信号边缘

为了增强波形的识别效果，要对采集的数据信号进行预处理。由于电子动态血压自动测量分析仪是每隔一定时间采集一组数据，而且采集的无用信息越多信息处理量就越大，不利于数据的快速处理，也容易降低数据的处理精度。因此，每次采集的数据只要包含加压、减压以及快速放气这一变化的全过程即可，更进一步，只要采集的数据包含当次人体血压的高低压值就是好的。所以在数据处理过程中并非将加压起始所取得的数据作为小波变换的起始点，而是当气压加到一定程度(通常气压达到最高值之前)才开始选取数据作为小波变换的起点；数据结束点的选取也是一样，只要快速放气一结束，进行小波变换的数据就采集完成。

采取这种处理方法加快了波形分析的速度，但却带来另外的问题：每次采样的数据带边缘两侧数据迅速降为零，是阶跃变化的，这将导致这两个边缘的小波变换结果产生极大的跳变，即有很强的高频分量，致使采集的数据带边缘产生了噪声。为了消除这种边缘效应的不良影响，可以采用边缘延拓的方法。

常用的边缘延拓方法包括：零填充法、边界元素复制法、周期延拓法和对称延拓法。

尽管边缘在数字图像处理和分析中具有重要作用，但是关于边缘还没有被广泛接受和认可的精确的数学定义。一方面是因为图像的内容非常复杂，很难用纯数学的方法进行描述。另一方面则是因为人类对本身感知目标边界的高层视觉机理的认识在还处于完善之中。

具有对边缘的描述性定义，即两个具有不同灰度的均匀图像区域的边界。也即边界反映局部的灰度变化。局部边缘是图像中局部灰度级以简单(即单调)的方式做极快变换的小区域。这利用局部变化可用一定窗口运算的边缘检测算子来检测。边缘的描述包含以下几个方面：

(1)边缘法线方向——在某点灰度变化最剧烈的方向，与边缘方向垂直；

(2)边缘方向——与边缘法线方向垂直，是目标边界的切线方向；

(3)边缘强度——沿边缘法线方向图像局部的变化强度的量度。

一般认为沿边缘方向的灰度变化比较平缓，而边缘法线方向的灰度变化比较剧烈。图像上的边缘点可能对应不同的物理意义。

边缘融合器5.1信号源

组成边缘融合系统的信号源可以是多种多样。例如工程中常用的有：VGA（笔记本，台式机，图形工作站），Video（摄像机，DVD）以及DVI，SDI（广播级信号源）HD　SDI等等。

边缘融合器5.2图像边缘融合处理器

图像边缘融合处理器是实现从独立屏幕演示过渡到多个投影机无缝宽屏演示的核心设备。

图像边缘融合处理器的功能全部由一台大屏幕处理器来实现和操作。如：边缘融合，多路输入源选择，无缝切换，图像处理和操作人员控制等。可满足支持多窗口显示，并且以无缝融合宽屏信号为背景的多画面显示应用。

处理器视频处理包括数据复制，用以生成重叠投影区域，以及重叠图像的边缘羽化。数据重叠和边缘羽化的交叉数据幅度可由用户自主编程。

经过这个处理器进行屏幕拼接及边缘融合处理后，整个系统可实现以下功能：

1） 多个信号输入

根据要求，系统可配置为多个信号源输入。对于多屏安装，每个信号源输入可根据安装

使用的屏幕数量被复制。

2） 多个通道输出

比如有的处理器具有多个标准的DVI输出，可支持任何显示终端。对于每个输出通道，

分辨率最高可支持UXGA（1600*1200）。

3） 高级的效果控制

*视窗控制

可以根据象素精度定义视窗的位置和大小，由此来显示窗口的输入。

* 数字放大

在每一视窗内，均可对图像进行所需的缩放。

* 特效控制

选择产生奇特形状的重叠，镜像效果，阴影三维立体效果，淡入淡出，飞进飞出等。

* 次序控制

所叠加的窗口可以动态方式存在，用户可决定任一窗口放置的前后次序。

* 边缘融合

内置的边缘融合功能和羽化特性可产生光滑的全景重叠。

* 直观，简洁的控制软件

控制软件通过友好的管理界面，数字化的处理方式，方便用户进行信号选择，显示布局，画面处理的多种管理功能。

边缘融合器5.3控制端

边缘融合器的控制端可采用电脑，控制台或中央集中控制系统来进行控制。

边缘融合器5.4投影机

利用边缘融合技术的显示系统可以使用CRT，LCD，DLP，LCOS等多种显示技术的投

影机产品。但是应用中需要注意的是：投影机的亮度，分辨率，均匀度。

5.4.1　CRT投影机

CRT是实现最早，应用广泛的一种显示技术。这种投影机可以把输入信号源分成R（红），

G（绿），B（蓝）三种颜色，经过发光系统放大，汇聚，在大屏幕上显示出彩色图像。显示的图像色彩丰富，还原性好，具有良好的几何失真调整能力，但其亮度较小，另外CRT投影机操作复杂，机身体积大，只适合安装于环境光较弱，相对固定的场所，不宜搬动。

