[发明专利]图像控制装置、数字场景产生器及图像控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电领域，尤其涉及一种用于光电成像系统模拟的数字场景产生器。

背景技术

数字场景产生器，由场景产生计算机和图像输出控制器组成。图像输出控制器是实现图像输出的核心部件，也是实现图像实时开窗的功能部件。图像输出控制器根据光电成像系统的数学模型，利用预先存储在计算机中的三维目标数据、背景数据以及指定的目标运动轨迹，由软件计算出红外图像序列，并经过硬件系统处理后产生输出信号，可用于光电成像系统的研制、定型、验收、生产、维护等各个阶段，提供与实际目标背景环境相同或相近的数据，为检验和评估光电成像系统中的信息处理系统和整个光电成像系统在实际背景环境中的工作效能提供一种有效的手段和设备。

如2005年《红外》六月刊，薛军等撰写的《高频帧数字场景产生器硬件系统的设计与实现》公开了一种数字场景产生器。类似的这种在光电成像系统中，大部分面积被背景占据，观察者感兴趣的目标往往只集中在小部分区域，因此可以理解为观察者需要看清楚的图像区域并不是整幅图像，只需要将目标的细节特性清晰显示，而对大面积背景图像的清晰度要求相对低得多。在这种情况下对整幅图像进行增强所有区域进行处理，将会造成处理时间的大大浪费。在硬件速度难以提高，软件算法不能再精简的情况下，需要节约处理时间，提高增强算法的实时性，减少不必要的计算资源的占用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于数字场景产生器的图像控制装置，包括主控模块，所述主控模块上设置有互相连接的开窗运算器和图像数据缓存器；包括用于连接数字场景产生计算机并接收图像数据的图像数据接收模块；用于连接数字场景产生计算机并将图像数据回采至数字场景产生计算机的图像数据采集模块；用于连接信息处理系统并输出图像数据的图像数据输出模块；所述图像数据接收模块、图像数据采集模块、图像数据输出模块与主控模块分别连接。

进一步的，所述开窗运算器包括图像源切换器、数据流控制器、开窗运算器、逻辑控制器和通信模块，所述图像数据缓存器接收来自图像接收模块的图像数据，并发送至图像源切换器，图像源切换器发送图像数据至数据流控制器，数据流控制器发送图像数据至开窗运算器，所述开窗运算器通过逻辑控制器以及通信模块发送处理后的图像数据至图像接口模块。

进一步的，所述开窗运算器由FPGA现场可编程门阵列构成。

进一步的，所述图像数据缓存器为FIFO高速缓存。

进一步的，所述图像数据接收模块包括第一USB控制器、第一数据流控制器、第一存储控制器、第一存储器，所述第一USB控制器数据流控制器用于接收来自数字场景产生计算机的图像数据并发送至第一数据流控制器，所述第一数据流控制器用于将图像数据发送至主控模块，所述第一存储控制器连接于所述第一数据流控制器与第一存储器之间。

进一步的，所述图像数据采集模块包括第二USB控制器、第二数据流控制器、第二存储控制器、第二存储器，所述第二数据流控制器用于接收来自主控模块的图像数据并发送至第二USB控制器，所述第二数据流控制器用于将图像数据发送至数字场景产生器，所述第二存储控制器连接于所述第二数据流控制器与第二存储器之间。

进一步的，所述图像数据输出模块包括通信控制器、图像时序控制器、收发器、存储控制器以及图像缓存器，所述通信控制器用于连接主控模块，图像时序控制器连接收发器和存储控制器，存储控制器连接图像缓存器，收发器连接图像时序控制器和输出数据至信息处理系统。

进一步的，所述收发器为LVDS接口。

本发明还提供了一种数字场景产生器，包括如上所述的数字场景产生器的图像控制装置，还包括一台数字场景产生计算机。

本发明还提供了一种用于数字场景产生器的图像控制方法，包括以下步骤：步骤1、将由场景产生计算机生成的数字图像数据通过图像数据接收模块发送至主控模块的图像数据存储器；步骤2、向接收模块接收控制发出指令，设置图像控制缓存器，配置图像时序控制器；步骤3、由图像时序控制器产生输出图像所需的时序，包括行场总像素数、有效宽度、同步宽度、前间宽度等；步骤4、向开窗运算器发出开窗指令，将图像输出的起始位置改变至整个窗口部分大小的一个位置，然后对图像数据进行窗口位置大小调节、增益调节、积分时间调节、加噪处理后，在曝光同步信号控制下按时序将处理后的图像数据发送给图像数据输出模块；步骤5、由图像数据输出模块将图像数据转换为相应的电平输出到信息处理系统。