一种基于FPGA的投影融合拼接方法.pdf

1、10申请公布号CN102375712A43申请公布日20120314CN102375712ACN102375712A21申请号201010256874522申请日20100819G06F3/1420060171申请人上海济丽信息技术有限公司地址200437上海市杨浦区赤峰路65号同济科技园3号楼101室72发明人刘红54发明名称一种基于FPGA的投影融合拼接方法57摘要本发明涉及一种基于FPGA的投影融合拼接方法，其特征在于，步骤为步骤1、选用余弦函数作为最初的融合曲线；步骤2、将RGB信号输入FPGA，FPGA通过数据处理按照融合函数对输入的RGB信号进行调变；步骤3、设计动态选择融合曲线，

2、将拼接图像的实时校正集中在对融合曲线的调整上，以伽码校正特性为模型，伽码值为自变量来设计实时调整曲线。与现有技术相比，本发明的有益效果是在很大程度上解决目前无缝拼接上的技术缺陷，并且尽量降低设备成本，增强融合系统稳定性，扩展信号源接口，在拼接系统同类产品中占有更大的市场份额。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102375719A1/1页21一种基于FPGA的投影融合拼接方法，其特征在于，步骤为步骤1、选用余弦函数作为最初的融合曲线；步骤2、将RGB信号输入FPGA，FPGA通过数据处理按照融合函数对输入的RGB信号进行调变，其中，

3、数据处理的具体步骤为步骤21、对RGB信号的每一帧图像进行逐行扫描，当即将开始扫描一行像素时，控制信号HS会发生一高电平信号，此时计数器COUNT对每个像素计数，计数器COUNT的值就代表了该像素在整个屏幕的位置；步骤22、函数产生模块根据计数器COUNT的值，按照融合曲线，给出相应的乘数，在乘法运算模块中，该乘数与像素数据相乘，即完成了对像素的淡入淡出处理；步骤3、设计动态选择融合曲线，将拼接图像的实时校正集中在对融合曲线的调整上，以伽码校正特性为模型，伽码值为自变量来设计实时调整曲线。2如权利要求1所述的一种基于拼接大屏幕的交互式协同系统，其特征在于，步骤22中所示淡入淡出处理采用“分色”

4、伽码校正方法，即对R、G、B三基色信号分别进行校正。权利要求书CN102375712ACN102375719A1/3页3一种基于FPGA的投影融合拼接方法技术领域0001本发明涉及一种基于FPGA的投影融合拼接方法。背景技术0002无缝拼接大面积投影是当今最有效实现超大屏幕、超高分辨率的显示技术，广泛运用在各类指挥、调度、大型广告、家庭影院等军用、生产、生活娱乐等方面，已经成为少有能够满足大面积要求、不可或缺的显示门类。但是现在多源投影的硬拼接常产生拼接和图像不匹配等缺点，这主要由两点原因造成00031由于在融合区的图像是由两束来源于不同投影机的光束叠加，受到入射角、反射媒质、亮度叠加等多方面

5、的因素影响，不便于控制；00042目前普通的非高端工程投影机的光学系统的精密程度有限，在投影图像的边缘处常常会产生亮度和色彩衰减，造成拼接效果不稳定的现象。0005目前市场上的融合拼接器多采用为工控插卡式模式或者纯软件融边方式工控插卡式模式必须有完整的计算机系统最为支持，稳定性差，容易受病毒攻击，且成本高。软件融边虽然较工控插卡式有一定成本优势，但是最大的问题在于其稳定性不够，且以上两者均在信号源接口方面有限制，必须外接画面处理器或者矩阵扩展接口等信号接口设备。发明内容0006本发明的目的是提供一种成本低廉、稳定性强且在信号源接口方面无限制的投影融合拼接方法。0007为了达到上述目的，本发明的

6、技术方案是提供了一种基于FPGA的投影融合拼接方法，其特征在于，步骤为0008步骤1、选用余弦函数作为最初的融合曲线；0009步骤2、将RGB信号输入FPGA，FPGA通过数据处理按照融合函数对输入的RGB信号进行调变，其中，数据处理的具体步骤为0010步骤21、对RGB信号的每一帧图像进行逐行扫描，当即将开始扫描一行像素时，控制信号HS会发生一高电平信号，此时计数器COUNT对每个像素计数，计数器COUNT的值就代表了该像素在整个屏幕的位置；0011步骤22、函数产生模块根据计数器COUNT的值，按照融合曲线，给出相应的乘数，在乘法运算模块中，该乘数与像素数据相乘，即完成了对像素的淡入淡出处