5.4.2　LCD投影机

LCD投影机大多是三片式设计。

LCD投影机成像器件是液晶板。利用外光源把强光通过分光镜形成R/G/B三束光，分别透射过RGB三色液晶板，信号源经过液晶板显示在大屏幕上成像。多用于临时演示，商务会议和教育行业。由于LCD液晶投影机是根据液晶板成像的原理，其投影颜色无法进行调节，一般不适合做融合。

5.4.3　DLP投影机

DLP投影技术的诞生实现了数字信息显示。DLP技术是显示领域划时代的革命，它以DMD (Digital Micromirror Device)数字微反射器作为光阀成像器件。

DLP投影机的技术首选是数字优势。数字技术的应用，使图像能够实现更高的灰度等级和更多的色彩。图像噪声消失，画面质量稳定，精确的数字图像可不断再现。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用，使成像器件的光效率大大提高，对比度和亮度的均匀性都非常出色。DLP投影机通常分为：单片机，三片机。DLP投影机清晰度高，画面均匀，色彩锐利，三片机亮度最高可达25000流明，可随意变焦，调整十分便利。根据美国德州仪器发表的技术白皮书，DMD的核心寿命长达100，000小时。另外，DLP投影机还可以做到10bit数字处理，满足宽带视频需求。

边缘融合器5.5屏幕

5.5.1选择屏幕的主要标准有：

*屏幕的材质

*屏幕的增益以及半增益视角

*均匀度

*平整度

*分辨率

*对比度

*超大无缝

5.5.2

在大屏幕投影系统整体资金比例中，屏幕可能只占有较少的一部分，但是对于整个系统的效果而言，却是至关重要的，如果投影屏幕选择不合适，就相当于整个系统设置了一个瓶颈，无论系统其他设备性能多么优良，整体视觉效果都会受到抑制，无法把系统的完美性能充分表现出来。在以前的投影系统中，由于受技术限制，投影机的亮度无法做到很高，所以为了增加投影亮度，对屏幕一般都要求比较高的增益率，但是这样会影响对比度和色彩细腻程度。如今投影技术的发展非常迅速，投影机的亮度已经不是问题，所以对投影幕的要求中，增益率就放在了较低的位置，而主要考虑屏幕的平整度，视角对比度和均匀度。在这种应用里选择增益是1.0（ /－0.5）的屏幕可以获得更好的成像效果。原因是当屏幕的增益越大屏幕的视角就会越小，如果观众不在屏幕的正中间时很容易就看见屏幕的融合部分，这样整体看来就显得图像的均匀度很差。

5、 设计边缘融合的步骤

5.1确定大概尺寸

5.2确定投影机的数量

5.3选择投影机（确定投影机亮度，分辨率，镜头）

5.4选择屏幕（考虑屏幕增益，均匀度，平整度）

5.5选择融合处理器

5.6预设软边融合的区域值

5.7安装及校准屏幕和投影机

5.8调试系统及测试

5.6边缘融合器的分类 之 嵌入式边缘融合控制主机MVR系列

产品特性

● MVR系列可实现平面融合、弧融合模式。融合区域可调整，融合带特性参数可自由调整，融合效果较好；

● 产品安装及调节非常简单、快捷。具备应用灵活，成功率高等特点；

● 内置多种测试图样和色彩图板，融合区域调整手段完备，通道间的色差校正功能齐全；

● 产品采用FPGA纯硬件并行总线处理结构，稳定性大大超过基于WINDOWS操作系统的“计算机 软件”方式的传统处理器；

● 产品可接受高分辨率或非标准分辨率的DVI数字信号、VGA模拟信号、HD-SDI高清视频信号及复合视频等视频信号；

● 产品可以按用户要求对视频信号进行视窗大小、图像比例等方面的调整和变换，软件操作可与显示画面实时跟动；

● MVR系列边缘融合控制器采用硬件式嵌入核心算法的方式，不需要操作系统支持，上电即可工作，启动迅速，稳定性高；

● 产品可通过RS232、遥控、网络的方式进行远程或近程控制，支持第三方中控设备直接控制；

● 支持各种标准或用户自定义信号的识别和处理；

● 产品采用双电源1 1冗余备份，提高系统工作稳定性；（选配）

边缘融合投影技术经历了三个发展阶段：

1、简单拼接2、简单重叠

3、边缘融合

◇ 简单拼接：即两台投影仪的边沿对齐，无重叠部分。显示效果上表现为整幅画面被一道缝分割开。如果投影仪边缘未做亮度增强处理，该接缝显示为黑色；如果投影仪边缘做了亮度增强处理，该接缝显示为白色。

◇ 简单重叠：即两台投影仪的画面有部分重叠，但没有作淡进淡出处理简单重叠，因此重叠部分的亮度为整幅其余部分的2倍，在显示效果上表现为重叠部分为一亮条。

◇边缘融合：与简单重叠方法相比，左投影仪的右边重叠部分的亮度线性衰减，右投影仪的左边重叠部分的亮度线性增加。在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。

