[发明专利]一种视频叠加算法的实现方法

摘要

本发明一种视频叠加算法的实现方法，属于视频图像处理技术领域，尤其适用于机载座舱显示器中需要实现前景字符图形与背景地图画面叠加的方法。本发明以FPGA为核心处理器，在FPGA片上利用其丰富的硬件逻辑资源实现视频叠加算法，保证了算法的实时性；同时在FPGA外部挂载2组RAM存储器用作视频图像帧存，保证了视频图像的连续和流畅。本发明可应用于机载座舱显示器中，相比于传统的视频叠加方法，本发明实现的视频叠加画面可彻底解决前景视频图像边缘由于反走样处理而导致的锯齿黑边，画面显示效果更为清晰、稳定。

主权项

1.一种视频叠加算法的实现方法，应用于机载座舱显示器中，其特征在于，所述方法采取以下步骤：1)前后景视频信号的时序统一；以FPGA为核心器件，外部配合两组同步静态随机存储器SSRAM，外部输入的两路前后景视频信号分别进入FPGA，FPGA内部逻辑将后景视频信号的RGB值存入两组SSRAM中，并用前景的视频信号时序将后景数据从SSRAM中读出，读出的后景RGB数据再回到FPGA中，从而实现了前后景视频信号时序的统一；2)前景视频信号图像逐个像素点的透明度系数估算；利用FPGA片上逻辑资源对前景视频画面逐个像素点计算其透明度系数，整个计算基于RGB颜色空间正方体模型进行，设前景当前像素点RGB值在正方体模型中的空间位置为P₀，记该像素点的空间坐标为P₀(R_P0,G_P0,B_P0)，连接原点O和该P₀点并进行延长，线段OP₀的延长线与正方体模型的平面相交于点P₁(R_P1,G_P1,B_P1)，则该前景像素点的透明度系数L如下式(1)计算可得；3)前后景视频信号画面的叠加；利用FPGA片上逻辑资源将时序统一后的前后景视频画面的RGB值按照计算得到的前景透明度系数L重新分配各自比例，获得新的混合色，该混合色即为叠加后画面的RGB值；设叠加后形成的混合色在RGB立方体模型中空间坐标为P_α(R_Pα,G_Pα,B_Pα)，原前景为P₀(R_P0,G_P0,B_P0)，后景为P_b(R_Pb,G_Pb,B_Pb),叠加混合色按下式(2)进行计算，P_α＝P₀+(1‑L)×P_b  (2)最终叠加画面的RGB值即为P_α(R_Pα,G_Pα,B_Pα)。