陣的模組顯控電路板72。三維曲面顯示屏1還包括對控制電路板71及模組顯控電路板72供電的供電電源2。

進一步優選地，led顯示屏模組單元101進行縱向拼裝和橫向拼裝所形成的面有所不同，其中，縱向的led顯示屏模組單元101拼裝為平面，橫向的led顯示屏模組單元101拼裝成內弧面，形成內弧形顯示屏。所謂內弧面是指朝向觀眾的弧面為朝向圓心呈圓弧匯聚的弧面，對觀眾呈包攏合圍之式。這樣，內弧形的顯示屏，能夠在自然光環境下，將人眼余光收攏到內弧形曲面內，使人眼觀看畫面更清晰，人眼注意力更集中。

當然，在其它的實施例中，縱向拼裝的led顯示屏模組單元101也可以拼裝成弧形曲面，這樣，橫向以及縱向的led顯示屏模組單元101能夠拼裝成如球形曲面的顯示屏、或是任意曲面顯示屏等。

本實施例進一步優選地，如圖3所示，對于一個led顯示屏模組單元101的單元基箱11上的led顯示屏模組12排布為橫向排布2個led顯示屏模組12，縱向排布4個led顯示屏模組12。當然，單元基箱11外側固設的led顯示屏模組12的排布方式并不局限于本實施例中的排布方式，可以根據需求對led顯示屏模組12進行排布。

進一步的，單元基箱11的外側面設置成平面，縱向相鄰的led顯示屏模組12拼接為平面，橫向相鄰的所述led顯示屏模組對應的拼接成平面。

當然，在其它的實施例中，上述的單元基箱11的外側面還可以設置成內弧面，橫向相鄰的所述led顯示屏模組之間呈角度對應拼接成與單元基箱11的外側面對應匹配的內弧面，這樣能夠使內弧形的三維曲面顯示屏1的內弧面平滑過渡。

本實施例進一步優選地，如圖3所示，led顯示屏模組12為長方形的led顯示屏模組，長方形的led顯示屏模組12的長邊沿橫向拼接，長方形的led顯示屏模組12的短邊沿縱向拼接，并且led顯示屏模組12上的led顯示矩陣的橫向led燈數和縱向led燈數均為8的倍數或20的倍數或40的倍數。

在其它的實施例中，led顯示屏模組12的形狀還可以根據需求設計成其他形狀，比如梯形、正六邊形、平行四邊形等等。

需要說明的是，led顯示屏模組12上的每一個led燈都代表一個像素點，可被單獨控制發光，因此，led顯示屏模組12上led燈的行列數即為led顯示屏的分辨率。

當led顯示屏模組12的橫向和縱向的led的數目為8的倍數時，便于拼裝成分辨率為1024×768，1152×864等規格的顯示屏，這是符合常規的或者說是早期的顯示屏的分辨率特點。例如，一個長方形的led顯示屏模組是64×32，構成的led顯示屏模組單元的分辨率是128×128，當縱向有10個、橫向有15個這樣的led顯示屏模組單元組成一個三維曲面顯示屏的分辨率是1920×1280。

但是這種以8的倍數設置顯示屏的像素在顯示高清視頻信號時會帶來顯示損失或顯示浪費的問題。例如，對于日趨流行的高清電視1080i或1080p格式，其視頻圖像的分辨率是1920×1080，如果在由上述以8的倍數排布的led的顯示屏模組所構建的顯示屏上來顯示高清圖像，比較接近的顯示屏的分辨率是1920×1024，或者是1920×1152，當用這兩種規格的顯示屏顯示高清圖像時，對于分辨率是1920×1024的顯示屏，會出現視頻圖像不能完全顯示的問題，即顯示損失，對于像素是1920×1152的顯示屏，這種規格的高清圖像縱向只需要1080個像素即可滿足要求，因此出現了顯示屏像素的浪費問題。