7、理；0012步骤3、设计动态选择融合曲线，将拼接图像的实时校正集中在对融合曲线的调整上，以伽码校正特性为模型，伽码值为自变量来设计实时调整曲线。0013与现有技术相比，本发明的有益效果是在很大程度上解决目前无缝拼接上的技术缺陷，并且尽量降低设备成本，增强融合系统稳定性，扩展信号源接口，在拼接系统同类产品中占有更大的市场份额。说明书CN102375712ACN102375719A2/3页4附图说明0014图1是以余弦函数作模拟融合的示意图，插图示出选用不同融合函数在结合部的衔接情况；0015图2是软件模块图；0016图3是不同校正情况的融合曲线；0017图4是曲线选择模块。具体实施方式0018以

8、下结合实施例来具体说明本发明。0019实施例0020本发明提供了一种基于FPGA的投影融合拼接方法，步骤为0021步骤1、选用余弦函数作为最初的融合曲线，其函数公式如下0022Y1/21/2COSX/1270023由图1可见以余弦函数作为模拟融合在结合部的衔接情况，相比线性函数结合部过渡平滑的多，在屏幕上显示没有硬拼接的感觉，效果柔和；0024步骤2、为了使信号能精确的按照预想的曲线变化，采用FPGA，通过数据编程处理，可实现精确地按照融合函数对输入RGB信号进行调变，这是本发明的关键之一，其完成了对信号的淡入淡出处理、分色伽码校正等一系列有益的处理。由图2可见设计出的数据处理软件框图，该框图

9、所含软件程序中将数字电路的数据宽度限定在8位；0025在步骤2中所述的数据处理软件框图主要由三个模块组成顶层模块PINJIE、函数产生模块DATADEMUX、乘法运算模块DATAPRO；当即将开始扫描一行像素时，控制信号HS会发生一高电平信号，此时将计数器COUNT对每个像素计数，COUNT的值就代表了该像素在整个屏幕的位置，而函数产生模块将根据COUNT的值，也就是该像素的位置，按照融合曲线，给出相应的乘数，在下一个模块乘法运算模块中，该乘数与像素数据相乘，即完成了对像素的淡入淡出的处理。0026所述的淡入淡出处理采用“分色”伽码校正方法，即对R、G、B三基色信号分别进行校正；根据ITU2R

10、BT709的规定，人的视觉对信号的感知亮度Y可以简单表达如下0027Y02121R07152G00722B0028先将图像分为红、绿、蓝三个灰度级图像，对各个图像分别进行伽码校正，如此在最终的处理结果中，即不会损失灰度层次，图像的实际效果还可得以改善，经过各基色分色融合函数处理以及伽码校正后，图像色彩还原性基本和原图像接近，视觉效果达到最佳；0029步骤3、为将实际投影拼接过程中受到实际场地的投影屏幕、投影机的安装、投射角度、媒质等多方面因素的影响降到最低，设计了动态选择融合曲线，将拼接图像的实时校正集中在对融合曲线的调整上，以伽码校正特性为模型，伽码值为自变量来设计实时调整曲线，融合函数变化

11、为0030Y1/21/2COSX/1271/0031由图3可见，可以通过不同的外接信号去选择效果最佳的融合曲线，当起始选用实线15最为融合曲线，但拼接效果不令用户满意时，可以选择虚线17或点线13；说明书CN102375712ACN102375719A3/3页50032在步骤3中所述的动态选择融合曲线的数据已经预先计算完成；0033所述的伽码值可以引入一定的步长，得到1，可以按需要任意改变校正结果，直至效果最好为止；0034所述的融合函数的数据已经预先计算好并预存入预定RAM中，信号处理过程不存在占用时间的问题，完全能满足时序要求，不会影响显示质量；0035所述的实时调整融合函数曲线功能是在原软件框架基础上增加了一个SELECT模块，去选取相应的校正曲线，提供给函数产生模块DATADEMUX而实现的。0036由图5可见，外接选择信号可以由用户按键、开关或者遥控器产生，SELECT模块检测到此信号后，内部寄存器SEL的值按预先的设计发生变化，而SEL寄存器的值决定了哪条曲线被选取，由此，曲线之间开始切换。如此，实现了图像实时自动校正。说明书CN102375712ACN102375719A1/2页6图1图2说明书附图CN102375712ACN102375719A2/2页7图3图4说明书附图CN102375712A