一种基于FPGA的图像消旋器的制作方法

本发明涉及一种图像消旋器，特别是一种基于fpga的图像消旋器。

背景技术：

影像设备越来越普及，不但用于电影、电视的拍摄，甚至每个持有手机的人都可随时随地进行拍摄。拍摄过程中，成像设备持有者均是通过各种措施使摄像机工作过程中稳定，如影视拍摄中摄像机安装在滑轨上进行移动，或将摄像机安装在稳定平台上等等，以确保拍摄的影像不晃动，观赏时不疲劳。

随着数字信号处理能力提升和成像设备分辨率的提高，基于图像处理技术的武器装备也越来越多，坦克、舰船等使用高分辨路的成像设备，观察员通过屏幕观察外部情况。但是安装在坦克等装甲车或舰船上的成像装置会因为路面不平或波浪造成车体或舰体左右晃动，人长期盯着屏幕容易造成观察者视觉疲劳。

为解决上述问题，需要对图像进行消旋处理，消除因设备晃动造成的图像左右旋转问题。因使用环境和使用条件限制，需要对图像进行实时处理，但是普通的数字信号处理器很难做到实时性，因此，基于fpga的图像消旋器能够很好的解决图像处理耗时的问题，满足多种使用场合。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于fpga的图像消旋器，解决车载成像设备输出图像不断晃动造成的观看晕眩问题。

一种基于fpga的图像消旋器，包括：图像接收模块、指令接收模块、图像缓存模块、图像消旋处理模块、消旋后图像缓存模块和图像输出模块；

图像接收模块输出端与图像缓存模块输入端连接；指令接收模块输出端与图像消旋处理模块输入端连接；图像缓存模块输出端与图像消旋处理模块输入端连接；图像消旋处理模块输出端与消旋后图像缓存模块输入端连接；消旋后图像缓存模块输出端与图像输出模块输入端连接；

图像接收模块的功能为：实现图像消旋器与车载摄像机的数字成像设备图像输出总线连接，接收数字成像设备输出的图像数据，并将接收的图像数据发送给图像缓存模块。

指令接收模块的功能为：实现图像消旋器与车载惯组的输出成像设备姿态信息的设备输出接口连接，接收成像设备姿态信息，计算出图像成像时的旋转角度，并将角度信息输出给图像消旋处理模块。

图像缓存模块的功能为：接收图像接收模块输出的图像数据，并将图像数据写入到数据缓存区进行存储，并在图像消旋处理模块进行消旋处理时将图像数据取出并输出给图像消旋处理模块。

图像消旋处理模块的功能为：接收指令接收模块输出的图像角度信息和图像缓存模块输出的图像数据，根据角度信息和图像数据计算出消旋后图像位置和图像像素灰度值，并将位置信息和图像灰度信息发送给消旋后图像缓存模块进行图像缓存。

消旋后图像缓存模块的功能为：接收图像消旋处理模块输出的图像像素位置信息和灰度信息，将图像数据，待整幅图像处理完毕后，将图像数据发送给图像输出模块。

图像输出模块的功能为：将消旋后图像缓存模块输出的图像数据通过图像数据总线输出，完成图像消旋输出。

图像接收模块将图像数据输出给图像缓存模块；指令接收模块将图像成像时的角度信息输出给图像消旋处理模块4；图像缓存模块将缓存的图像数据发送给图像消旋处理模块；图像消旋模块将消旋处理后的图像数据发送给消旋后图像缓存模块；消旋后图像缓存模块将处理后的图像数据发送给图像输出模块完成图像消旋处理。

本发明充分考虑了图像分辨率高，数据量大，成像周期短，处理实时性等特点，在满足图像处理实时性的前提下，解决了图像旋转造成的视觉疲劳问题。

附图说明

图1一种基于fpga的图像消旋器组成示意图。

1.图像接收模块2.指令接收模块3.图像缓存模块4.图像消旋处理模块5.原始数据发送模块6.压缩数据接收模块

具体实施方式

一种基于fpga的图像消旋器，包括：图像接收模块1、指令接收模块2、图像缓存模块3、图像消旋处理模块4、消旋后图像缓存模块5和图像输出模块6；

图像接收模块1输出端与图像缓存模块3输入端连接；指令接收模块2输出端与图像消旋处理模块4输入端连接；图像缓存模块3输出端与图像消旋处理模块输入端连接；图像消旋处理模块4输出端与消旋后图像缓存模块5输入端连接；消旋后图像缓存模块5输出端与图像输出模块6输入端连接；

图像接收模块1的功能为：实现图像消旋器与车载摄像机的数字成像设备图像输出总线连接，接收数字成像设备输出的图像数据，并将接收的图像数据发送给图像缓存模块3。

指令接收模块2的功能为：实现图像消旋器与车载惯组的输出成像设备姿态信息的设备输出接口连接，接收成像设备姿态信息，计算出图像成像时的旋转角度，并将角度信息输出给图像消旋处理模块4。

图像缓存模块3的功能为：接收图像接收模块1输出的图像数据，并将图像数据写入到数据缓存区进行存储，并在图像消旋处理模块4进行消旋处理时将图像数据取出并输出给图像消旋处理模块4。

图像消旋处理模块4的功能为：接收指令接收模块2输出的图像角度信息和图像缓存模块3输出的图像数据，根据角度信息和图像数据计算出消旋后图像位置和图像像素灰度值，并将位置信息和图像灰度信息发送给消旋后图像缓存模块5进行图像缓存。

消旋后图像缓存模块5的功能为：接收图像消旋处理模块输出的图像像素位置信息和灰度信息，将图像数据，待整幅图像处理完毕后，将图像数据发送给图像输出模块6。

图像输出模块6的功能为：将消旋后图像缓存模块5输出的图像数据通过图像数据总线输出，完成图像消旋输出。

图像接收模块1将图像数据输出给图像缓存模块3；指令接收模块2将图像成像时的角度信息输出给图像消旋处理模块4；图像缓存模块3将缓存的图像数据发送给图像消旋处理模块4；图像消旋模块4将消旋处理后的图像数据发送给消旋后图像缓存模块5；消旋后图像缓存模块5将处理后的图像数据发送给图像输出模块6完成图像消旋处理。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于FPGA的图像消旋器，包括：图像接收模块(1)、图像缓存模块(3)、指令接收模块(3)、图像消旋处理模块(4)、图像输出模块(5)。图像接收模块(1)与探测器通讯实现图像数据接收，图像缓存模块(2)用于缓存接收的图像数据，指令接收模块(3)接收惯组设备输出的姿态信息，计算出成像时探测器的摆动角度，图像消旋处理模块(4)根据角度信息以及图像数据进行消旋处理，图像输出模块(5)将图像消旋处理的结果形成图像并输出。本发明用于解决影像画面连续摆动造成的观赏晕眩问题。

技术研发人员：田野;李龙华;孙明熙;陈磊;王一平
受保护的技术使用者：北京控制与电子技术研究所
技术研发日：2019.06.18
技术公布日：2019.08.23