一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法，该方法可以基于现有的显示控制系统界面发生子系统，在现有显示控制系统界面发生子系统存在一定借口不兼容的情况下，快速配置和搭建显示控制系统的试验验证平台。该方法能够实时的进行显示控制系统的参数调节，如界面颜色、位置、大小等，能够方便的实现界面的叠加效果，以及其他特效，如高亮显示等，此外，采用的分布式处理方式将系统的运算量进行了合理分配，使得系统能够实时流畅的运行。因此，该方法能够有效地提高显示控制系统的开发效率。
【专利说明】一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种航空显示控制系统领域的一种方法，具体是一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法。
【背景技术】
[0002]飞机驾驶舱显示控制系统实际在系统中与人进行交互的重要系统，在其研制过程中需要考虑诸多因素的影响，因此须对所涉及的显示控制系统进行模拟仿真、评估、测试。在研发过程中仿真、评估、测试显示控制系统的系统界面的总体方案或某些细节如，颜色、大小等，需要快速的基于现有的显示控制模块搭建起满足需求的显示控制系统。直接基于已有的显示控制模块进行搭建往往需要对已有的模块进行一定的修改，如显示大小、位置、颜色等。但是，以往的显示控制系统仿真、评估、测试的过程中若想实现实时动态的对颜色、大小等进行调节是比较困难的，只能够在调节完各个模块后，重组系统进行仿真、评估、测试，发现问题后，再次进行模块调节、系统重组，再次测试和修改。这种模式极大地降低了研发的效率，增加了研发周期。
[0003]此外，经常需要对多个界面进行叠加或进行合成，如将地图与导航信息进行实时叠加。虽然许多界面设计工具，提供了一定的接口可以实现，但是，这需要带叠加的界面发生程序(如地图发生程序等)使用这些接口才可以实现。一旦界面需求发生变化，就要求待叠加的界面发生程序也要进行相应的改变，而这些界面发生程序往往由下游供应商提供，于是这就牵扯到了与下游厂商的协调，因此，这会进一步降低系统开发效率。
【发明内容】
[0004]对上述现有技术问题，本发明的发明目的在于提供一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法，该方法通过将显示控制系统界面发生子系统的图像进行采集，然后将采集后的显示控制系统界面发生子系统图像按需要进行处理，然后进行综合和显示。该方法采用分布式的方式进行显示控制系统界面发生子系统图像的采集，对显示控制系统界面发生子系统图像的处理可以按需进行实时控制。
[0005]本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一，图像采集系统采集显示控制系统界面发生子系统输出的画面，并根据要求对画面进行相应的处理；
[0008]步骤二，图像采集系统将步骤一中处理的各个画面经压缩后通过网络进行发送；
[0009]步骤三，图像综合系统接受步骤二中发送来的各个画面，对画面进行解压缩，然后对图像进行综合处理，最后将综合后的画面输出给显示系统进行显示。
[0010]优选地，所述图像采集系统根据其运算能力采集一个或多个显示控制系统界面发生子系统输出的画面，根据显示控制系统界面发生子系统输出画面的分辨率、帧率和图像采集子系统的处理能力来具体决定图像采集子系统的个数。[0011]依据上述特征，所述的显示控制系统界面发生子系统输出的画面包括电子飞行仪表系统输出的画面、发动机和机组告警系统画面、地图地形系统输出的画面。所述电子飞行仪表系统输出的画面包含天地球的画面、高度表的画面。
[0012]依据上述特征，所述步骤一中图像采集系统采用操作系统提供的接口函数进行采集或者使用图像采集卡直接从画面的输出端进行采集。
[0013]依据上述特征，步骤三中所述的对图像进行综合处理具体为按照最终显示的需求将接收到的图像进行位置上的相应排列、旋转、大小调整、两幅或多幅图像叠加、色彩变换、图像增强、锐化、平滑等操作。
[0014]优选地，所述图像综合系统的个数根据具体综合输出显示系统的数目由系统实现中所使用的计算机运算能力来确定。
[0015]本发明的积极效果在于:可以基于现有的显示控制系统界面发生子系统，在现有显示控制系统界面发生子系统子系统存在一定接口不兼容的情况下，快速配置和搭建显示控制系统的试验验证平台。能够实时的进行显示控制系统的参数调节，如界面颜色、位置、大小等，能够方便的实现界面的叠加效果，以及其他特效，如高亮显示等。此外，采用的分布式处理方式将系统的运算量进行了合理分配，使的系统能够实时流畅的运行。因此，该方法能够有效地提高显示控制系统的开发效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明一种用于模拟飞机显示控制系统界面的图像合成方法原理图【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1给出本发明较佳的实施例，用以详细说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于下属的实施例。本发明是通过一下技术方案实现的，包括如下步骤:
[0018]步骤一，图像采集系统采集显示控制系统界面发生子系统输出的画面，并根据要求对画面进行相应的处理。
[0019]所述的各个显示控制系统界面发生子系统的输出画面可以包括电子飞行仪表系统输出的画面；发动机和机组告警系统画面；地图地形系统输出的画面等，或者还可以将以上系统的画面进行进一步细分，如将电子飞行仪表系统进一步细分为天地球的画面、高度表的画面等，对这些细分后的画面分别进行采集。
[0020]对这些画面的采集可以通过使用操作系统提供的接口进行采集，例如微软windows (视窗)操作系统提供的用于抓取桌面指定位置和指定大小画面的接口函数,Linux系统下的Hib库函数同样提供了类似的函数。