边缘融合器2.1边缘融合的产生

边缘融合的应用来源于模拟仿真/立体影院系统。追求亮丽的超大画面，纯真的色彩，高分辨率的显示效果，历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。大到指挥监控中心，网管中心的建立，小到视频会议，学术报告，技术讲座和多功能会议室的进行，对大画面，多色彩，高亮度，高分辨率显示效果的需求越来越强烈。

迅速崛起的数字化边缘融合大屏幕拼接投影显示技术，正在逐步适应这一需求。随着投影显示技术的不断发展与创新，以及人们对欣赏水平的提高，超大画面，高亮度，以及更高分辨率显示便成为市场的迫切需求。

边缘融合器2.2边缘融合的优势

增加图象尺寸和画面的完整性

增加图像亮度

增加分辨率

超高分辨率

缩短投影机投射距离

特殊形状的屏幕上投射成像（比如弧形幕/球形幕）

增强图像层次感

2.1.1增加图像尺寸，画面的完整性

很明显，多台投影机拼接投射出来的画面一定会比单台投影机投射出来的画面尺寸更大。

鲜艳靓丽的画面，会带给人们不同凡响的视觉冲击，而如何消除画面拼接的光学缝隙呢？边缘融合技术使这种问题迎刃而解。这种技术的出现，更大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。

完整画面的优点也不需要过多的陈述，因为完美画面的显示对于欣赏者而言总是一目了然。

2.1.2增加图像亮度

当一台投影机的投射尺寸被放大时，图像亮度就会降低，而用多台同样亮度的投影机拼接投射出相同大小的图像时就可以保持画面原有的亮度。

2.1.3增加分辨率

每台投影机投射整幅图像的一部分，这样展现出的图像分辨率就被提高了。比如，一台投影机的物理分辨率是800*600，三台投影机融合25%后，图像的分辨率就变成了2000*600

2.1.4超高分辨率

利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机，可以产生每通道为1600*1200象素的三个或更多通道的合成图像。如果融合25%的象素，可以通过减去多余的交叠象素产生4000*1200分辨率图像。市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。其解决办法为使用投影机矩阵，每个投影机都以其最大分辨率运行，合成后的分辨率就是减去交叠区域象素后的总和。

2.1.5缩短投影机投射距离

随着无缝拼接的出现，投影距离的缩短变成必然。比如，原来200英寸（4000*3000mm）的屏幕，如果要求没有物理和光学拼缝，将只能采用一台投影机，投影距离=镜头焦距*屏幕宽度，即使采用1.2：1的广角镜头，我们的投影距离也要4.8米，采用边缘融合技术后，用4台投影机投射同样大小的画面，投射距离只需要2.4米。

2.1.6特殊形状的屏幕上投射成像

（比如弧形幕/球形幕）

比如，在圆柱或球形的屏幕上投射画面，单台投影机就需要较远的投影距离才可以覆盖整个屏幕。而多台投影机的组合因每台投影机投射的画面较小，所以距离也就缩短了很多。

还有一个更重要的功能是，如果只用一台投影机来投射整张弧形幕，则很难聚焦，因为弧弦距太大很难选出一个合适的基准焦点。多台投影机就可使弧弦距缩短到尽量小，这样就比较容易找出画面的合适焦点。对于弧形或球形屏幕应用，使用边缘融合技术后对图像分辨率，明亮度和聚焦效果来说是一个更好的选择。

2.1.7增加画面层次感

由于采用了边缘融合技术，画面的分辨率，亮度得到增加，同时配合高质量的投影屏幕，就可以使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。

边缘融合器2.3 边缘融合系统与传统拼接的差异

在超大尺寸的屏幕上显示多个画面内容，通常有以下几种方法：

箱体拼接

多张屏幕拼接

整张屏幕无缝边缘融合

在传统的拼接方式中无论是箱体的拼接还是多张屏幕的拼接，都无法消除画面本身存在的物理拼缝。

而在新的边缘融合技术中，由于采用整幅屏幕，所以消除了传统拼接存在的屏幕间的生理缝隙，从而使得屏幕显示的图像整幅保持完整。而采用边缘融合处理技术后，更消除了光学缝隙，从而使显示的图像完全一致，保证了显示图像的完整性和美观性。这在边缘融合显示地图，图纸等图像信息时更为重要，因为在图纸，地图上存在大量的线条或路线等，而屏幕缝隙和光学缝隙就会造成图像显示污染，容易使观察人员把显示的图像线条和拼接系统本身的线条误为一体，从而导致决策和研究失误。而通过边缘融合处理，就可以避免出现这种情况。

在边缘融合拼接系统中，所有图像都经过边缘融合处理器进行了校正和统一，这样在大屏幕上进行图像显示和切换时，无论切换什么格式的图像，整个屏幕的亮度，色彩，鲜艳度，均匀度都比较一致。

由于在处理器中对投影显示图像进行了处理，可以对不同投影信号间的色差，亮差，均匀度进行调整，这也使得该系统显示的图像质量更完美。

边缘融合图像处理器除了具有边缘融合和图像多画面处理功能外，还有图像存储和调用功能，可以把本身存储的高分辨率图像直接作为大屏幕系统的背景进行显示，这在实际使用中非常具有实用价值。