摘要：本文简要介绍了数字化投影系统边缘融合技术基本概念和发展，阐述了边缘融合投影系统的组成和设计及实施步骤，与其它传统拼接屏进行了比较，分析了边缘融合技术的优势，列举了系统建设中的注意事项，为投影系统边缘融合技术的应用提供参考。
关键词：融合处理；无缝； 均匀一致；黑色电平
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0242-01
随着数字化投影显示技术的不断发展与创新，人们对视觉欣赏的要求越来越高，传统有缝拼接图像显示方式缺乏画面完整性与亮度色彩均匀性，已无法满足人们的视觉需求。数字化投影系统边缘融合技术实现了大画面、多色彩、高亮度、高分辨率的图像拼接无缝显示，改善了拼接图像的视觉效果，已广泛应用于教学、会议、监控、展览展示、模拟仿真等领域。
1 边缘融合技术简介
1.1 边缘融合技术的基本概念
边缘融合技术就是将一组（两台及以上）投影机投射出的画面进行边缘重叠，重叠区的图像亮度更亮，色彩还原也会发生变化，通过融合处理后，将重叠部分的灯光亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致，不存在光学拼缝和物理拼缝，显示出一个没有缝隙、明亮、超大、高分辨率的整幅画面，就像是一台投影机投射的画面。边缘融合方式主要包括：多台投影机宽视角排列、多台投影机垂直堆积纵向排列、多台投影机堆积平行垂直混合排列。
1.2 边缘融合技术的发展
边缘融合技术前后经历了硬边拼接、重叠拼接和边缘融合拼接3个发展阶段。
（1）硬边拼接，又称简单拼接，即将多台投影机投射的画面边沿对齐，不重叠，不做任何其他处理。显示效果上表现为画面拼接处有拼缝，相邻通道画面的连接有明显错位。（2）重叠拼接，即将多台投影机投射的画面边沿对齐、部分重叠，但没有作重叠区域的线性/非线性衰减处理。在显示效果上表现为重叠部分为一亮带。（3）边缘融合拼接，即在重叠拼接的基础上，将画面重叠部分的亮度分别进行线性衰减和增加，使相邻通道画面重叠部分的色彩渐变和羽化，达到色彩、亮度一致，在显示效果上表现为整幅画面亮度完全一致。
2 边缘融合系统组成
（1）信号源。工程中常用的信号源有：VGA（笔记本、台式机、图形工作站），Video（摄像机、DVD）以及DVI、SDI/HD-SDI等。（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度到多个投影机无缝宽屏演示的核心设备，具有多个信号输入、多个通道输出、多窗口显示、边缘融合、无缝切换、图像处理和控制等功能。（3）控制终端。边缘融合器的控制终端可使用电脑、控制台或中央集中控制设备。（4）投影机。可以使用LCD、DLP、LCOS等显示技术的投影机产品，再根据需求选择型号相同的投影机。（5）屏幕。根据环境、实际需求等实际情况，确定屏幕的大小、形状和固定方式，选择相应技术参数的幕布。
3 边缘融合技术与传统拼接屏的比较
与传统常用拼接方式相比，边缘融合技术优势明显，主要表现在：
3.1 无缝整屏
传统拼接方式无法消除面本身存在的物理拼缝，视觉上有明显的拼缝效果，特别是满屏或跨屏显示大幅画面时。边缘融合拼接系统采用整幅屏幕，消除了传统拼接存在的物理缝隙；同时，边缘融合处理后的画面，消除了光学缝隙，使整幅图像显示效果完全一致，保证了图像的完整性和美观性。
3.2 亮度、色彩均匀一致
传统拼接方式由多个独立的显示单元组成，很难保证亮度、色彩均匀一致，特别是随着使用时间加长，每个显示单元亮度衰减，色彩还原性遍差，更难保证整个画面亮度、色彩的均匀统一。边缘融合拼接系统，将所有图像信息源进行校正和统一，可以对不同投影信号间的色差、亮差、均匀度进行调整，确保切换任意格式的图像时，整个屏幕的亮度、色彩、均匀度都比较一致。
4 注意事项
4.1 拼接投影机的选择
（1）投影机必须具有水平方向梯形校正功能和图像缩放功能，用于拼接画面的对准、对齐。（2）画面宽高比必须是相同的投影机3。（3）选用黑色电平更低的投影机。DLP和LCOS投影机比LCD投影机的黑色输出电平更低，因此优先选用前两种作为拼接投影机。
4.2 屏幕的选择
边缘融合投影屏幕要求应为面积大、无物理拼缝、超宽视角、亮度均匀、分辨率高、可清洗、可阻燃、平整的强光屏幕，屏幕增益≤1.0。其安装方式有壁挂式、嵌墙式和框架式。其中，弧形幕和半球型框架幕应选用抗拉强度高、物理性能好的软幕。
4.3 投影机的调整
（1）水平融合区的面积应调整在10%～20%范围最合适。（2）图像缩放比调整：投影机的缩放比应锁定在同一规格上，可消除运动图像的行或帧的漂移问题。（3）亮度和色温的调整：两台完全对齐的投影机，初始亮度和色温应调整到相同状态。（4）投影机的对齐调整：包括垂直和水平方向调整、梯形失真校正、倾斜角调整等。
5 结语
数字化投影系统边缘融合技术的应用可以弥补传统拼接大屏幕显示系统的不足，是对大屏幕显示领域的重要补充，具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]赵坚勇.投影显示技术[M].国防工业出版社，2014.
[2]梁华.音视频会议系统与大屏幕显示技术[M].中国建筑工业出版社，2012.
