前 言
近年来，伴随着市场经济的高速发展、城市建设的快速推进，大数据时代如约而至。众所周知，人类获知的信息量当中有70%来自于视觉感知，为了获取更多信息，必须将更多的数据展现在人们的视线当中。大屏幕拼接显示系统在此趋势之下也在飞速发展，在军警作战指挥中心、监控指挥中心、视频会议室、生产控制调度中心、广播电视、多功能会议室等应用当中大屏幕拼接显示系统发挥了巨大的作用与优势。大屏幕拼接显示系统给人带来直观优劣的是显示屏的材质，但对显示效果、稳定性和安全性起决定性作用的是多屏拼接处理器。
本文将就多屏拼接处理器这个大屏幕拼接显示系统的“心脏”做产品的介绍以及在各种应用场合下的方案详解。
一、 公司介绍
立足本土 鸟瞰世界
杰出设计 品质第一 服务至上
北京小鸟科技发展有限责任公司(DigiBird)是一家国际化的以显示、处理、传输、存储与管理为主要核心业务的专业设备制造厂商与解决方案提供商。以专业做强、国际做大为理念，我们以提供经得起北美等国际市场考验的专业产品和服务为目标，打造 “DigiBird”国际品牌。
小鸟科技成立于2009年，通过不断的探索与研发成功的将图像处理技术应用于音视频与电脑信号之间的转换和混合。陆续推出了以多屏幕拼接处理器、多画面分割器、边缘融合处理器等产品为基础的一系列国内领先信号处理产品。产品自投入市场后便获得各领域用户的一致认可及好评，现产品已广泛应用于军事、交通、政府、教育、电力、电信、传媒等领域。
2013年小鸟基于用户需求，在原有视频处理产品的基础上，打造了一款可用于安防、金融、教育等多行业的多业务图像集成平台——“达尔文”视频综合管理系统，系统采用刀片式模块化设计，各类板卡按需灵活配置，扩展升级便捷，维护成本低廉。真正做到“随需而变，化繁为简”，为用户使用带来非凡的体验。
公司始终坚持以自主创新为根本，以技术领先为目标，不断引进先进的观念与技术力量，培养了大批技术骨干和管理人员，拥有一支高效的研发及管理队伍。目前已在北京、上海、深圳、成都、西安、沈阳、武汉、南京等十二个区域设立办事机构，并于2013年成立美国分公司，为客户提供及时周到的服务。
未来小鸟科技将精益求精，不断创新和强化企业的经营管理，不断提高产品技术含量与质量，开拓国内及国际市场。持续秉承“杰出设计、品质第一、服务至上”的理念，扎根专业视听（AV）、监控系统（CCTV）等行业，在赢得自身发展的同时，为行业发展贡献一份力量。
二、 产品介绍
DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接处理器是DIGIBIRD拼接处理器产品中的旗舰，采用FPGA硬件图形并行处理技术，以先进的背板交换总线技术为架构，通道独享带宽。最大规模可扩展到144块大屏幕的拼接显示，可同时处理多达168路全高清信号实时处理，全面满足所有项目的要求，同时支持多组大屏幕不同分辨率显示，具备大屏回显及预监功能。在控制室即可实时查看大屏幕的屏幕显示状态，配合交互式可视化管理客户端，给用户带来带来一种全新的应用体验。
关键特性：
- 先进的大规模FPGA阵列式纯硬件技术架构
- 背板交换技术，通道带宽独享，支持图像实时交换和处理
- 标准机架式结构，运营级机箱系统设计
- 交互式可视化软件操作终端
- 单台设备可支持152路输入和144路输出
- 输入输出分辨率都支持640×480到1920×1200
- 单个物理拼接单元可开4个窗口
- 多组分辨率输出
- 输出端口映射功能
- 预置100个系统预案及快速调取功能
- 本地回显及软件预监
- 输入支持4K×4K超高分辨率采集，输出最高可达4K×2K分辨率
- 易升级维护，输入输出卡、风扇等关键设备均支持热插拔
- 高品质散热设计，使设备散热更充分，运行更安全
- 冗余电源设计，更加安全可靠
产品介绍：
DIGIBIRD-T系列多屏幕拼接处理器是DigiBird拼接处理器的旗舰产品，采用FPGA硬件图形并行处理技术，以先进的背板交换总线技术为构架，通道独享带宽，最大规模扩容到144块大屏幕拼接显示，可同时处理多达168路全高清信号实时处理，全面满足所有项目的要求，同时支持多组大屏幕不同分辨率显示，具有大屏回显功能，在控制室即可实时查看大屏幕显示状态，配合交互式可视化管理客户端，给用户带来一种全新的应用体验。
