面向特種LCD圖像處理方法與FPGA實(shí)現(xiàn)研究資料說明

　　隨著數(shù)字化作戰(zhàn)模式的發(fā)展，在機(jī)載、艦載、裝甲車輛等軍用裝備中將越來越多地要求使用輕、薄和節(jié)能的液晶顯示器（LCD），因此，LCD在軍事領(lǐng)域?qū)⒂芯薮蟮膽?yīng)用前景。但是，軍用LCD在性能方面有一些特殊的要求，例如工作溫度范圍、對(duì)比度、夜視兼容和抗陽光等。而目前通用的商用LCD顯示控制板存在著工作溫度范圍窄（0℃～40“C）、亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)范圍過小的缺點(diǎn)。不適用于高低溫（-40℃～65℃）和特殊光照條件（過亮／過暗）的作戰(zhàn)環(huán)境。所以。幾乎全部軍用特種LCD都是由商用LCD“加固”而成。采用加熱加固的方法會(huì)使LCD的功耗增加、可靠性降低和體積變大，而且加固后的LCD功能單

　　一、系統(tǒng)兼容性差。

　　為此，本文研究特種LCD的圖像處理方法和FPGA實(shí)現(xiàn)方案，并研制出基于FPGA的若干實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，有效地解決目前存在的問題。本文主要研究內(nèi)容為：

　?。?）給出一種基于彩色空間變換的色彩調(diào)整方法，在YCrCb空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)亮度和色度分離，避免了RGB空間兩者同時(shí)變化造成偏色和失真的現(xiàn)象，并在FPGA內(nèi)采用流水線結(jié)構(gòu)改進(jìn)3階矩陣運(yùn)算的邏輯結(jié)構(gòu)，節(jié)省出213的邏輯資源，提高了模塊的蠼高運(yùn)行速度；提出一種基于圖像均值的直方圖擴(kuò)展對(duì)比度調(diào)整算法，它是以一幀圖像的灰度均值為中心進(jìn)行直方圖擴(kuò)展，具有灰度自適應(yīng)性，效果優(yōu)于現(xiàn)有的方法；采用摹于6點(diǎn)的LCD Gamma校正法．在Gamma曲線的每個(gè)小分段內(nèi)分別進(jìn)行擬合，提高彩色還原的準(zhǔn)確性，加快了校正速度，并在FPGA內(nèi)利用雙端12 RAM設(shè)計(jì)出具有可編程特性的LCD Gamma校正模塊。

　?。?）研究利用FPGA實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)縮放處理的方法．選擇能夠滿足特種LCD要求的雙線性插值法作為研究對(duì)象，實(shí)時(shí)計(jì)算插值系數(shù)dx和dy．并采用流水線結(jié)構(gòu)進(jìn)行插值計(jì)算，僅使用FPGA中的3個(gè)雙端口RAM來緩沖圖像數(shù)據(jù)，沒有外擴(kuò)大容量幀存儲(chǔ)器，降低了成本，提高特種LCD的系統(tǒng)兼容性。

　?。?）設(shè)計(jì)一種針對(duì)特種LCD更為簡捷、有效的隔行轉(zhuǎn)逐行掃描的實(shí)現(xiàn)方案，即利用圖像實(shí)時(shí)縮放的方法，把一場圖像縮放到LCD的分辨率，實(shí)現(xiàn)復(fù)合視頻圖像在LCD的“滿屏”顯示．改善現(xiàn)有特種LCD在顯示隔行掃描的復(fù)合視頻信號(hào)時(shí)，遇到圈像信息丟失或顯示效果不佳的問題。

　?。?）設(shè)計(jì)出一種基于字符和位圖的數(shù)字OSD控制核，合理使用分布式RAM和塊RAM兩種邏輯資源來存儲(chǔ)字符和位圖信息，OSD圖像由數(shù)字邏輯自動(dòng)合成t編程簡單靈活，使特種LCD的參數(shù)調(diào)整更加方便。

　?。?）研制成功基于FPGA的特種LCD顯示控制板，能顯示三種分辨率640×480，900X600。1024×768的圖像信號(hào)：支持寬范圍的亮度、對(duì)比度、顯示位置等參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整