[發明專利]一種基于FPGA的圖像字符疊加方法

有效

• 申請號: 202010931189.1
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112135073B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 盧小銀;雷秀軍;嚴德斌;金一
• 申請（專利權）人: 合肥富煌君達高科信息技術有限公司
• 主分類號: H04N5/445
• 分類號: H04N5/445;H04N5/265
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

本發明公開了一種基于FPGA的圖像字符疊加方法，包括：以圖像的預設像素位置為起始點依次遍歷單個字符區域的起始點；根據預設第一映射表，判斷起始點所屬字符區域是否需要疊加字符，根據預設第一映射表，獲取字符區域需要疊加的字符內容；根據字符內容屬性獲取字符區域實際疊加的字符內容；根據實際疊加的字符內容查找第二映射表，獲取疊加字符位圖信息的內存地址數據；根據內存地址數據遍歷讀取疊加字符位圖信息中的每個像素數據，并遍歷寫入到圖像像素。本發明僅使用FPGA內部很少的資源，即可實現圖像的實時高效的字符信息疊加，且疊加位置、疊加內容和疊加字符顯示可以靈活適應字符疊加需求。

技術領域

本發明涉及及FPGA視頻處理技術領域，具體涉及一種基于FPGA的圖像字符疊加方法。

背景技術

隨著視頻技術的廣泛應用，視頻字符疊加技術也得到了空前發展。視頻字符疊加是在視頻圖像的特定位置顯示字符信息，提供輔助提示信息。

常規疊加字符信息的方法是使用軟件實現，基于ARM或者CPU上進行，將一幀完整圖像緩存到存取存儲器空間再字符疊加，處理一幅圖片需要花費數十毫秒的時間甚至更久，處理效率低，無法適用于更高幀率的視頻字符疊加，且需要非常大的存取存儲器空間資源緩存完整的圖像；

對于常規疊加字符方法的改進，采用FPGA進行圖像字符疊加，比如采用FPGA的寄存器存儲器存儲疊加的字符,每一個字符分配獨立的寄存器存儲器，導致占用大量的FPGA內存資源，且疊加位置、疊加內容以及疊加字符顯示方法不能靈活適應不同疊加需求。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于FPGA的圖像字符疊加方法，包括如下步驟：

(1)以圖像的預設像素位置為起始點依次遍歷單個字符區域的起始點；

(2)根據預設第一映射表，判斷起始點所屬字符區域是否需要疊加字符，若是，進入步驟(3)，否則繼續遍歷單個字符區域的起始點；

(3)根據預設第一映射表，獲取字符區域需要疊加的字符內容；

(4)判斷字符內容屬性，根據字符內容屬性獲取字符區域實際疊加的字符內容；

(5)根據實際疊加的字符內容查找第二映射表，獲取疊加字符位圖信息的內存地址數據；

(6)根據內存地址數據遍歷讀取疊加字符位圖信息中的每個像素數據，并遍歷寫入到圖像像素。

作為上述方案的進一步優化，所述第一映射表中的數據以key-value形式存儲，所述key域數據為在整個字符疊加區域中單個字符區域的起始點，所述value域數據為疊加字符內容或者為空。

作為上述方案的進一步優化，所述在整個字符疊加區域中每個字符區域的起始點，是以整個字符疊加區域的左上角(x₀,y₀)為參考點，起始點與參考點的相對坐標位置。

作為上述方案的進一步優化，還包括在步驟(1)之前建立用于存儲疊加字符位圖信息的字庫，所述建立方法為：

根據預設單個字符位圖的寬度確定FPGA內部的RAM的位寬，單個字符位圖的一行數據存入RAM的一個地址中；

采用一個RAM存儲一個字符位圖或者拓展一個RAM的地址空間實現一個RAM存儲多個字符位圖；

采用第一預設位地址位對單個字符進行尋址編碼，加上第二預設位地址位對單個字符的每一行數據尋址編碼。

作為上述方案的進一步優化，所述第二映射表的key域數據為疊加字符內容，所述value域數據為單個疊加字符尋址編碼的起始地址。

作為上述方案的進一步優化，所述第一預設位地址位的大小根據字庫中存儲的字符總數確定，所述第二預設位地址位的大小根據單個字符位圖的數據行數確定。