本發(fā)明屬于圖像處理，尤其涉及一種多功能圖像產(chǎn)生裝置及圖像產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
1、隨著圖像處理技術(shù)的高速發(fā)展，圖像目標(biāo)的跟蹤識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)載、車載以及艦載等工業(yè)領(lǐng)域，為了對(duì)圖像目標(biāo)跟蹤識(shí)別設(shè)備的性能進(jìn)行評(píng)估、檢測(cè)，通常需要輸入特定的視頻圖像。隨著工業(yè)設(shè)備的不斷完善升級(jí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多種不同制式圖像的目標(biāo)跟蹤處理設(shè)備對(duì)同一景物或者目標(biāo)進(jìn)行處理，在對(duì)該類設(shè)備進(jìn)行評(píng)估檢測(cè)時(shí)，需要同時(shí)輸入不同制式的相同目標(biāo)圖像，以對(duì)不同設(shè)備之間的性能參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，傳統(tǒng)的圖像產(chǎn)生裝置是模擬制式視頻的單一信號(hào)，無法實(shí)現(xiàn)上述功能。
2、在航天或者航空領(lǐng)域，探測(cè)器產(chǎn)生圖像后實(shí)時(shí)傳輸給圖像處理設(shè)備是一種很常見的應(yīng)用，圖像處理設(shè)備在搭載到飛機(jī)或者衛(wèi)星等載體之前，因?yàn)樘綔y(cè)器無法輸出應(yīng)用環(huán)境的圖像，所以圖像處理設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)使用性能是無法進(jìn)行驗(yàn)證，因此需要一種圖像產(chǎn)生裝置將過去保存的探測(cè)器現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻制作成特定制式圖像輸入給圖像處理設(shè)備，模擬真正使用過程中探測(cè)器的環(huán)境，以提高整個(gè)圖像處理系統(tǒng)的性能和可靠性。現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻通常存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中，而計(jì)算機(jī)中的pcie接口具有應(yīng)用廣泛、傳輸速率高、可靠性好的特點(diǎn)，但市場(chǎng)上并無應(yīng)用于pcie接口計(jì)算機(jī)的圖像產(chǎn)生裝置。
3、綜上所述，研制一款可靠性和準(zhǔn)確性較高而且功能完善的圖像產(chǎn)生裝置在圖像處理領(lǐng)域有著重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種多功能圖像產(chǎn)生裝置及方法，既可以通過pcie接口將計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的現(xiàn)有視頻圖像轉(zhuǎn)換生成不同制式圖像，又可以直接在單一灰度圖像背景下產(chǎn)生不同對(duì)比度尺寸或形狀的目標(biāo)，通過fpga與dsp進(jìn)行協(xié)同工作產(chǎn)生帶有特定目標(biāo)的不同制式圖像，并且可以以同步傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)換獲得不同制式圖像，便于不同設(shè)備之間的性能參數(shù)評(píng)估場(chǎng)景下的應(yīng)用。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本發(fā)明創(chuàng)造第一方面提供一種多功能圖像產(chǎn)生裝置，包括：fpga，以及與fpga連通的ddr、晶振和多個(gè)用于進(jìn)行不同制式圖像編碼的圖像編碼芯片；
4、其中，fpga用于獲取圖像數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)至ddr，根據(jù)地址分區(qū)實(shí)現(xiàn)多路圖像的存儲(chǔ)和讀??；
5、fpga根據(jù)晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行倍頻處理，生成不同制式圖像所需的像素時(shí)鐘信號(hào)，再通過像素時(shí)鐘信號(hào)生成不同制式圖像的行同步和幀同步信號(hào)，獲得不同制式圖像所需的時(shí)序；
6、fpga包括多個(gè)fifo，每個(gè)fifo用于不同制式圖像的數(shù)據(jù)傳輸，通過fifo從ddr對(duì)應(yīng)地址區(qū)中獲取不同制式圖像所需的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)的時(shí)序整合為不同制式圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)序，并以不同制式圖像時(shí)序分別傳輸至不同制式圖像對(duì)應(yīng)的圖像編碼芯片，圖像編碼芯片將圖像數(shù)據(jù)編碼為特定制式的圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)以同步傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)換獲得不同制式圖像。
7、優(yōu)選的，fpga與儲(chǔ)存有圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備通過pcie接口連通。
8、優(yōu)選的，fpga通過xdma方式接收傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)。
9、優(yōu)選的，編碼芯片至少包括cameralink視頻編碼芯片、pal視頻編碼芯片、sdi視頻編碼芯片中的一種。
10、優(yōu)選的，還包括光纖模塊，其用于將圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，fpga將圖像數(shù)據(jù)處理為遠(yuǎn)程傳輸所需的特定制式圖像，并將其轉(zhuǎn)換為高速差分信號(hào)傳輸至光纖模塊，通過光纖模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。
11、優(yōu)選的，還包括通信模塊和/或外接控制按鍵，用于控制圖像參數(shù)。
12、優(yōu)選的，還包括dsp，dsp用于生成目標(biāo)，并將目標(biāo)信號(hào)傳遞給fpga，fpga依據(jù)目標(biāo)信號(hào)疊加生成圖像數(shù)據(jù)，再通過fpga生成的圖像數(shù)據(jù)傳輸至不同圖像編碼芯片，轉(zhuǎn)換生成不同制式圖像。
13、優(yōu)選的，ddr根據(jù)地址劃分為多個(gè)區(qū)，并且多個(gè)區(qū)傳輸不同制式圖像對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，以及fpga的通信數(shù)據(jù)。
14、本發(fā)明創(chuàng)造第二方面提供一種圖像產(chǎn)生方法，利用多功能圖像產(chǎn)生裝置，將fpga與儲(chǔ)存有圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)通過pcie接口連通，圖像產(chǎn)生包括：
