[发明专利]基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统

说明书

本发明一种基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统，包含外部存储以及由FPGA实现的写瓦片块模块、读瓦片块模块、瓦片块旋转模块、视频帧缓存模块和视频时序重建模块，写瓦片块模块将视频帧划分成若干个瓦片块后写入外部存储；读瓦片块模块按照视频旋转后瓦片块的排列顺序将瓦片块从外部存储中读出存入RAM阵列中；瓦片块旋转模块从RAM阵列中读取瓦片块按照旋转方向进行旋转，旋转之后的视频数据通过视频帧缓存模块写入外部存储，视频时序重建模块将外部存储DDR中的旋转完成的视频帧读出，按照最终输出的时序进行时序重建后输出。本发明硬件资源消耗较小，实现视频的实时旋转，具有低延迟、低功耗、高可靠性、可重用性等优点。

技术领域

本发明属于航空视频图像处理领域，具体涉及一种基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统。

背景技术

在航空设计领域，视觉处理技术主要对各种视频图像(例如摄像头视频、雷达视频、红外视频、数字地图、GPU图形)进行视频图像处理，专门针对航空视频领域的处理技术细分为航空视频图像处理技术。

无论民用或军用飞机，通常都有一定数量的视觉传感器，诸如摄像头、雷达等传感器最终都会以视频的形式呈现在机舱显示器上供飞行员观看，而在实际应用场合中，一些视觉传感器由于安装角度、取景方式等原因，其获取的原始画面角度常常与实景存在+/-90°的角度差异，这就要求对原始画面进行旋转操作。目前采用的是外置SSRAM视频旋转方案，即在FPGA芯片外部挂载SSRAM存储芯片，作为视频帧缓存空间，依靠对SSRAM的读写访问实现旋转目的；缺点是额外硬件开销大，硬件成本高，功耗大，系统集成度较低。

发明内容

为解决上述视频旋转需求，本发明的发明目的在于提供一种基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统，采用块式操作技术，对原始视频画面进行实时旋转操作。本发明硬件资源消耗较小，实现视频的实时旋转，具有低延迟、低功耗、高可靠性、可重用性等技术优点。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统，包含外部存储DDR以及由FPGA实现的写瓦片块模块、读瓦片块模块、瓦片块旋转模块、视频帧缓存模块和视频时序重建模块，其中：

写瓦片块模块将视频帧划分成若干个瓦片块后写入外部存储DDR；

读瓦片块模块按照视频旋转后瓦片块的排列顺序将瓦片块从外部存储DDR中读出存入RAM阵列中；

瓦片块旋转模块从RAM阵列中读取瓦片块按照旋转方向进行旋转，旋转之后的视频数据通过视频帧缓存模块写入外部存储DDR，视频时序重建模块将外部存储DDR中的旋转完成的视频帧读出，按照最终输出的时序进行时序重建，并最终输出视频。

优选地，写瓦片块模块、读瓦片块模块之间采用双视频帧乒乓操作方式进行读写，读瓦片块模块与瓦片块旋转模块之间采用双瓦片块乒乓操作方式进行读写。

优选地，基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统还包含由FPGA实现的视频有效性检验模块，视频有效性检测模块对外部输入的视频进行分辨率实时检测，视频的分辨率若不符合规定，则视频不会进入写瓦片块模块，直到视频的分辨率通过检测，证实视频的有效性之后，视频会进入写瓦片块模块。

本发明采用DDR作为缓存器件，与传统的外置SSRAM视频旋转方案相比，不增加额外的硬件开销，降低了硬件成本，具有较小的功耗，同时提高了硬件的利用效率；从上述原理阐述可以看到，处理流程采用流水操作，原始视频输入到旋转视频输出的延时在1～2帧之间，处理延时相对较小；本发明技术方案全部采用VerilogHDL硬件描述语言实现，适用平台广泛，具有较强的可重用性和可移植性。

附图说明

图1为基于块式存储操作的航空显示任务旋转处理系统的结构示意图。