[实用新型]基于FPGA的立体图像处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及立体显示技术领域，具体涉及一种基于FPGA的立体图像处理装置。

背景技术

传统的图像是一种二维信息载体，它只能表现出景物的内容而忽略了物体的远近位置等深度信息，因此是不完整的。立体显示技术能够真实地重现客观世界的景象，表现出场景的深度感、层次感和真实性，成为当前显示技术发展的重要方向。图像的立体显示方式一般为在图像产生端用左右两个摄像头模拟人的左、右两眼摄像，产生一对视差图像信号，之后先对该视差图像信号进行处理，编码成一列左一列右交替图像信号，也就是立体图像处理，最后在显示屏上交替显示，左右眼视线经加装在液晶屏前的光栅开关控制，使人的两眼分别看到一列左一列右交替的图像，从而获得立体感。

现有的立体图像处理方案多采用计算机总线式图像采集卡采集左右摄像头的图像，依赖计算机操作系统和立体显示相关处理软件的性能和稳定性，立体图像合成烦琐，并且制作成本比较高，不利于技术的推广应用。采用FPGA加相关解码芯片进行立体图像处理，可代替计算机进行立体图像处理，且灵活方便，能针对不同接口，分辨率的液晶屏进行显示，并且制作简单，成本低廉，已经成为立体显示技术的一个新的发展方向，具有广阔的市场应用前景。

实用新型内容

针对传统的采用计算机总线式图像采集卡采集左、右摄像头的图像，交给计算机进行立体图像处理的方式，存在的依赖计算机操作系统和立体显示相关处理软件的性能和稳定性，图像处理装置体积大，且立体图像合成烦琐，制作成本比较高，不利于技术的推广应用等问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的立体图像处理装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于FPGA的立体图像处理装置，包括有左、右两路摄像头和第一、二FPGA芯片，其特征在于：所述左、右两路摄像头分别通过视频解码芯片接入所述第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片的图像处理合成模块接入所述第二FPGA芯片的像素重排列模块，所述第二FPGA芯片的列绿像素对调模块通过接口模块外接装有液晶屏；所述的第一、二FPGA芯片分别外接有数个SRAM存储器。

所述的基于FPGA的立体图像处理装置，其特征在于：所述的视屏解码芯片为ADV7181B芯片。

本实用新型支持复合视频输入，左、右两路摄像头为复合视频输入，经第一FPGA芯片产生控制I²C总线配置后的的视频解码芯片处理后，在外部SRAM存储器的缓存配合下，同步进入第一FPGA芯片进行处理，处理后为一幅包含左、右两路输入的一左一右的图像数据，此图像数据再经过第二FPGA芯片，并在外部SRAM存储器的配合下，对图像数据进行重新排列，形成一列左路图像，一列右路图像，且相邻列绿色子像素对调的图像数据，第二FPGA芯片再根据外部液晶屏接口工作时序，经过接口模块，把图像数据发送给装有光栅控制的液晶屏，送入双眼后可看到立体图像，如果输入的是动态影像，还能够观察更加生动逼真的动态立体图像。

本实用新型的有益效果：

本实用新型是立体图像处理的一种新途径，对于动静态立体艺术品展示、医疗教学与显示、商业产品的展示与应用、体育休闲娱乐以及模拟训练等领域都有重要的意义，同时本实用新型结构简单，成本低，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种基于FPGA的立体图像处理装置，包括有左、右两路摄像头和FPGA芯片1、2，左、右两路摄像头分别通过视屏解码芯片接入FPGA芯片1，FPGA芯片1的图像处理合成模块接入FPGA芯片2的像素重排列模块，FPGA芯片2的列绿像素对调模块通过接口模块外接装有光栅控制的液晶屏；FPGA芯片1、2分别外接有数个SRAM存储器。

左、右两路摄像头采用PAL制，复合视频输出。

两块视频解码芯片采用ADV7181B，两块FPGA芯片分别选用Xilinx公司的Spartan系列的XC3S1000和XC3S400，在FPGA芯片1内部搭建微控制器及I2C控制模块，对ADV7181B内部I2C控制寄存器进行相关配置，使输入的左右两路复合视频经ADV7181B转换为数字YUV格式输出，在外部SRAM存储器的缓存配合下，由FPGA芯片1同时对两路YUV格式输出进行隔行转逐行及同步处理，并在FPGA芯片1内部对输入YUV格式数据转换为RGB格式，左右两路转换为RGB格式的数据，由在FPGA内部搭建的地址发生器，及内部RAM外部SRAM存储器的配合下，取左路数据的偶行，取右路数据的奇行，重新合成一幅包含左右两路数据的图像，此图像数据，送入FPGA芯片2中，在FPGA2中，对输入图像数据进行重新分割，在外部2个SRAM的配合下，把输入图像数据分割成众多小块，一小块包含4个像素，每块两个左路数据，两个右路数据，并把每块的偶行奇列的左路数据像素，和奇行偶列的右路数据像素对调，形成一列左路，一列右路交替图像，此交替图像在读取显示的过程中再通过FPAG芯片2内部两块RAM，每次处理两行，对相邻列绿色子像素进行对调，同时FPGA芯片2根据外部液晶屏接口工作时序，产生行场时序控制信号，通过外部接口模块把转换后的图像数据按照行场时序发送给装有光栅控制的外部液晶屏。