[发明专利]一种基于FPGA的图像字符叠加方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的图像字符叠加方法，包括：以图像的预设像素位置为起始点依次遍历单个字符区域的起始点；根据预设第一映射表，判断起始点所属字符区域是否需要叠加字符，根据预设第一映射表，获取字符区域需要叠加的字符内容；根据字符内容属性获取字符区域实际叠加的字符内容；根据实际叠加的字符内容查找第二映射表，获取叠加字符位图信息的内存地址数据；根据内存地址数据遍历读取叠加字符位图信息中的每个像素数据，并遍历写入到图像像素。本发明仅使用FPGA内部很少的资源，即可实现图像的实时高效的字符信息叠加，且叠加位置、叠加内容和叠加字符显示可以灵活适应字符叠加需求。

技术领域

本发明涉及及FPGA视频处理技术领域，具体涉及一种基于FPGA的图像字符叠加方法。

背景技术

随着视频技术的广泛应用，视频字符叠加技术也得到了空前发展。视频字符叠加是在视频图像的特定位置显示字符信息，提供辅助提示信息。

常规叠加字符信息的方法是使用软件实现，基于ARM或者CPU上进行，将一帧完整图像缓存到存取存储器空间再字符叠加，处理一幅图片需要花费数十毫秒的时间甚至更久，处理效率低，无法适用于更高帧率的视频字符叠加，且需要非常大的存取存储器空间资源缓存完整的图像；

对于常规叠加字符方法的改进，采用FPGA进行图像字符叠加，比如采用FPGA的寄存器存储器存储叠加的字符,每一个字符分配独立的寄存器存储器，导致占用大量的FPGA内存资源，且叠加位置、叠加内容以及叠加字符显示方法不能灵活适应不同叠加需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于FPGA的图像字符叠加方法，包括如下步骤：

(1)以图像的预设像素位置为起始点依次遍历单个字符区域的起始点；

(2)根据预设第一映射表，判断起始点所属字符区域是否需要叠加字符，若是，进入步骤(3)，否则继续遍历单个字符区域的起始点；

(3)根据预设第一映射表，获取字符区域需要叠加的字符内容；

(4)判断字符内容属性，根据字符内容属性获取字符区域实际叠加的字符内容；

(5)根据实际叠加的字符内容查找第二映射表，获取叠加字符位图信息的内存地址数据；

(6)根据内存地址数据遍历读取叠加字符位图信息中的每个像素数据，并遍历写入到图像像素。

作为上述方案的进一步优化，所述第一映射表中的数据以key-value形式存储，所述key域数据为在整个字符叠加区域中单个字符区域的起始点，所述value域数据为叠加字符内容或者为空。

作为上述方案的进一步优化，所述在整个字符叠加区域中每个字符区域的起始点，是以整个字符叠加区域的左上角(x₀,y₀)为参考点，起始点与参考点的相对坐标位置。

作为上述方案的进一步优化，还包括在步骤(1)之前建立用于存储叠加字符位图信息的字库，所述建立方法为：

根据预设单个字符位图的宽度确定FPGA内部的RAM的位宽，单个字符位图的一行数据存入RAM的一个地址中；

采用一个RAM存储一个字符位图或者拓展一个RAM的地址空间实现一个RAM存储多个字符位图；

采用第一预设位地址位对单个字符进行寻址编码，加上第二预设位地址位对单个字符的每一行数据寻址编码。

作为上述方案的进一步优化，所述第二映射表的key域数据为叠加字符内容，所述value域数据为单个叠加字符寻址编码的起始地址。

作为上述方案的进一步优化，所述第一预设位地址位的大小根据字库中存储的字符总数确定，所述第二预设位地址位的大小根据单个字符位图的数据行数确定。