纯硬件架构
采用大规模FPGA阵列式纯硬件技术架构，无硬盘，免维护，无操作系统避免了工控式系统的死机、硬件冲突、蓝屏以及计算机病毒侵入等问题；启动快(<5秒)，稳定可靠，系统数据出厂前已固化，意外断电不会造成设备受损，可以频繁开关机。
模块化设计，支持热拔插
整个系统采用模块化设计，包括输入卡、输出卡、切换卡、控制卡、风扇、电源等，并支持热拔插。模块化的设计为日常使用、升级、维护带来极大的方便，当系统出现故障时，无需拆开机箱就能实现在现场替换有故障的模块，快速恢复系统正常运行。输入模块和输出模块的热插拔特性使得系统可在不断电的情况下更换、升级输入输出模块，不影响系统的正常工作，保证了系统的稳定、灵活、可靠。
先进的背板交换架构
系统采用先进的背板交换架构，有别于传统的PCI总线结构，为它的每个外围槽位提供了高达20Gb/s的传输带宽，外围的板卡通过先进的背板交换架构进行数据的极速交换，从而确保数据可靠传输，提供快速的优质图像资源被所有的外围设备分享，从而使系统环境下大量的数据和图像传输不再受到PCI总线结构的带宽制约。基于交换架构的专用总线设计可以保证每个输出屏幕都有独立的专用带宽，无论系统处理多少路高清信号，拼接多少个单元，都能保证图像信号清晰、流畅、不丢帧。
强大的处理能力
系统支持多种信号格式输入，包括复合视频、VGA、DVI、IP流媒体、HDMI、SD/HD-SDI等。对复合视频，能兼容NTSC/PAL/SECAM等制式，多达608路视频信号实时处理；对计算机视频信号，能兼容支持各种常见分辨率，并可实现自定义非常规分辨率，多达152路计算机信号实时处理。系统可输出DVI-I信号或双绞线数字信号，支持RGB（模拟）/DVI（数字）同时输出，单个输出通道最高支持分辨率4K*2K，多达144路高清输出，更多输出可通过系统级联。
全新的同步技术和双缓冲技术
为保证高速运动的画面在虚拟墙的各个物理显示器上能达到同帧播放的效果，避免不同步造成的不同屏运动、画面错位和追赶现象造成的横切纹问题，系统自有的全同步技术和双缓冲技术，保证了全屏图像的帧同步和无追赶，为用户提供流畅、连贯、实时的高清运动画面。
带倍线和运动补偿的视频采集
视频采集带有倍线和运动补偿功能。输入的复合视频经过基于每点的运动补偿（MADI）和高级色彩管理（3D ACM）引擎进行倍线和运动补偿后进入处理器，达到清晰亮丽流畅的视频效果，升级为高清视频的视频信号并能够任意开窗、移动、缩放、叠加。
灵活多样的显示模式
系统中任意信号可在拼接屏的任意位置开多个窗口，无公共区域的限制，可任意叠加、缩放、拉伸、画中画显示，为用户提供灵活的应用。
底图功能
系统的底图功能提供超高分辨率大底图显示解决方案，可作为开机画面使用，信号可在大底图上任意开窗，丰富了显示内容，尤其解决了在系统中间开窗两边黑屏的问题。通过选配SD卡输入卡就可为系统提供一个高清底图。SD卡中的图片，用户可根据现场情况自定义制作，以适合现场需要。系统可以动态读取SD卡中的图片，动态更换底图，底图轮循。
网络采集
DigiBird多屏幕拼接处理器的网络采集功能有网络抓屏、网络底图、IP流信号直接采集等。
网络抓屏
系统能自动识别网内任意一台PC信号，切换抓取网内任意PC的桌面在系统上快速显示。这种通过网络采集的信号，相比VGA信号，避免了模拟信号的抖动、重影等复杂问题；相比DVI信号，解决了传输距离的问题。安全备份、矩阵故障时也能通过网络实现矩阵的功能。
网络底图
客户端PC虚拟出一个大分辨率的桌面，系统通过网络采集这个大分辨率桌面在大屏上显示，成功地解决了高分辨率显示问题，为行业组态图、地理信息系统、平安城市等应用提供理想的解决方案。
DVI双链路采集超高分点对点显示
系统配置DVI双链路采集卡，单口实现高达4K*4K超高清分辨率采集。使用多个DVI双链路采集卡，即可轻松实现更大分辨的显示。DVI双链路采集卡可定制分辨率，实现在屏幕上点对点的显示，图像无拉伸变形，显示效果清晰细腻，为拼接大屏实现分辨率点对点显示提供解决方案。
多组分辨率输出
系统的输出通道可自定义多个独立的组，每个组输出的分辨率可以相同或不同。用户根据现场需要配置相应的分辨率，为系统控制及管理多组大屏系统提供解决方案。