15、計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)通過pcie傳輸至fpga；
16、fpga將接收的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至ddr，并根據(jù)地址分區(qū)對(duì)多路圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；
17、fpga根據(jù)晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)生成不同制式圖像的時(shí)序；
18、fpga將ddr中的圖像數(shù)據(jù)按照特定制式的時(shí)序傳輸至對(duì)應(yīng)的圖像編碼芯片；
19、圖像編碼芯片將接收到的圖像數(shù)據(jù)編碼為特定制式的圖像信號(hào)并輸出。
20、本發(fā)明創(chuàng)造第三方面提供一種圖像產(chǎn)生方法，利用多功能圖像產(chǎn)生裝置，圖像產(chǎn)生包括：
21、fpga根據(jù)晶振提供的時(shí)鐘信號(hào)生成不同制式圖像的時(shí)序；
22、dsp生成目標(biāo)信號(hào)，目標(biāo)信號(hào)可為需跟蹤的目標(biāo)或噪聲，fpga根據(jù)目標(biāo)信號(hào)生成圖像數(shù)據(jù)；
23、fpga生成的圖像數(shù)據(jù)按照特定制式的時(shí)序傳輸至對(duì)應(yīng)的圖像編碼芯片；
24、圖像編碼芯片將接收到的圖像數(shù)據(jù)編碼為特定制式的圖像信號(hào)并輸出。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：
26、本發(fā)明將fpga、視頻編碼芯片、dsp、ddr等芯片相結(jié)合，產(chǎn)生特定的多路不同制式同步圖像，并且可以通過工業(yè)控制按鍵或者串口進(jìn)行控制，同時(shí)也可以脫離計(jì)算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)使用，產(chǎn)生特定大小和對(duì)比度的目標(biāo)圖像，提高了整個(gè)裝置使用的靈活性，有效的解決了探測(cè)器無法產(chǎn)生特定圖像的問題，產(chǎn)生的圖像可應(yīng)用于圖像目標(biāo)跟蹤識(shí)別裝置的檢測(cè)或?qū)⒂?jì)算機(jī)中的圖像通過光纖遠(yuǎn)程傳輸，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
27、本發(fā)明的裝置具有不同的圖像產(chǎn)生方式，極大提高了裝置的利用率和靈活性，一方面可以與計(jì)算機(jī)配合使用，通過pcie接口接收計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的現(xiàn)有視頻圖像數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為不同制式的圖像輸出，以滿足多種設(shè)備的輸入需求；另一方面也可以獨(dú)立運(yùn)行，通過fpga與dsp協(xié)同工作，直接在單一灰度圖像背景下產(chǎn)生不同對(duì)比度尺寸或形狀的目標(biāo)，實(shí)時(shí)生成帶有特定目標(biāo)的圖像，并輸出不同制式的圖像信號(hào)；本發(fā)明的裝置是用于探測(cè)器無法輸出應(yīng)用環(huán)境的圖像，需要將過去保存的探測(cè)器現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻制作成特定制式圖像輸入給圖像處理設(shè)備，模擬真正使用過程中探測(cè)器的環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，本發(fā)明的裝置能夠以同步傳輸?shù)姆绞酵瑫r(shí)輸出多路不同制式的圖像，確保不同設(shè)備在接收?qǐng)D像時(shí)的同步性，便于進(jìn)行性能參數(shù)的評(píng)估和比較，可用于對(duì)圖像目標(biāo)跟蹤設(shè)備的性能評(píng)估、檢測(cè)，以及需要模擬特定圖像輸出的場(chǎng)景，能夠有效提高設(shè)備測(cè)試的靈活性和準(zhǔn)確性。
28、本發(fā)明已在實(shí)際項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證，取得了較好的應(yīng)用效果，穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)了特定圖像的產(chǎn)生、傳輸以及圖像中的目標(biāo)控制等功能。
1.一種多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括：fpga，以及與所述fpga連通的ddr、晶振和多個(gè)用于進(jìn)行不同制式圖像編碼的圖像編碼芯片；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述fpga與儲(chǔ)存有圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備通過pcie接口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述fpga通過xdma方式接收傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述編碼芯片至少包括cameralink視頻編碼芯片、pal視頻編碼芯片、sdi視頻編碼芯片中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，還包括光纖模塊，其用于將圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，所述fpga將圖像數(shù)據(jù)處理為遠(yuǎn)程傳輸所需的特定制式圖像，并將其轉(zhuǎn)換為高速差分信號(hào)傳輸至所述光纖模塊，通過所述光纖模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，還包括通信模塊和/或外接控制按鍵，用于控制圖像參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，還包括dsp，所述dsp用于生成目標(biāo)，并將目標(biāo)信號(hào)傳遞給所述fpga，所述fpga依據(jù)目標(biāo)信號(hào)疊加生成圖像數(shù)據(jù)，再通過所述fpga生成的圖像數(shù)據(jù)傳輸至不同圖像編碼芯片，轉(zhuǎn)換生成不同制式圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述ddr根據(jù)地址劃分為多個(gè)區(qū)，并且多個(gè)區(qū)傳輸不同制式圖像對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，以及所述fpga的通信數(shù)據(jù)。
9.一種圖像產(chǎn)生方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，將fpga與儲(chǔ)存有圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)通過pcie接口連通，圖像產(chǎn)生包括：
10.一種圖像產(chǎn)生方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1、3至8中任意一項(xiàng)所述的多功能圖像產(chǎn)生裝置，圖像產(chǎn)生包括：