【安防知识网】在安防监控系统中，当前端、传输、存储等设备越来越取得飞速发展的时候，与其配套的后端显示设备也不可忽视。而本文将为大家介绍的就是LCD监视器设备的结构原理及应用分析。

　　LCD监视器应用现状

　　液晶显示器(Liquid Crystal Displayer，英文缩写LCD)是高新科技的综合体现。目前市场上的新型高清晰度专业液晶监视器，是对CRT专业监视器产品的替代。液晶显示屏是利用液晶物理特性，供给适当的控制电压，使液晶呈现出不同的物理状态，以达到能够显示出不同图像的目的。它的基本结构是由萤光管、反光板、导光板、棱镜、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶层、薄膜式晶体管等组成。

　　LCD的发展

　　LCD技术发展突飞猛进已经成为主流显示技术之一，较低的面板成本促使供应商开始投资功能更强、尺寸更大的产品。从CRT向LCD转换的障碍在过去几年中已获得突破，它与传统CRT显像管相比有许多独特的优点：体积小、重量轻、无失真、清晰度高、寿命长、无闪烁，不受外界磁场干扰、功耗小等。从安防、广播电视监视等专业监视领域的终端显示上看，LCD监视器已完全替代了CRT监视器。CRT监视器是第一代视频监控技术产品，作为第二代监控技术数字监控产品，LCD监视器无论在图像质量、保存时间以及可靠性上均有大幅度的提升。随着LCD监视器市场份额日渐扩大，有的厂商在LCD监视器中也集成了画面分割器、切换器或加入图像处理器作为内置功能，可支持4至6个信道输入，实现窗口漫游、窗口叠加、缩放、画外画平铺、画中画、窗口透视、支持网络传输及网络远程监控等功能。

　　随着市场向大尺寸及宽屏LCD监视器面板转移，市面上将会以大尺寸和宽屏监视器为主，有望从26到55英寸的监视器在未来几年里将会获得更大的市场份额，当然小尺寸监视器不会轻易被淘汰。LCD的发展速度超过人们的预期，也随着监控产品市场的发展与成熟，监控终端显示产品也将更趋成熟。首先是更高的画质，摄像机画质再高、传输保真度再高，如果终端显示效果不能匹配，还是不能将高质量的图像还原在监视器上，整个系统的效果将大打折扣，能够尽显影像细微之处的显示设备才能成为用户所需。监控终端显示产品的发展根据环保、人性化、高稳定性、高可靠性、大屏幕的设计要求，必将向大尺寸、多功能、网络化的方向发展。

　　LCD面板在经过技术的成熟发展及性能和成本的客观约束下将进入缓成长期，取而代之的新兴显示器技术将是LED、OLED产品。OLED很有机会继液晶面板之后成为成熟技术。

　　LED与OLED监视器

　　LED为Light Emitting Diode的缩写，采用LED背照灯是目前液晶面板实现低功耗化的最有效手段，LED显示屏是由发光二极管排列组成的显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。随着LED背照光技术的成熟，现在已全面应用于(TV)应用领域上。

　　OLED为Organic Light Emitting Display的缩写，即有机发光显示器，是LCD上属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT LCD，但有机发光显示技术目前还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷，各大面板供应商正加大投入，以开发出技术成熟的OLED面板。[nextpage]

　　LCD监视器结构及基本原理

　　复合视频输入信号处理模块

　　该模块主要经过输入的ADC，自适应的2D/3D梳状滤波，分离出YC及同步信号，在输入前端有AGC控制，保障了在不同输入幅度条件下显示的稳定性，自适应的2D/3D梳状滤波可以给用户提供画质更清晰，色彩更逼真的运动画面。

　　高清色差信号及VGA(RGB)输入处理

　　其内置的3路高速ADC电路保证了输入信号的准确采样，可以灵活设定采样的位置及相位，保证了图像的清晰度。输入端均有AGC控制，保证了图像采样的准确性，避免出现色偏。