因此，隨著顯示標準的多樣化，例如vga(640×480)、wvga(800×480)、svga(800×600)，以及日趨流行的高清電視1080i或1080p格式(1920×1080)等。這些格式標準的分辨率趨向是20的倍數或40的倍數，因此按照這種要求設置led顯示屏模組的橫向和縱向的led的數目為20的倍數或40的倍數，這樣可以根據視頻圖像的規格更為方便的確定led顯示屏模組的組合數量，以及顯示屏的分辨率大小，避免顯示屏的像素浪費或視頻圖像像素的損失的問題。

例如，一個長方形的led顯示屏模組是120×60，對于一個顯示屏的像素為1920×1080，這樣就可以需要橫向16(1920/120＝16)、縱向18(1080/60＝12)，共計16×18＝288個led顯示屏模組組合成這樣一個顯示屏，在播放視頻時，能夠合理的利用顯示屏上的像素點，實現對視頻的全屏播放。

當然在其它的實施例中，長方形的led顯示屏模組還可以拼接成如下形式，長方形的led顯示屏模組的長邊沿縱向拼接，長方向led顯示屏模組的短邊沿橫向拼接，這樣拼接處的led顯示屏模組單元，在視頻播放時，能夠實現控制電路板71對長方形的led顯示屏模組進行豎向控制，豎向可以控制較多的led顯示屏模組上的led燈數，較橫向控制時，控制led燈數多，處理效率高，節約成本。

如圖4所示，本實施例進一步優選地，單元基箱11包括由橫梁112和豎梁113組成的框型梁架結構，橫梁112和豎梁113相鄰的相交點圍成的區域用于安裝一個led顯示屏模組12，橫梁112和豎梁113上分別設置有用于安裝led顯示屏模組12的安裝孔114，框型梁架結構的內側設置有第一安裝板115，第一安裝板115用于固定供電電源2，框型梁架內側扣裝設置有內殼蓋116，內殼蓋116上鉸接設置有可打開的檢修窗117，檢修窗117內側固定設置有第二安裝板(圖中未示出)，第二安裝板用于固定控制電路板71。內殼蓋116的四角上分別設置有連接固定孔118，內殼蓋116上設置有電源線接入孔119。檢修窗117上設置有安全開啟鎖120。

如圖5、圖6、圖7所示，本實施例進一步優選地，單元組裝架包括通過固定螺栓61連接在相鄰的內殼蓋116的四角上的連接板62，以及上、下相鄰的內殼蓋116之間設置有上下拉緊組件63和左、右相鄰的內殼蓋116之間設置有左右拉緊組件64。

上下拉緊組件63包括上方的內殼蓋116的下端設置的t型的卡槽631、下方的內殼蓋116上端通過銷軸634鉸接設置的與t型的卡槽631形狀相匹配的t型的卡鉤632、以及將卡鉤632壓緊在卡槽631內的上下壓緊分組件，該上下壓緊分組件包括通過鉸接耳635鉸接設置在銷軸634上的扳手636，扳手636與卡鉤632之間設置有扭簧637，扭簧637的一端固定設置在鉸接耳635上，扭簧637的另一端抵觸在卡鉤632下端凸設的擋止沿下方，上下拉緊組件還包括限位分組件，該限位分組件包括內殼蓋116的上端于卡鉤632內側固設的防止卡鉤632過渡轉動的卡鉤擋止板638，內殼蓋116的上端于鉸接耳635的外側固定設置有扳手限位板639，扳手限位板639上設置有限位凸塊640，鉸接耳635上設置有與限位凸塊640卡接配合的卡接孔。上下拉緊組件工作過程為，用手向上扳動扳手636，扳手636通過扭簧637驅動卡鉤卡接在卡槽631內，卡鉤632的t型的外伸沿下端面與卡槽的t型上凸臺壓緊配合，上下拉緊到位時，鉸接耳635上的卡接孔卡接到扳手限位板639上的限位凸塊640上，此時完成對上下兩個led顯示屏模組單元的拉緊。

