[發(fā)明專利]基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010069307.2
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111263085A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肖強(qiáng);楊愛良;朱曉巍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H04N5/262
• 分類號: H04N5/262
• 代理公司: 上海和躍知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發(fā)明一種基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包含外部存儲以及由FPGA實(shí)現(xiàn)的寫瓦片塊模塊、讀瓦片塊模塊、瓦片塊旋轉(zhuǎn)模塊、視頻幀緩存模塊和視頻時序重建模塊，寫瓦片塊模塊將視頻幀劃分成若干個瓦片塊后寫入外部存儲；讀瓦片塊模塊按照視頻旋轉(zhuǎn)后瓦片塊的排列順序?qū)⑼咂瑝K從外部存儲中讀出存入RAM陣列中；瓦片塊旋轉(zhuǎn)模塊從RAM陣列中讀取瓦片塊按照旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)之后的視頻數(shù)據(jù)通過視頻幀緩存模塊寫入外部存儲，視頻時序重建模塊將外部存儲DDR中的旋轉(zhuǎn)完成的視頻幀讀出，按照最終輸出的時序進(jìn)行時序重建后輸出。本發(fā)明硬件資源消耗較小，實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時旋轉(zhuǎn)，具有低延遲、低功耗、高可靠性、可重用性等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空視頻圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在航空設(shè)計(jì)領(lǐng)域，視覺處理技術(shù)主要對各種視頻圖像(例如攝像頭視頻、雷達(dá)視頻、紅外視頻、數(shù)字地圖、GPU圖形)進(jìn)行視頻圖像處理，專門針對航空視頻領(lǐng)域的處理技術(shù)細(xì)分為航空視頻圖像處理技術(shù)。

無論民用或軍用飛機(jī)，通常都有一定數(shù)量的視覺傳感器，諸如攝像頭、雷達(dá)等傳感器最終都會以視頻的形式呈現(xiàn)在機(jī)艙顯示器上供飛行員觀看，而在實(shí)際應(yīng)用場合中，一些視覺傳感器由于安裝角度、取景方式等原因，其獲取的原始畫面角度常常與實(shí)景存在+/-90°的角度差異，這就要求對原始畫面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。目前采用的是外置SSRAM視頻旋轉(zhuǎn)方案，即在FPGA芯片外部掛載SSRAM存儲芯片，作為視頻幀緩存空間，依靠對SSRAM的讀寫訪問實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)目的；缺點(diǎn)是額外硬件開銷大，硬件成本高，功耗大，系統(tǒng)集成度較低。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述視頻旋轉(zhuǎn)需求，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，采用塊式操作技術(shù)，對原始視頻畫面進(jìn)行實(shí)時旋轉(zhuǎn)操作。本發(fā)明硬件資源消耗較小，實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時旋轉(zhuǎn)，具有低延遲、低功耗、高可靠性、可重用性等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)，包含外部存儲DDR以及由FPGA實(shí)現(xiàn)的寫瓦片塊模塊、讀瓦片塊模塊、瓦片塊旋轉(zhuǎn)模塊、視頻幀緩存模塊和視頻時序重建模塊，其中：

寫瓦片塊模塊將視頻幀劃分成若干個瓦片塊后寫入外部存儲DDR；

讀瓦片塊模塊按照視頻旋轉(zhuǎn)后瓦片塊的排列順序?qū)⑼咂瑝K從外部存儲DDR中讀出存入RAM陣列中；

瓦片塊旋轉(zhuǎn)模塊從RAM陣列中讀取瓦片塊按照旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)之后的視頻數(shù)據(jù)通過視頻幀緩存模塊寫入外部存儲DDR，視頻時序重建模塊將外部存儲DDR中的旋轉(zhuǎn)完成的視頻幀讀出，按照最終輸出的時序進(jìn)行時序重建，并最終輸出視頻。

優(yōu)選地，寫瓦片塊模塊、讀瓦片塊模塊之間采用雙視頻幀乒乓操作方式進(jìn)行讀寫，讀瓦片塊模塊與瓦片塊旋轉(zhuǎn)模塊之間采用雙瓦片塊乒乓操作方式進(jìn)行讀寫。

優(yōu)選地，基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)還包含由FPGA實(shí)現(xiàn)的視頻有效性檢驗(yàn)?zāi)K，視頻有效性檢測模塊對外部輸入的視頻進(jìn)行分辨率實(shí)時檢測，視頻的分辨率若不符合規(guī)定，則視頻不會進(jìn)入寫瓦片塊模塊，直到視頻的分辨率通過檢測，證實(shí)視頻的有效性之后，視頻會進(jìn)入寫瓦片塊模塊。

本發(fā)明采用DDR作為緩存器件，與傳統(tǒng)的外置SSRAM視頻旋轉(zhuǎn)方案相比，不增加額外的硬件開銷，降低了硬件成本，具有較小的功耗，同時提高了硬件的利用效率；從上述原理闡述可以看到，處理流程采用流水操作，原始視頻輸入到旋轉(zhuǎn)視頻輸出的延時在1～2幀之間，處理延時相對較小；本發(fā)明技術(shù)方案全部采用VerilogHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)，適用平臺廣泛，具有較強(qiáng)的可重用性和可移植性。

附圖說明

圖1為基于塊式存儲操作的航空顯示任務(wù)旋轉(zhuǎn)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。