　　隔行/逐行转换模块

　　可编程的运动自适应去隔行技术能把隔行的NTSC制和PAL/SECAM制，包括YUV隔行信号及HDMI/DVI的隔行信号转换成逐行视频信号，这些处理通过对前端输入信号的采样，及主芯片对扩展MEMORY(存储器)的管理，将采样的信号存储到MEMORY中，并通过精确的算法来估算图像的运动规律，合理插补图像信号。同时也通过同步信号有效地判断图像的奇偶场，这样使得动态画面时运动画面更流畅、边缘更平滑;静止画面不闪烁、更清晰。另外，系统还可以自动识别24帧电影胶片图像模式，实现反向的3：2/2：2 PULL DOWN去隔行技术，尽可能地减少运动图像的抖动问题，避免图像失真。

　　HDMI/DVI串行/并行转换模块

　　这部分的功能主要由HDMI/DVI接收器来实现。其接收PC输出的标准串行数字视频TMDS信号，然后将其转变为24位(或48位)并行数字视频信号，并解出行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等，其中HDMI还包含有最多八路的声音通道，可以实现立体声、2.1、5.1、7.1等高品质的音频传送。另外，HDMI/DVI标准还支持HDCP的内容，也支持VESA的EDID(Extended display identification Data，扩展显示识别数据)和DDC(Data display channel，显示数据通道，用以读出EDID)。

　　屏幕显示OSD

　　支持8Bit的调色板共256色，提供丰富的色彩选择，改善系统的人机互动界面。

　　LCD图像处理模块(SCALER)

　　该模块的核心是一个高性能的平板图像处理器，可对前端进来的多种格式数字视频信号进行处理，输出平板显示模块可接受的平板图像显示数据格式，对图像能提供不同比率的缩放，支持不同分辨率的LCD面板，最高可支持到FULL HD(1920×1080P)。其主要功能有：数字色度亮度处理、彩色γ校正、图像大小缩放、画质改善、运动补偿、边缘平滑等，另外还有动态降噪、动态GAMMA曲线、APL等，来动态提升画面的对比度、清晰度，让用户获得更好的视觉效果。

　　LCD显示模块

　　该模块是LCD-TV的显示终端，是将前端SCLAER处理完的视频图像，经内部时序控制电路编码成LVDS(Low Voltage Differential signal，低压差分信号)，同时合成OSD或PIP等显示信号至最后的LCD显示终端(LCD监视器信号工作流程如图1)。

图1 LCD监视器的核心原理流程图[nextpage]

　　LCD液晶屏拼接技术应用

　　如今，大屏幕拼接显示产品是当前及未来中央控制室终端显示的必然首选。大屏幕拼接也是在最近几年才快速发展起来的终端显示产品，在许多行业中得到了充分的应用，比如电视台、航天、公安、交通等领域。大屏幕拼接与单台监视器相比，其突出的优点是能够将所有显示单元通过图像处理器及图像控制软件的控制，组合成一个或多个大画面，在实现任意拼接组合的同时，也可实现图像的叠加、漫游、缩放等特殊功能(图2为LCD液晶屏拼接系统原理示意图)。

图2 LCD液晶屏拼接系统原理示意图

　　目前的大屏幕拼接主要有三种类型，即LCD液晶拼接、DLP背投拼接及PDP等离子拼接。三种类型的拼接具有各自的优缺点，在安防终端显示的大屏幕拼接显示领域中都占有一定的份额。其中PDP等离子拼接虽然拼接缝隙小(小于5mm)、亮度高，但由于自身的屏幕在长时间使用后易出现灼伤现象，且功耗较大，成本较高。DLP背投拼接虽具有拼接缝隙小(小于1mm)、显示单元面积大的特点，但存在亮度低、可视角度小等问题，且体积、功耗大，成本也较高。而LCD液晶拼接则具有体积小、重量轻、亮度高、对比度大、功耗小、可视角度大、成本低、寿命长等优点，且两个屏的拼接缝隙最小做到6.7mm，是当前拼接显示产品中运行最稳定、最可靠、操作简单易懂、美观大方的显示产品，深受广大用户的一致好评。