左右拉緊組件64包括左、右相鄰的內殼蓋116上分別對應設置的左內殼蓋連接板641和右內殼蓋連接板642，左內殼蓋連接板641上設置有卡銷643，右內殼蓋連接642上對應設置有卡板644，卡銷643的卡接端設置有環形的卡接槽645，卡板644上設置有上大下小的葫蘆形卡接孔646，卡銷643的卡接端由葫蘆形卡接孔646的大孔穿入，葫蘆形卡接孔646的小孔的孔壁卡接在卡銷643的卡接槽645內，左右拉緊組件還包括左右壓緊分組件，該左右壓緊分組件包括與卡銷643固定連接的卡銷扳手647，卡銷扳手647與左內殼蓋連接板641之間左右橫向設置有扳手彈簧648，卡板644與右內殼蓋連接板642之間上下豎向設置有用于將卡板644向上彈起的卡板彈簧649。

在拉緊左右的led顯示屏模組單元時，先用手將卡板644向下按壓，手持卡銷扳手647并推動卡銷643向右移動，使卡銷643的卡接端由葫蘆形卡接孔646的大孔穿入，然后松開卡板644，卡板644在卡板彈簧649的作用力下向上彈起，此時使葫蘆形卡接孔646的小孔的孔壁卡接在卡銷643的卡接槽645內，松開卡銷扳手647，卡銷643在扳手彈簧648的作用力下有向左移動的趨勢，進而將卡板644與卡銷643之間拉緊，實現將左右的led顯示屏模組單元拉緊。

本實施例的單元基箱及單元組裝架架設方便、穩固、便于led顯示屏模組及led顯示屏模組單元的安裝拆卸、便于線路(如電源線、信號線)的統一布線，每個led顯示屏模組單元上裝配固定個數的led顯示屏模組，能夠使led顯示屏模組單元批量生產。在組裝成曲面的顯示屏時，只需將led顯示屏模組單元用單元組裝架進行組裝即可。大大的提高了生產和組裝的效率。上下拉緊組件63和左右拉緊組件64能夠將相鄰的led顯示屏模組單元拉緊，避免了兩個led顯示屏模組單元之間產生縫隙。

當然本實施例中的led顯示屏模組單元101可以根據安裝空間的大小隨意組裝，空間利用率高，并且組裝效率高，顯示三維視頻時，效果清晰，場景逼真。

如圖8～圖11所示，led顯示屏模組單元101的控制電路板71上設置有接收顯示數據的顯示數據輸入接口711、將接收到的顯示數據進行轉發的顯示數據輸出接口712、將接收的顯示數據分配給該led顯示屏模組單元101內的led顯示屏模組12的顯示控制輸出接口713、與供電電源2的輸出端電連的單元電源輸入接口714。

led顯示屏模組12的模組顯控電路板72上設置有與led顯示矩陣電連接，控制led顯示矩陣的顯示分配輸入接口121、將接收的顯示數據進行轉發的顯示分配輸出接口122、以及模組電源輸入接口123。