输出通道映射
系统输出通道可任意映射，输出通道可以任意排序，为行业应用提供异形拼接的完美解决方案。
IP流媒体解码
系统基于DSP纯硬件架构开发，采用H.264/MPGE-4AVC解码技术，对于前端的IP网络摄像头信号可定制化直接解码并在大屏幕上实时显示。
预案保存调用
系统具有设备工作状态、窗口显示模式、信号采集端口的预案自定义保存功能，并可根据显示的要求对预案进行模式化调用，并且可根据需求进行时间、顺序进行自动循环调用。
冗余电源设计
系统采用多电源冗余供电方式，共同承担负荷，当系统某一个电源出现故障时，系统自动切换到备用电源供电，保证设备运行的不间断性；同时系统具备自动监测功能，方便用户查看设备的工作状态；
多样化控制方式
远程控制方式支持RS-232，TCP/IP。Windows版的MultiView Controller控制软件可以轻松实现对视频墙的管理和控制。移动终端版MultiView Controller，可以通过TCP/IP协议控制视频墙输入源的切换、缩放和管理，可以轻松的实现场景调用等功能。目前支持iPad、iPhone、Andriod和Windows Phone。兼容第三方中控系统，开放的接口使得DigiBird拼接控制器可以集成到几乎任何第三控制系统，例如RTI、AMX、CRESTRON。
参数列表：
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类型 |
项目 |
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详细参数 | ||||||||
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主机参数 |
机箱规格 |
1U |
2U |
3U |
6U |
8U |
12U |
24U | ||||
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控制板 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | |||||
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输入插槽 |
2 |
3 |
6 |
8 |
10 |
21 |
38 | |||||
|
输出插槽 |
1 |
2 |
2 |
4 |
9 |
18 |
36 | |||||
|
回显槽位 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0 | |||||
|
尺寸(mm) (L)*(W)*(H) |
|
440*310*90 |
440*300*135 |
440*320 *270 |
440*430 *356 |
440*430 *535 |
440*450 *1065 | |||||
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重量（KG) |
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13 Kg |
18KG |
24KG |
35KG |
48KG | |||||
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板卡参数 |
输入卡 |
多种输入卡可任意组合：VGA、DVI、Dual-Link DVI、HDMI、SDI、CVBS、HDBaseT、SD-Card、YPbPr/YCbCr、Twist-Pair、Fiber、NET等 | ||||||||||
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输出卡 |
多种输出卡可任意组合：DVI-I、HDBaseT、网络预监卡等 | |||||||||||
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控制参数 |
处理器管理网口 |
1个RJ45接口。10M/100M自适应，支持对通讯处理器的管理与配置 | ||||||||||
