全景圖像實(shí)時(shí)展開在FPGA上的實(shí)現(xiàn)
M4K存儲(chǔ)器讀地址
M4K存儲(chǔ)器的讀操作完成了全景圖像的展開。本系統(tǒng)采用極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)全景圖像展開。如圖6所示,全景圖像中的點(diǎn)P(x,y)在矩形圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為P’(x’,y’),則x’,y’與x,y的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)為:
???
其中xΔ為橫坐標(biāo)方向角度步長,yΔ為縱坐標(biāo)方向上的半徑步長,分別由以下參數(shù)確定:
之前對(duì)不同象限圖像的翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)操作已經(jīng)簡化了M4K中數(shù)據(jù)的讀取,所以只需要0~90°的正余弦查找表,查找表長度為640。在VGA顯示器上的第M行第N個(gè)像素,其對(duì)應(yīng)像素值在M4K存儲(chǔ)器中的地址按如下規(guī)則進(jìn)行計(jì)算:
其中sin_table(N)和cos_table(N)為正余弦查找表中第N列對(duì)應(yīng)的正余弦值。
VGA控制模塊
VGA控制模塊根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘生成行同步信號(hào)和場同步信號(hào),同時(shí)接收前端模塊生成的RGB像素信號(hào),并參照VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VGA顯示進(jìn)行控制。本系統(tǒng)采用640×480的顯示分辨率,幀速為64.4fps。
系統(tǒng)性能
本系統(tǒng)每一幀畫面分辨率為640×480,像素時(shí)鐘為27MHz,在不考慮實(shí)時(shí)顯示而只考慮存儲(chǔ)的條件下,一秒鐘內(nèi)可存儲(chǔ)87.89幀圖像。另外,如果忽視人眼觀察習(xí)慣,一次性展開整幅圖像,幀速將降低為原來的四分之一,即21.97fps,展開圖像分辨率提高到2560×480。
總結(jié)
本文以Terasic公司的DE2-70開發(fā)板為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)反射式全景攝像機(jī)采集的全景視頻流的實(shí)時(shí)展開,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰,具有較高的穩(wěn)定性和可操作性。系統(tǒng)時(shí)鐘為27MHz,顯示分辨率為640×480,幀速達(dá)到64.4fps,達(dá)到了實(shí)時(shí)性的要求。
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評(píng)論