如圖10所示的本實施例中的led顯示屏模組單元控制關系示意圖。由于視頻圖像在顯示過程中，傳輸視頻圖像的時鐘頻率＝水平方向總像素×垂直方向總像素×幀頻，因此，對于高清電視、高清三維視頻信號，由于其像素分辨率高，對傳輸每一幀的數據量都是很大的，這樣會帶來時鐘頻率過高，而顯示數據輸入接口的數據傳輸率有限的問題。這時，就需要對每一幀的圖像數據進行切割傳輸。如果顯示控制器對圖像進行切割傳輸，那么切割后的每路傳輸的時鐘頻率必然比一路傳輸的時鐘頻率低，因此顯示控制器通過對圖像進行切割傳輸可以降低傳輸的時鐘頻率，從而增加傳輸的可靠性和穩定性。本實施例以輸出像素為4096×2160的圖像為例，幀頻為60hz，則輸出的時鐘頻率為4096×2160×60＝530mhz，也就是需要總的輸出數據速率是530mbit/s，但一般的網絡數據的傳輸速率是100mbit/s，因此，顯示控制器在輸出時可以選擇對圖像進行切割后再傳輸。本實施例以將圖像切割成兩個圖像區域及分成兩路進行傳輸，則led顯示屏模組單元控制結構為：將拼裝成三維曲面顯示屏1的150個led顯示屏模組單元101分成2組，每組led顯示屏模組單元101由橫向排列的15個led顯示屏模組單元101和豎向排列的5個led顯示屏模組單元101組成，每組led顯示屏模組單元101的第一個led顯示屏模組單元101作為起始端led顯示屏模組單元，起始端led顯示屏模組單元的控制電路板71的顯示數據輸入接口711與向led顯示屏模組單元發送顯示數據的顯示控制器3通信連接，起始端led顯示屏模組單元的顯示數據輸出接口712與該組中相鄰的第二個led顯示屏模組單元101的顯示數據輸入接口711通信連接，該組led顯示屏模組單元中從第二個led顯示屏模組單元101到第75個led顯示屏模組單元通過對應的顯示數據輸出接口712和顯示數據輸入接口711依次串接。

這樣由顯示控制器3通過一根數據線能夠控制一組led顯示屏模組單元101，該組中各led顯示屏模組單元101之間依次串接，能夠使顯示數據在合理的分配下，大大節約了成本。

如圖11所示本實施例中的控制電路板71及模組顯控電路板72連接關系示意圖。控制電路板71上的一個顯示控制輸出接口713控制一組橫向排列的led顯示屏模組12，每組橫向排列的led顯示屏模組包括2個橫向排列的led顯示屏模組12，每組橫向排列的led顯示屏模組的第一個led顯示屏模組作為起始端led顯示屏模組，該起始端led顯示屏模組12的顯示分配輸入接口121與控制該組的控制電路板71上的顯示控制輸出接口713通信連接，起始端led顯示屏模組12的顯示分配輸出接口122與相鄰的第二個led顯示屏模組的顯示分配輸入接口121串接。在控制顯示信號不會衰減的狀態下，由一個顯示控制輸出接口713控制一組按順序排列的led顯示屏模組進行顯示，節約了成本。

圖14是本實施例中視頻處理器22工作流程圖。對于輸入的視頻信號，進入視頻處理器22后，先判斷該視頻信號傳輸的視頻格式，即判斷該視頻格式是二維視頻信號還是三維視頻信號，如果是二維視頻信號，則需要對該二維視頻信號向三維視頻信號進行轉換，即把一個二維的視頻幀，處理拆分為兩個分視頻幀；如果是三維視頻格式，則判斷是左右格式的三維視頻，還是上下格式的三維視頻，如果是左右格式的三維視頻，需要將每一幀圖像的左幀圖像和右幀圖像分別提取出來，然后對左幀圖像和右幀圖像均進行寬度擴展一倍，形成兩個分幀圖像；如果是上下格式的三維視頻，需要將上幀圖像和下幀圖像分別提取出來，然后對上幀圖像和下幀圖像均進行高度擴展一倍，也形成兩個分幀圖像。將二維視頻信號拆分的兩個分視頻幀圖像或提取的左右格式三維視頻的左、右幀圖像或提取的上下格式三維視頻的上、下幀圖像形成的分幀圖像存儲到存儲器內，然后再由視頻處理器22對存儲器內的各分幀圖像進行縮放判斷，就是根據分幀圖像的分辨率、顯示縱橫比、幀率等參數，與三維曲面顯示屏1的滿屏像素的分辨率、顯示縱橫比、幀率等參數進行比較，如果視頻信號分幀圖像的分辨率比三維曲面顯示屏1的分辨率大，則需要對分幀圖像進行縮小處理，視頻信號的分幀圖像的分辨率比三維曲面顯示屏1的分辨率小，則需要對該輸入的視頻信號的分幀圖像進行放大處理。視頻處理器22再將縮放處理后的分幀圖像存入到存儲器內。