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处理器管理串口 |
2个RS232，可以支持对外联的矩阵、屏幕等第三方设备的控制 | |||||||||||
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通讯处理器 |
可以扩展平台设备的通讯功能，实现对云台等设备的控制 | |||||||||||
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功能参数 |
控制规模 |
单台最大可控制144个屏幕，可实现一台设备对多组屏的控制 | ||||||||||
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图形处理能力 |
支持任意矩形拼接，支持输出重映射 | |||||||||||
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支持单屏画面分割与画面叠及跨屏显示 | ||||||||||||
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支持图像的任意叠加、漫游、移动、缩放、裁剪等 | ||||||||||||
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支持高分底图 | ||||||||||||
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字符叠加 |
OSD字符叠加，可在输入信号的任意位置叠加可用户配置的字符信息 | |||||||||||
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软件参数 |
拼接处理器控制软件MultiView Controller | |||||||||||
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环境参数 |
工作温度 |
0℃-70℃ | ||||||||||
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工作湿度 |
<90% 无冷凝 | |||||||||||
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最大功率 |
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200W |
600W |
1200W |
1200W |
1500W | |||||
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电气特性 |
输入 100-240V交流电，可自动调节电源，频率为 50-60Hz,可配置N+1冗余 | |||||||||||
三、 拼接显示系统典型应用介绍
大数据时代推进了信息可视化的细分，本段将着重介绍指挥中心、高级多功能厅、安防监控室等三种应用的需求进行分析。
（一）、指挥中心
指挥中心按行业可分为：军警、交通、生产、政府、能源、电力等，虽然行业较多，但指挥中心的核心需求是一致的。指挥中心是各级单位实施日常值班、指挥调度、处突指挥的场所，以指挥技术和信息技术为主导，充分运用现代通讯技术、网络技术、自动化技术、电子监控等先进技术，构建以数据传输网络为纽带，以计算机信息系统为支撑，以视频会议和卫星定位等为辅助，集语音、视频、计算机网络、图像监控、三维定位等多种功能于一体的现代化、网络化、智能化的指挥决策中枢。
虽然功能众多，但步入指挥中心，进入眼帘的第一个印象就是大屏幕拼接显示系统，而“心脏”因位居幕后往往被人忽略。
指挥中心的多项需求与功能在此不再赘述，仅仅介绍与大屏幕拼接显示系统相关内容。从需求上来讲：
1、 输入输出接口类型混杂、数量较大；
2、 要求对数据能够实时处理，图像无延迟、无撕裂；
3、 操作人员要求具备本地回显、网络预监等功能；