[0021]也可以采用图像采集卡直接从画面的输出端进行采集。上述系统的画面一般会输出到 VGA (video graphics array)、DVI (digital visual interface)等接口，使用专用的图像采集卡可以从这些VGA、DVI等接口直接将图像进行采集。
[0022]对所采集的画面进行相应的处理可以包括对所采集的画面的尺寸的调节，即图像缩放；对局部或整体颜色进行调节；对图像进行裁剪；对图像进行位置调整如旋转灯；或向画面添加一些符号标志、线条、边框等；还可以对画面进行对比度调整进行图像增强、伪彩色添加等图像处理的操作。
[0023]如图1所示，显示控制系统的各个界面发生子系统用来生成所需的显示界面，但是这些子系统所生成的界面可能是需要修改和调节的。图像采集子系统对每个界面发生子系统输出的画面进行采集，对这些画面的采集可以通过使用操作系统提供的接口进行采集，也可以采用图像采集卡直接从画面的输出端进行采集。每个图像采集子系统可以根据其运算能力采集一个或多个子系统输出的画面，根据子系统输出画面的分辨率、帧率和采集系统的处理能力来具体决定图像采集系统的个数。图1所示为每个界面生成子系统对应一个图像采集子系统的情况。在采集图像的同时对图像进行所需要的调节，这些调节可以包括:画面的尺寸的调节，即图像缩放；对局部或整体颜色进行调节；对图像进行裁剪；对图像进行位置调整如旋转灯；或向画面添加一些符号标志、线条、边框等；还可以对画面进行对比度调整进行图像增强、伪彩色添加等图像处理的操作。
[0024]步骤二，将步骤一中处理的各个画面经过压缩后通过网络进行发送。
[0025]步骤一中处理后的各个画面若直接通过网络进行发送，由于画面众多可能造成网络的拥堵，因此需要在发送前对画面进行压缩，例如，可以采用JPEG (joint photographicexperts group)压缩格式(适用于压缩地形图像)或 GIF (graphics interchange format)压缩格式(适合用于压缩仪表界面等)。在图像压缩后采用适当的网络协议，如TCP/IP协议将压缩后的图像发送给步骤三中的图像综合计算机。
[0026]如图1所示是步骤一中处理后的各个画面的压缩和发送是与图像采集系统集成在一起的情况，若步骤一中的采集和画面处理运算量较高的话可以采用将压缩发送系统使用单独的计算机系统来实现，以减轻系统的负担。
[0027]步骤三，图像综合系统接收步骤二中发送来的各个画面，对画面进行解压缩，然后按照需求对接受的图像进行综合，最后将综合后的画面进行显示。
[0028]该步骤接收发送来的压缩图像，对图像进行解压缩，对图像解压缩是为了对图像进行处理，因为压缩编码的图像是难以进行图像处理的。
[0029]所述对接受的图像进行综合是按照最终显示的需求将接收到的图像进行注入位置上的相应排列，大小调整，将多幅图像叠加等操作等。在综合后将图像拼接为大图并输出到屏幕进行显示。
[0030]如图1所示，步骤二中发送来的经过修改处理和压缩过的各个图像采集子系统的画面被解压和综合后输出到屏幕进行显示。由于显示控制系统通常有多个显示器构成，因此综合和显示可能需要多台计算机来实现，具体综合输出显示系统的数目由系统实现中所使用的计算机运算能力来确定。图1所示的情况为综合、显示系统仅有一个的情况。
【权利要求】
1.一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，包括如下步骤: 步骤一，图像采集系统采集显示控制系统界面发生子系统输出的画面，并根据要求对画面进行相应的处理； 步骤二，图像采集系统将步骤一中处理的各个画面经压缩后通过网络进行发送； 步骤三，图像综合系统接受步骤二中发送来的各个画面，对画面进行解压缩，然后对图像进行综合处理，最后将综合后的画面输出给显示系统进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于所述图像采集系统根据其运算能力采集一个或多个显示控制系统界面发生子系统输出的画面，根据显示控制系统界面发生子系统输出画面的分辨率、帧率和图像采集子系统的处理能力来具体决定图像采集子系统的个数。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于，所述的显示控制系统界面发生子系统输出的画面包括电子飞行仪表系统输出的画面、发动机和机组告警系统画面、地图地形系统输出的画面。
4.根据权利要求3所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于所述电子飞行仪表系统输出的画面包含天地球的画面、高度表的画面。
5.根据权利要求1所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于，所述步骤一中图像采集系统采用操作系统提供的接口函数进行采集或者使用图像采集卡直接从画面的输出端进行采集。
6.根据权利要求1所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于，步骤三中所述的对图像进行综合处理具体为按照最终显示的需求将接收到的图像进行位置上的相应排列、旋转、大小调整、两幅或多幅图像叠加、色彩变换、图像增强、锐化、平滑等操作。
7.根据权利要求1所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于所述图像综合系统的个数根据具体综合输出显示系统的数目由系统实现中所使用的计算机运算能力来确定。
8.根据权利要求1所述的一种用于模拟飞机显示控制系统的图像合成方法，其特征在于所述步骤二中压缩可根据不同的图像选择不同的压缩格式，其中压缩地形图像可以采用JPEG压缩格式，压缩仪表界面图像采用GIF压缩格式。
【文档编号】H04N7/18GK103618880SQ201310652546
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】翟鸣, 傅山, 顾海波, 仲照华 申请人:中国航空无线电电子研究所