圖15是本實施例中的顯示控制器3工作流程圖。由視頻處理器22縮放處理后的視頻信號在存儲器內進行數據緩存，可以通過ddr2存儲器完成數據緩存工作。然后由顯示控制器3讀取存儲器內的視頻信號數據，然后分成并行的兩路輸出，一路發送給以太網控制器，由以太網控制器通過發送接口226將提取縮放后的左幀圖像和右幀圖像依次間隔一定時間發送給三維曲面顯示屏或將提取縮放后的上幀圖像和下幀圖像依次間隔一定時間發送給三維曲面顯示屏1進行三維立體顯示。顯示控制器3同時可以控制三維曲面顯示屏1的顯示參數，比如根據三維曲面顯示屏1的分辨率設置主控分辨率、設置幀頻、設置三維曲面顯示屏的led燈顯示顏色、掃描方式(如32掃或20掃等)、三維曲面顯示屏1顯示灰度等。通過顯示控制器3控制三維曲面顯示屏的掃描方式為20掃或40到，再結合led顯示屏模組12的led顯示矩陣橫向和縱向的分辨率均為20的倍數或40的倍數，能夠實現對高清、超高清等三維視頻的全屏顯示。另一路視頻信號數據由fpga芯片發送給監控計算機4進行監控。

這樣，不論是二維視頻信號還是三維視頻信號，也不論三維視頻信號是左右格式還是上下格式，經過上述處理后，均是將每一幀的圖像拆分成兩個分幀圖像，且這兩個分幀的圖像的分辨率與原來幀的圖像的分辨率相同，并且這兩個分幀圖像在發送給三維曲面顯示屏時是一前一后依次發送實現立體效果，即將空間上排列的兩個分幀圖像轉換成時間上排列的兩個分幀圖像，這里空間上排列的兩個分幀圖像是指：如左右三維視頻格式時，每一幀的圖像由左幀圖像和右幀圖像左右排列組成，上下三維視頻格式時，每一幀的圖像由上幀圖像和下幀圖像上下排列組成，因此可以看成原來的三維視頻數據中的每一幀圖像由兩個分幀圖像空間上排列組成。時間上排列的兩個分幀圖像是指：兩個分幀圖像一前一后在間隔一定時間發送給三維曲面顯示屏，即形成時間上排列的分幀圖像。因此本實施例的三維顯示系統既能播放由2d轉換成3d的三維格式，也能兼容播放左右格式的三維片源和上下格式的三維片源。

圖13是本實施例中的視頻處理系統的硬件設備組成框圖。實際應用中既可以選擇視頻處理器22和顯示控制器3是分體式的兩個設備，也可以是二者合一的合體式的單一設備。在本實施例中優選地，將視頻處理器22與顯示控制器3合二為一組成一個整體的視頻處理系統。該視頻處理系統包括存儲器221、與存儲器221通信連接的fpga芯片222、與fpga芯片222的輸入口進行通信連接的視頻解碼器223、與fpga芯片222進行通信連接的監控顯示器224、與fpga芯片222進行通信連接的紅外發射器225、與fpga芯片222的輸出口進行通信連接發送數據的發送接口226、用于連接鍵盤等外部設備對視頻處理器進行控制的usb接口228、以及系統電源227。

其中，fpga芯片222是核心部件，完成視頻數據信號與三維曲面顯示屏1的分辨率的3d格式轉換和適配處理；視頻解碼器223負責將tmds信號解析為24bit或48bit的ttl信號；存儲器221負責在fpga芯片222處理過程中數據存儲，優選使用雙256mddr2sdram；發送接口226用于將處理后的視頻數據發送給三維曲面顯示屏1上的控制電路板71，優選采用多位千兆以太網口；監控顯示器224用于與用戶進行信息交互；紅外發射器225：用于發送驅動適配的3d眼鏡的信號。