4、 指挥中心特殊功能性强，区分不同的功能区，要将信号进行并行控制；
5、 操作软件方便；
6、 能够实现超大分辨率采集上墙功能；
7、 大屏显示设备要求具有超高分辨率；
8、 整机使用过程当中稳定性要求高，支持7×24小时连续工作。
针对性设计—-指挥中心
指挥中心一般情况下，会要求大屏拼接显示系统拼缝尽量小，并且分辨率足够大，一般情况下会采用DLP拼接显示系统，搭配小鸟科技T系列多屏拼接处理器。
实现功能：
1、 实现多路任意格式的信号源接入，DVI、CVBS、VGA、HDMI、SDI、双链路DVI信号可同时输入到小鸟科技T系列拼接处理器内，进行所需的操作处理；多种格式信号输入（最大可支持152路）以及多种格式的信号输出（只带支持144屏幕），应用更加灵活；
2、 通过双链路采集卡，可将超大分辨率的视频信号采集到拼接处理器当中，在进行业务系统的监测时，具备更好的视觉效果；双链路采集卡采集分辨率最高可达4088*4088；
3、 输入输出具备足够的带宽，能够对数据进行实时处理，使得图像无延迟、无撕裂；
4、 具备网络预监等功能，在操作人员确认图像正常无误的情况下，将需要的信号进行上墙操作，减少操作失误的可能性；
5、 通过多组屏的功能，将整个指挥中心区分为不同的功能区，可将信号进行并行控制，领导可通过DLP主屏幕查看现场情况，各业务处理人员能够通过各不同功能的显示区域进行相关问题的处理随时掌握事件处理情况；
6、 通过双链路采集系统能够实现超大分辨率采集上墙功能，使得各业务部门将可以在任意显示器上对相关业务的流程及过程进行相应监控；
7、 通过SD底图卡，可在无信号输入或信号突然中断的时候，在大屏拼接显示系统上，进行底图的显示，如有多张底图可以进行地图轮询，以保证大屏拼接显示系统不会直接进入黑屏或蓝屏状态；
8、 整机使用过程当中稳定性要求高，支持7×24小时连续工作。
系统拓扑图：
与以往项目方案相比，中间环节减少很多，整套方案的中心设备为拼接处理器，采用纯硬件架构，稳定性、处理能力均大幅提升。
（二）、高级多功能厅
多功能厅以其功能的多样性（如：会议厅，视频会议厅，报告厅，学术讨论厅，培训厅，文艺演播厅等），特别适合我国国情需要，并在这几年的时间得到迅速普及应用。
多功能厅内必不可少的一项内容即为显示系统，由于多功能厅一般面积较大，所以需要的显示系统多数情况下为大规模大面积的显示设备，同时由于功能的特殊性，需求如下：
1、 输入输出的接口类型多为电脑信号；
2、 场地尺寸加大，传统的PC信号需要远距离传输设备；
3、 操作人员要求具备本地回显、网络预监等功能；
4、 操作软件方便；
5、 显示要求色彩艳丽，亮度高，无缝显示；
6、 涉及相应的业务培训能够支持超大分辨率上屏能力；
7、 整机使用过程当中稳定性要求高；
8、 多功能厅场所较大，辅助显示屏的信号也要求在拼接器上并行控制。
针对性设计—-多功能厅
多功能厅一般情况下，要求具备优异的显示效果，因具备多种不同的功能，要求使用灵活性更高，采用小间距LED拼接显示系统可满足多功能厅的使用。
实现功能：
1、 输入接口类型多为电脑信号，能够实现多路（最多152路）电脑信号实时上墙功能；
2、 由于多功能厅场地巨大，传统的PC信号无法长距离传输，通过小鸟科技的双绞线传输器，可将传统视频信号无损转换为HDBase-T信号，实现PC信号的长距离传输（最长100m），效果不受距离影响，实际使用将大大提升；
3、 由于多功能厅的控制室一般无法直接看到拼接显示系统的效果，所以在控制室需要通过预监或回显的功能，使操作人员确定拼接显示系统上所显示的图像信号是否正常，小鸟科技T系列拼接器可通过回显功能将，大屏拼接系统上所有的信号回显在一个监视器上，以便所示关注显示效果；
4、 小鸟科技T系列拼接处理器伽利略系列产品，拥有高解析度图像转换技术，保证图像在缩放中的图像质量；并且可以自定义EDID信息，将传统的LED应用难题顺利解决；
5、 通过双链路采集卡，可将超大分辨率的视频信号采集到拼接处理器当中，在进行业务培训，影片欣赏时具备更好的视觉效果；双链路采集卡采集分辨率最高可达4088*4088；