　　选购及安装调试注意事项

　　在购买LCD监视器时主要是看监视器的实际效果，它的主要技术指标包括清晰度、对比度、亮度色彩还原性、可视角度、响应时间、分辩率、无辐射等因素，而这些因素都影响着整个工程项目的使用效果。此外，选择时还要结合外观结构、安装调试、操作是否方便，是否有散热和防干扰设计等等，在时间允许的情况下还可以进行长时间的烤机测试观察产品的稳定性。下面就选购、安装调试提出几点建议供参考。

　　电性能

　　首先在视频输入端接入彩条信号，观察整幅画面颜色是否正常，彩条之间的边缘是否清晰(如图3)。用眼睛观察屏幕的上、下、左、右的可视角度，观察其在多大角度上会出现明显失真，该角度越大越好。随后把信号切换到灰阶或黑白格(也可以用摄像机信号)，观察亮度(亮度决定着液晶监视器对外部抗干扰能力)、对比度(对比度是监视器最大亮度与最小亮度的对比值，黑白对比越明显表示对比度越高，图像的层次感越强)、亮暗是否均匀，用活动画面检查图像是否流畅(响应时间越小画面显示会越流畅)。还可以用多波群测试卡检查清晰度和视频解码能力(图像越清楚干扰信号越少表示清晰度越高，则解码能力越强)等。

图3 彩条信号测试显示[nextpage]

　　结构设计

　　液晶监视器应用金属结构或屏蔽盒来增强其抗干扰能力，应可安装于标准机柜和桌面上，可以壁挂、吊装和多台拼接安装，并应用合理的散热设计，专业的结构设计可以保证产品长时间持续工作。外型的美观大方也是用户选择的重要参考。因而以上几点都是衡量监视器好坏的标准，可以重点考察。

　　安装调试

　　1、在安装时要确保输入电压与监视器要求的电压相符，并确保可靠接地，且不能与大电流负载共同接地。建议使用UPS电源，减少因市电电压波形畸变或频率漂移，而产生干扰或破坏的问题。

　　2、接好系统通电后，如发现有偏亮、偏暗、偏色、模糊、图像效果差或有干扰等现象，应先检查前端设备、中间传输设备、传输电缆等是否调到最佳状态，避免因前端设备或线路过长引起高频信号衰减，导致出现图像变暗淡、清晰度变差、模糊拖尾、彩色失真或无彩等现象，在保证前端设备调好后，再调监视器OSD菜单的亮度、对比度、彩色、清晰度等，以进行信号补偿，在VGA状态下，也可进入OSD菜单进行自动调整达到最佳状态。

　　结语

　　随着全球反恐的形势越来越严峻，各国对安防设备的需求也因此日益高涨，尤其在中国将成为继美国之后全球第二大安防需求市场。行业专家预测中国的安防设备市场将以每年20%以上的速度增长，2008年的北京奥运会助推了安防监控系统的建设，据估计2008年市场规模已经达到了10亿多美元。2010年的上海世博会是中国安防市场最大的潜在商机，而中国持续不断的基础设施建设潮也为安防市场的稳定发展提供了最坚实的基础，同时也对安防显示设备，如LCD监视器的发展起到了强大的推动作用。

　　安防行业是新兴的朝阳行业，未来安防显示设备的市场前景还是比较可观的，尤其在金融、交通、公安等重点行业系统，一些老的监控系统已经不能适应当前的技术发展，需要进行技术改造，设备更新换代，这也给安防显示设备的发展带来了巨大的商机。

　　根据Frost&Sullivan的数据，2005年全球视频监控设备市场约50亿美元，预计2010年将上升到80多亿美元，年复合增长率为11%以上。尽管价格下跌和竞争加剧，减小了制造商利润空间，但是出货量的大幅增长将弥补利润率下降的损失。中高端安防显示设备主要应用在金融、交通、公安等重点行业系统，占据着整个安防显示设备市场份额的85%以上，随着城市监控建设的不断深入，市场给监视器厂商带来了极大的需求，业界专家认为监视器市场未来还将持续而稳定地快速发展。