[發明專利]基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息的方法、系統及應用

在審

• 申請號: 202211498540.8
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115866164A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 楊晶;張旭;王東
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: H04N5/265
• 分類號: H04N5/265;H04N5/04;H04N23/20
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 焦慎超

1.一種基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，該方法采用可編程陣列邏輯芯片結合數字信號處理器構成紅外圖像信息處理平臺，并在可編程陣列邏輯芯片內采用硬件描述語言，進行紅外實時圖像疊加字符信息；具體包括以下步驟：

S1，利用像素內字符疊加模塊(1)對圖像像素內的字符信息進行存儲、讀取、調用，根據數字信號處理器發送的字符疊加指令，判斷疊加的字符以及疊加到圖像的位置，利用選取的ROM生成讀ROM信號，并在相對應的時序位置將符號信息讀出，并輸出疊加像素內字符庫的圖像數據；

S2，像素內疊加時序整理模塊(2)將輸入的圖像數據，進行時序整理，將圖像數據信號與圖像同步信號位置對齊，并輸出到像素外字符疊加模塊(4)；

S3，復合控制信號生成模塊(3)接收數字信號處理器發送的字符疊加使能指令；其中一路根據復合時鐘制造出復合消隱信號、復合同步信號，并作為最終的圖像輸出信號輸出到圖像輸出模塊(5)；另一路根據數字信號處理器發送的字符疊加使能指令，結合復合時鐘生成的復合字符類型選擇指令、復合字符疊加位置指令、復合場同步信號、復合行同步信號，控制像素外字符信息的疊加，并輸出到像素外字符疊加模塊(4)；

S4，像素外字符疊加模塊(4)接收像素內疊加時序整理模塊(2)輸出的時序整理后的圖像信號，同時接收復合控制信號生成模塊(3)輸出的復合字符類型選擇指令、復合字符疊加位置指令、復合場同步、復合行同步信號；通過控制信號完成字符庫的讀取、字符數據在原圖像時序空白處的疊加，以及將疊加后的同步圖像數據輸出；

S5，圖像輸出模塊(5)將復合控制信號生成模塊(3)輸出的圖像輸出信號與像素外字符疊加模塊(4)輸出的同步圖像數據進行時序對齊，并最終輸出完整的字符圖像復合時鐘、字符圖像復合同步、字符圖像復合消隱、字符圖像復合數據輸出信號，以及進行圖像顯示。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，在步驟S1中，字符信息采用FPGA的IP核ROM形式進行存儲，將字符的十六進制hex文件存儲進多個ROM，每一個字符分別對應一個hex文件及一個ROM核。

3.根據權利要求1所述的基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，在步驟S1中，數字信號處理器發送的字符疊加指令包括：字符類型選擇、字符疊加位置，并根據指令決定字符的調用。

4.根據權利要求1所述的基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，在步驟S1中，選取的ROM依據原始圖像時鐘、原始圖像幀信號，原始圖像行信號、原始圖像行計數、原始圖像列計數，生成讀ROM信號。

5.根據權利要求1所述的基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，在步驟S1中，像素內字符疊加模塊(1)根據信息處理平臺的數字信號處理器發送字符疊加位置指令，依據原始圖像時鐘、原始圖像幀信號、原始圖像行信號、原始圖像行計數、原始圖像列計數，在圖像的疊加位置生成IP核ROM的讀信號；以及根據信息處理平臺的數字信號處理器發送的字符類型選擇指令，調用字符庫IP核，并依據生成IP核ROM的讀信號將字符數據讀出。

6.根據權利要求1所述的基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，其特征在于，在步驟S2中，像素內疊加時序整理模塊(2)將輸出的圖像數據添加字符的位置，并將圖像數據內容替換成字符信息，根據字符庫數據信息將原始圖像數據相應位置的圖像數據疊加為黑或白，其余添加字符的位置，仍以原圖像數據輸出。