[发明专利]一种基于FPGA的平视视景系统中图像融合方法

说明书

本发明提出的一种基于FPGA的平视视景系统中图像融合方法，先对输入EVS图像进行预处理：按照HUD视场匹配原则确定缩放系数，进行EVS图像进行缩放操作；而后对缩放后的EVS图像按照“中心对齐，边缘补0”的原则进行坐标归一化；根据CPU通过总线传递至FPGA的直线方程系数，对坐标归一化后EVS图像进行HOUGH变换，完成EVS图像的预处理。再对从GPU输入的SVS图像进行乒乓缓存，用以解决图像叠加的同步问题。以输入的字符画面为基准，根据图像融合控制指令，完成字符画面、SVS画面、EVS画面的图像融合；融合的场景包括：纯字符画面、字符+EVS画面、字符+EVS+SVS画面；最后将融合后的图像按照VESA时序进行输出。本发明可以满足民航飞机在起飞、着陆、巡航等各个飞行阶段以及复杂气象条件下的态势感知的需求。

技术领域

本发明涉及图像显示处理领域,具体为一种基于FPGA的平视视景系统中图像融合的方法。

背景技术

平视视景系统(HVS)是由HUD、增强视景系统(EVS)、合成视景系统(SVS)综合而成的先进机载系统。国外研究和实践应用表明，该系统的应用能够显著提升飞行安全，提高飞机在低能见度下的起降能力。

HVS单幅图像融合了多个独立来源的关键信息，提高了系统完整性和可用性，图像容易理解，态势感知及时，减轻了驾驶员工作负荷，信息量全面，适应起飞、爬升、巡航、进近、着陆、滑跑、滑行等飞机运行阶段。在HVS的实现中，图像融合是一项十分重要的关键技术，SVS图像与EVS图像的融合效果直接影响着HVS显示效果，是决定HVS性能的最关键因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FPGA的平视视景系统中图像融合的方法，基本思路是：先对输入EVS图像进行预处理：按照HUD视场匹配原则确定缩放系数，进行EVS图像进行缩放操作；而后对缩放后的EVS图像按照“中心对齐，边缘补0”的原则进行坐标归一化；根据CPU通过总线传递至FPGA的直线方程系数，对坐标归一化后EVS图像进行HOUGH变换，完成EVS图像的预处理。再对从GPU输入的SVS图像进行乒乓缓存，用以解决图像叠加的同步问题。以输入的字符画面为基准，根据图像融合控制指令，完成字符画面、SVS画面、EVS画面的图像融合；融合的场景包括：纯字符画面、字符+EVS画面、字符+EVS+SVS画面；最后将融合后的图像按照VESA时序进行输出。

基于上述思路原理，本发明的技术方案为：

所述一种基于FPGA的平视视景系统中图像融合方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对输入的EVS图像进行预处理：

步骤1.1：根据EVS红外图像分辨率H1*W1，视场k1*j1，以及HUD视角k2*j2，分辨率H*W，确定EVS缩放系数为：

水平缩放系数：垂直缩放系数：

利用缩放系数对EVS图像进行缩放；

步骤1.2：对缩放后的EVS图像按照“中心对齐，边缘补0”的方式进行归一化：

a、若|H-H1*n|为偶数，则缩放后的EVS图像上边缘和下边缘补充“0”的行数为|H-H1*n|/2；若|H-H1*n|为奇数，则缩放后的EVS图像上边缘补“0”的行数为(|H-H1*n|+1)/2，下边缘补“0”的行数为(|H-H1*n|-1)/2；

b、若|W-W1*m|为偶数，则缩放后的EVS图像左边缘和右边缘补充“0”的列数为|W-W1*m|/2；若|W-W1*m|为奇数，则左边缘补“0”的列数为(|W-W1*m|+1)/2，右边缘补“0”的列数为(|W-W1*m|-1)/2；

步骤1.3：根据CPU传递至FPGA的直线方程系数c和d，对坐标归一化后的EVS图像进行HOUGH变换：