6、 通过SD底图卡，可在无信号输入或信号突然中断的时候，在大屏拼接显示系统上，进行底图的显示，如有多张底图可以进行地图轮询，以保证大屏拼接显示系统不会直接进入黑屏或蓝屏状态；
7、 多功能厅场所较大，将会有更多的辅助显示设备，小鸟科技T系列拼接处理器具备输出映射功能，可将拼接处理器当做矩阵使用，直接将所需视频信号直接切换到相应的辅助显示设备上，并且可以在回显监视器当中监测图像的正常性。
系统拓扑图：
（三）、安防监控室
随着“平安城市”建设的推进，监控系统得到了飞速发展。高清化、网络化、智能技术成为安防行业的广泛需求，整个安防产业正面临着新技术、新产品所带来的各种改革，各行业都根据自身的实际需求对安防系统进行了不同程度的改造和升级。监控平台是整个监控系统的中心部分。如何有效发挥监控平台真正的功效，使投入与产出成正比，关键在于是否能将平台功能与实际的业务应用相结合，促进业务的快速有效的运转。
由于安防监控厂家众多，导致安防监控的项目当中各种视频接口，各种编解码协议横行，在进行安防项目设计的时候出现彼此不兼容的情况，需求如下：
1、 监控摄像机品牌多，摄像机信号格式分辨率不一；
2、 减少操作步骤，减少中间转码及编解码的过程；
3、 联动报警，电子地图等多种功能同时兼容；
4、 监控显示系统能够尽量多的显示各种监控信号，并可进行轮训；
5、 软件操作方便；
6、 整机稳定性高，支持7×24小时不间断工作。
针对性设计—-安防监控
在安防监控领域当中，由于监控摄像机较多，需要上墙显示的信号源较多，所以要求分辨率较大，但拼缝对于安防监控领域影响不大，所以在安防监控领域，液晶拼接项目众多。
实现功能：
1、 小鸟科技T系列拼接处理器，具备网络摄像机的硬解码功能，实现对H.264编码协议以及RTSP传输协议的网络摄像机进行直接解码，无需另配解码器设备，同时可兼容CVBS信号的模拟摄像机直接输入，可直接解决监控摄像机品牌多，摄像机信号格式分辨率不一的问题；
2、 小鸟科技T系列拼接处理器，不仅能实现网络解码功能，拼接上墙功能，在提前设置的情况下还能支持联动报警，电子地图等多种功能，使得安防监控无死角；
未来，小鸟科技将大举进入安防监控行业，大力开发达尔文视频管理平台，平台简述和优势请见如下：
平台简述：
l 关于达尔文视频综合管理系统
达尔文视频综合管理软件系统是北京小鸟科技自主研发的具有知识产权的产品，是一套基于IP网络，集视频监控、视频数据汇集呈现、报警联动等多业务功能于一体的视频信息综合管理平台。
l 优势和特点
快捷高效，稳定可靠，轻松管理；
全新的设计理念，人性化的交互方式，使整个监控系统的效率大幅度提升；
实用性强，满足实时浏览、录像回放、报警联动、及时回放、电子地图等监控需求；
Web和APP混合方式展现，支持跨系统平台使用，如PC端、Android手机、IPhone、平板电脑等；
插件机制很容易实现系统与其他系统对接和各种数据关联应用；
l 系统平台架构理念
系统为分布式控制结构，组件化设计，高可扩展性，高可伸缩性，极佳的易用性
平台优势
l 开放、兼容、模数混合，随心选择
开放性的设计理念使本系统拥有卓越的兼容性能，能够实现与国内外数十个知名监控厂家上百款DVR、DVS、IP camera的良好兼容。本系统可以完成从模拟到数字化网络化升级改造的平滑过度。避免重复投入，有效节省投资。
l 超强的平台管理能力，无限延展，稳定可靠
采用分布式组件化设计，使本系统平台系统拥有超强的可扩展能力和容错能力，很容易实现系统与其他系统对接和各种数据关联应用。
l 丰富灵活的软件功能，绝对的高性价比
拥有国际一流软、硬件平台的研发设计能力，关注用户应用需求和操作体验，努力改善以符合最广泛用户的操作使用习惯。
l 第三方数据集成和二次开发定制
系统支持多种与第三方软、硬件厂家的合作模式。可为用户提供包含视频监控在内的一体化的物理安防解决方案。根据项目的实际情况，可为客户提供软件的二次开发和定制服务。
l 售后支持和培训
我们提供高品质的技术服务，与客户共同成长，提供7×24小时的技术支持。让用户无后顾之忧。
四、 总结
小鸟科技多年来一直耕耘在专业视听领域，多屏拼接处理器、融合器、长距离传输器等等产品倍受市场好评，未来小鸟科技将立足于专业视听，并积极开拓安防监控领域的市场。让我们共同期待小鸟科技在各领域的视频应用中展翅翱翔！
