基于FPGA的圖像顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)及反走樣算法研究.pdf

1、圖像顯示系統(tǒng)隨著科技的不斷發(fā)展已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域中，人們對(duì)其處理速度和顯示質(zhì)量的要求也越來越高，因此根據(jù)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研究和設(shè)計(jì)出更優(yōu)良、實(shí)用的圖像顯示系統(tǒng)已成為當(dāng)前科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文針對(duì)圖像顯示系統(tǒng)在航空電子等領(lǐng)域的典型應(yīng)用，構(gòu)建了一個(gè)高速、清晰、可移植的彩色圖像顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)能實(shí)時(shí)疊加顯示飛機(jī)外景實(shí)況和各種飛行參數(shù)畫面。
　　本文在分析當(dāng)前圖像顯示系統(tǒng)構(gòu)架各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套以FPGA為核心的圖像

2、顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用FPGA的并行執(zhí)行、內(nèi)部邏輯資源豐富等特點(diǎn)，采集外部視頻圖像并對(duì)其進(jìn)行顏色插值處理，同時(shí)接收上位機(jī)發(fā)送的圖形命令完成各種圖形畫面的繪制。本文首先通過增加圖形緩存模塊和中斷處理機(jī)制完成了基于單片DDR2SDRAM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，避免了DDR2讀寫沖突，同時(shí)保證了系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的完整性和顯示的實(shí)時(shí)性；接著闡述了視頻圖像采集和處理模塊在FPGA上的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，在雙線性插值法基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的顏色插值算法，該算法通過引入像素方

3、向標(biāo)志的概念提高了插值精度；然后研究了圖形生成模塊中各個(gè)基本圖形的快速生成及反走樣算法，針對(duì)小角度直線“麻花”狀走樣，在現(xiàn)有反走樣算法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過選擇修正函數(shù)對(duì)直線像素灰度進(jìn)行均勻修正，減少了相鄰像素的灰度變化幅度，算法簡(jiǎn)單易行并有效的提高了小角度直線的顯示效果。最后，在上述系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)、顏色插值以及反走樣算法的研究基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)載儀表與彩色視頻圖像畫面的疊加顯示。
　　測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的圖像顯示系統(tǒng)能夠快