本文關(guān)鍵詞：機(jī)載平顯視頻字符處理算法研究及驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 機(jī)載顯示 VxWorks 去隔行算法 矢量字體 應(yīng)用接口 PCI-E設(shè)備驅(qū)動(dòng)

【摘要】：機(jī)載顯示系統(tǒng)作為飛行員與飛機(jī)飛行系統(tǒng)的人機(jī)接口,對(duì)于增強(qiáng)飛行員的飛行態(tài)勢(shì)感知起著舉足輕重的作用。本文在上一代平顯圖形字符生成及視頻處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,展開了更為深入的研究,針對(duì)視頻去隔行、字符精細(xì)化顯示及接口驅(qū)動(dòng)三個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)新的系統(tǒng)研制要求,確定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。在移植有VxWorks的CPU板卡上實(shí)現(xiàn)了上層應(yīng)用程序解析及PCI-E通信,在基于Kintex 7的GPU板卡上實(shí)現(xiàn)了圖形生成、字符繪制、視頻處理以及三者的疊加顯示。(2)研究與優(yōu)化了視頻去隔行算法。提出了一種基于運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)的場(chǎng)間去隔行算法,解決了上一代平顯圖形字符生成及視頻處理系統(tǒng)中使用行復(fù)制法出現(xiàn)的全屏抖動(dòng)現(xiàn)象與嚴(yán)重的鋸齒現(xiàn)象;提出了一種基于圖像幾何對(duì)偶特性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法,僅使用當(dāng)前場(chǎng)內(nèi)的信息完成隔行圖像的去隔行處理,有效提升了小角度邊緣方向的檢測(cè)與恢復(fù)性能。(3)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了基于TrueType的矢量字符顯示方案。首先在PC端移植FreeType字體引擎,讀取TrueType字體文件,待完成字形輪廓提取、字形旋轉(zhuǎn)與字符描邊等處理后生成系統(tǒng)字庫(kù)文件,并燒寫至GPU端;然后在CPU端根據(jù)字符繪制指令的解析結(jié)果實(shí)現(xiàn)字符偏移地址的生成;最后在GPU端,從系統(tǒng)字庫(kù)文件中讀取待繪制字符數(shù)據(jù),使用本文提出的字符與視頻背景融合算法完成兩者的疊加處理并輸出至顯示設(shè)備。(4)開發(fā)了應(yīng)用接口程序、PCI-E設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及系統(tǒng)測(cè)試程序。為方便上層應(yīng)用程序的開發(fā),設(shè)計(jì)了基于標(biāo)準(zhǔn)OpenGL的應(yīng)用接口程序;對(duì)于硬件加速的圖形繪制指令、視頻設(shè)置指令及特殊功能區(qū)域設(shè)置指令,系統(tǒng)自定義了相關(guān)指令接口供上層直接調(diào)用;開發(fā)了PCI-E設(shè)備驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了PIO及DMA傳輸;設(shè)計(jì)了系統(tǒng)測(cè)試程序,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的圖形、字符及視頻的整體功能測(cè)試驗(yàn)證。(5)通過(guò)CPU板卡與GPU板卡的聯(lián)合調(diào)試,驗(yàn)證了本文提出的視頻處理算法、字符顯示方案及接口驅(qū)動(dòng)程序符合平顯系統(tǒng)的各項(xiàng)功能需求及技術(shù)指標(biāo),有效保證了字符、視頻信息的穩(wěn)定、可靠、實(shí)時(shí)顯示。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)載顯示 VxWorks 去隔行算法 矢量字體 應(yīng)用接口 PCI-E設(shè)備驅(qū)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V243.6;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 縮略詞注釋表15-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 研究背景及意義16-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第二章 機(jī)載平顯圖形字符生成及視頻處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案21-26
• 2.1 引言21
• 2.2 系統(tǒng)功能分析21-22
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案22-23
• 2.4 系統(tǒng)軟件平臺(tái)23-24
• 2.4.1 VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)23
• 2.4.2 主機(jī)開發(fā)環(huán)境Tornado23-24
• 2.5 系統(tǒng)硬件平臺(tái)24-25
• 2.5.1 MPC5121e MCU簡(jiǎn)介24
• 2.5.2 Kintex 7 FPGA簡(jiǎn)介24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 機(jī)載視頻去隔行算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-47
• 3.1 引言26