下面以三維曲面顯示屏1的分辨率為960×540為例，寬和高的比3：2，以輸入高清標準格式的視頻為例，高清標準格式的每一幀的分辨率為：1920×1080，視頻處理系統的工作過程：

視頻解碼器223將輸入的視頻的信號解析為24bit或48bit的ttl電平信號，其中視頻信號送入fpga芯片222進行數據處理。

fpga芯片222將輸入的視頻信號數據中的每一幀圖像的格式由rgb格式轉換成ycbcr格式。

fpga芯片222判斷視頻格式以及處理過程如下：

當該視頻格式為二維視頻格式時，fpga芯片222將一幅二維視頻的幀圖像轉化后為對應的三維視頻的兩個分幀圖像，這兩個三維視頻圖像分幀既可以是左右格式的三維視頻分幀，也可以是上下格式的三維視頻分幀，可以根據需要具體確定二維視頻轉換為三維視頻的格式類型。另外，經過轉化后的這兩個三維視頻圖像分幀的分辨率直接就與顯示屏的分辨率一致，也就是說經過二維到三維的轉化后，這兩個三維視頻圖像分幀的分辨率直接就是1920×1080。分幀的幀頻是二維視頻圖像幀的幀頻的二倍，例如分幀的幀頻由二維視頻圖像幀的幀頻60hz轉換為120hz；

當該視頻格式為左右格式的三維片源時，左幀圖像和右幀圖像的分辨率均為：960×1080，三維視頻的幀頻為60hz，fpga芯片222分別提取出左幀圖像和右幀圖像，將左幀圖像的分辨率在寬度方向上增加像素點，使左幀圖像的分辨率為：1920×1080；將右幀圖像的分辨率也在寬度方向上增加像素點，使右幀圖像的分辨率為：1920×1080，此時三維視頻的幀頻為120hz；

當該視頻格式為上下格式的三維片源時，三維視頻中的每一幀圖像中的上幀圖像和下幀圖像的分辨率均為：1920×560，三維視頻的幀頻為60hz，fpga芯片222分別提取出上幀圖像和下幀圖像，并將上幀圖像的分辨率在高度方向上增加像素點，使上幀圖像的分辨率為：1920×1080；將下幀圖像的分辨率也在高度方向上增加像素點，使下幀圖像的分辨率為：1920×1080，此時三維視頻的幀頻為120hz。

fpga芯片222將轉換后的視頻信號數據存入到存儲器221。

fpga芯片222根據視頻信號數據中的分幀圖像的分辨率與三維曲面顯示屏1的分辨率進行比較，分幀圖像的分辨率均大于三維曲面顯示屏1的分辨率，因此需要將視頻中的各分幀圖像進行縮小處理，使得分幀圖像的分辨率均與三維曲面顯示屏1的分辨率相適配，即縮小后的分幀圖像分辨率為960×540。

fpga芯片222將縮放后的視頻信號數據再由ycbcr格式轉換成rgb格式；轉換后的視頻圖像數據存儲到存儲器221進行數據緩存。

以太網控制器讀取存儲器221內的處理后的視頻圖像數據，并通過發送接口226將處理后的兩個分幀圖像數據依次發送給led的三維曲面顯示屏1進行顯示，再配合三維眼鏡，形成立體效果。另一路視頻信號數據由fpga芯片發送給監控計算機4進行監控。

本發明的曲面三維虛擬顯示系統支持上下左右混合全格式的三維視頻片源，對3d全格式的視頻進行兼容播放，可以在左右格式的片源、上下格式的片源、或其他格式的3d視頻片源之間來回切換，并在三維曲面顯示屏上進行3d視頻的顯示。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均包括在本發明的專利保護范圍內。