[发明专利]基于FPGA的图像上叠加艺术字体的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种FPGA数字图像处理装置及方法，具体地说是一种在图像上叠加艺术字体的装置及方法。

背景技术

随着视频技术的发展，FPGA视频处理技术已经广泛应用于众多领域，如航空航天、安防监控和医疗器械等。目前使用FPGA作为主控芯片显示图像时，若需要叠加字符，如显示如期、摄像机名称、特定的标志等，通常采用专用的数字视频字符叠加芯片或者FPGA的OSD(On Screen Display)IP核。

使用上述两种方案，叠加的字符完全由所采用芯片或者IP核决定，受成本、应用场合的限制。一般只有10个阿拉伯数字、26个大小写英文字母及少量的特殊符号，存在着灵活性较差，显示效果生硬的问题，很难满足目前日益发展的数字视频图像中显示各种特殊字符特别是显示较复杂艺术字体的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以在以FPGA作为主控芯片把图像显示在屏幕上时，将艺术字体叠加在待显示的图像上的基于FPGA的图像上叠加艺术字体的装置。本发明的目的还在于提供一种基于FPGA的图像上叠加艺术字体的方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的基于FPGA的图像上叠加艺术字体的装置包括：艺术字转图像模块1、coe生成模块3、块RAM存储模块A4、计数器及控制模块5、块RAM存储模块B6、时钟模块7、叠加器8、并/串转换模块9和HDMI显示器10，

所述的艺术字转图像模块1，使用艺术字在线生成器，在输入字符、字体、大小、字色、背景颜色信息后，生成相应的图像；

待显示图像2的格式为JPEG，图像像素尺寸的大小根据所使用的FPGA芯片的存储空间合理调整，使得艺术字转图像模块1和待显示的图像2中存储的所有像素的24位RGB值所占用的存储空间不超过FPGA的块RAM存储空间；

所述的coe生成模块3，由MATLAB软件将艺术字转图像模块1和待显示图像2中的两幅图像分别读取出每个像素的24位RGB值并生成coe文件；

所述的块RAM存储模块A4存储艺术字转图像模块1中的图像对应的每个像素的24位RGB值；

所述的计数器及控制模块5，包含有行计数器和场计数器两计数器，两计数器对时钟模块7中生成的像素时钟循环计数，根据HDMI时序规范生成相应的时序信号；

所述的块RAM存储模块B6存储待显示图像2中的图像对应的每个像素的24位RGB值；

所述的时钟模块7由系统时钟生成像素时钟和串行时钟，其中像素时钟为块RAM存储模块A4、计数器及控制模块5、块RAM存储模块B6提供时钟频率，串行时钟为并/串转换模块9提供时钟频率，串行时钟为并/串转换模块9提供串行编码时的串行时钟；

所述的叠加器8，判断当前的显示坐标是否为块RAM存储模块A4和块RAM存储模块B6显示图像的叠加区域，若是显示图像的叠加区域，则判断当前坐标对应的块RAM存储模块A4中的数据为背景颜色的数据还是艺术字的颜色数据，若为背景颜色的数据，则叠加器8输出的数据为块RAM存储模块B6中相应的颜色数据，若不是背景颜色的数据，则叠加器8输出的数据为块RAM存储模块A4中相应的颜色数据；若当前显示坐标不在显示两帧图像的叠加区域而在块RAM存储模块B6中显示图像的区域，则叠加器8输出的数据为块RAM存储模块B6中相应的颜色数据；

所述的并/串转换模块9将叠加器8输出的并行RGB数据转化为符合HDMI时序规范的串行数据；

所述的HDMI显示器10是具有HDMI接口的液晶显示器，将并/串转换模块9中输出的数据显示为相应的图像。

本发明的基于FPGA的图像上叠加艺术字体的装置还可以包括：

1、艺术字转图像模块1生成的图像格式为JPEG，大小不能超过所述的待显示图像的大小，背景颜色设置为艺术字所使用的颜色之外任意一种颜色。

2、由行计数器和场计数器的计数值计算出当前时刻的显示坐标，根据坐标值计算出该像素在块RAM存储模块A4或块RAM存储模块B6中对应的地址。

本发明的基于FPGA的图像上叠加艺术字体的方法为：

第一步：将所需叠加在图像上的艺术字输入到艺术字在线生成器中，设置好字体、大小、字色、背景颜色后，将艺术字生成相应的图像；

第二步：使用MATLAB软件分别读取第一步中生成的图像和待显示图像2中每个像素的RGB信息并分别生成coe文件；