• 3.2 去隔行概述26-27
• 3.2.1 視頻掃描機(jī)制26-27
• 3.2.2 去隔行概念27
• 3.3 傳統(tǒng)去隔行算法27-31
• 3.3.1 空域線性濾波算法27-28
• 3.3.2 時(shí)域線性濾波算法28-29
• 3.3.3 時(shí)空中值濾波算法29-30
• 3.3.4 仿真結(jié)果及分析30-31
• 3.4 改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行算法31-40
• 3.4.1 改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法32-34
• 3.4.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法34-35
• 3.4.3 改進(jìn)的DCDi算法35-36
• 3.4.4 仿真數(shù)據(jù)及分析36-40
• 3.5 基于幾何對(duì)偶特性的去隔行算法40-46
• 3.5.1 待檢測(cè)邊緣方向選取40-42
• 3.5.2 改進(jìn)的邊緣方向檢測(cè)算法42-43
• 3.5.3 基于Blackman-Harris窗的插值算法43-45
• 3.5.4 仿真數(shù)據(jù)與分析45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于TrueType的機(jī)載字符顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-64
• 4.1 引言47
• 4.2 字符總體設(shè)計(jì)方案47-48
• 4.3 字符生成及變換48-51
• 4.3.1 TrueType字體描述技術(shù)48-49
• 4.3.2 TrueType字體文件格式49-50
• 4.3.3 矢量點(diǎn)陣字符生成及字形旋轉(zhuǎn)變換50-51
• 4.4 字符強(qiáng)背景識(shí)別技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)51-54
• 4.4.1 傳統(tǒng)字符描邊算法51-52
• 4.4.2 矢量字體描邊算法設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.3 描邊及字符合并算法設(shè)計(jì)53-54
• 4.5 基于FreeType的字符實(shí)現(xiàn)54-55
• 4.6 字符存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)55-59
• 4.6.1 總體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-56
• 4.6.2 單字符存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56-58
• 4.6.3 字符文件尋址58-59
• 4.7 字符指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)59-60
• 4.7.1 上位機(jī)繪制接口59
• 4.7.2 IP核指令格式59-60
• 4.7.3 字符繪制指令流60
• 4.8 字符視頻疊加算法設(shè)計(jì)60-63
• 4.8.1 傳統(tǒng)字符與視頻背景疊加方法60-61
• 4.8.2 繪制通道劃分61
• 4.8.3 背景融合算法設(shè)計(jì)61-62
• 4.8.4 仿真結(jié)果及分析62-63
• 4.9 本章小結(jié)63-64
• 第五章 接口程序及PCI-E驅(qū)動(dòng)開發(fā)64-89
• 5.1 引言64
• 5.2 基于OpenGL的指令接口開發(fā)64-72
• 5.2.1 幾何圖元限定65-66
• 5.2.2 基本圖元屬性66
• 5.2.3 圖元幾何變換66-67
• 5.2.4 矩陣堆棧操作67-68
• 5.2.5 特殊功能開關(guān)68-69
• 5.2.6 圖元繪制指令69-72
• 5.3 自定義指令接口開發(fā)72-76
• 5.3.1 封裝化的圖形繪制指令72-74
• 5.3.2 視頻設(shè)置指令74-75
• 5.3.3 窗口與閉塞區(qū)設(shè)置指令75-76
• 5.4 PCI-E驅(qū)動(dòng)開發(fā)76-85
• 5.4.1 PCI-E設(shè)備初始化76-79
• 5.4.2 BAR空間設(shè)計(jì)79-80
• 5.4.3 PIO模式設(shè)計(jì)80
• 5.4.4 DMA模式設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)80-85
• 5.5 系統(tǒng)測(cè)試程序設(shè)計(jì)85-88
• 5.5.1 航向刻度帶設(shè)計(jì)85-86
• 5.5.2 指示空速刻度帶及高度刻度帶設(shè)計(jì)86-87
• 5.5.3 活動(dòng)刻度帶設(shè)計(jì)87-88
• 5.5.4 總體測(cè)試畫面設(shè)計(jì)88
• 5.6 本章小結(jié)88-89
• 第六章 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析89-95
• 6.1 引言89
• 6.2 去隔行顯示效果測(cè)試及分析89-91
• 6.3 字符顯示效果測(cè)試及分析91-93
• 6.4 標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面測(cè)試及實(shí)時(shí)性能分析93-94
• 6.5 本章小結(jié)94-95
• 第七章 結(jié)束語(yǔ)95-97
• 7.1 總結(jié)95
• 7.2 展望95-97
• 參考文獻(xiàn)97-100
• 致謝100-101
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：978650