[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

本發明屬于圖像識別與處理技術領域，公開了基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息的方法、系統及應用。該方法包括：采用可編程陣列邏輯芯片結合數字信號處理器為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。本發明可實現每一幀圖像的實時字符信息動態疊加。字符庫采用單獨可生成的配置文件實現，可根據系統需求，隨時增加、減少添加字符的內容，最大化靈活管理資源空問及使用需求。現每一幀圖像的實時字符信息動態疊加。滿足紅外圖像顯示界面隨時關注目標信息的需求，提高圖像顯示及應用擴展的靈活性。

技術領域

本發明屬于圖像識別與處理技術領域，尤其涉及基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息的方法、系統及應用。

背景技術

基于紅外技術的圖像傳輸處理顯示系統，通常分為三種：一種是只輸出顯示紅外原始圖像，而沒有將每一幀圖像所到的目標信息顯示出來，此種圖像顯示傳輸方式無法滿足顯示界面隨時關注目標信息的需求，缺少圖像顯示擴展的靈活性，第二種是圖像可疊加字符，但是字符輸出有延遲，即輸出的圖像與字符信息無法實現按照每一幀圖像實時匹配，導致圖像疊加的字符信息不能準確反映實時圖像信息內容；第三種是可實現小面陣圖像的較少字符實時疊加，即采用全圖緩存、全字符存儲的大量資源占用的方式實現。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)現有技術圖像顯示傳輸方式無法滿足顯示界面隨時關注目標信息的需求，缺少圖像顯示擴展的靈活性。

(2)現有技術中，由于電路板上資源有限，以上的方式無法滿足圖像面陣較大、字符數量較多字符庫靈活配置、系統延遲較小的需求。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本發明公開實施例提供了基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息的方法、系統及應用，本發明適用于實時性要求較高的紅外系統，在大面陣的紅外圖像當中疊加系統要求的目標信息、十字光標信息等內容的字符疊加。

所述技術方案如下：該基于FPGA的紅外實時圖像疊加字符信息方法，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；

S3，復合控制信號生成模塊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；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；

S4，像素外字符疊加模塊接收像素內疊加時序整理模塊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，圖像輸出模塊將復合控制信號生成模塊輸出的圖像輸出信號與像素外字符疊加模塊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。