本實(shí)用新型涉及到圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)載圖像處理裝置。

背景技術(shù)：

目前，機(jī)載圖像處理主要是接收多種格式的外部圖片信號(hào)，采用融合、疊加以及特殊圖像處理算法，生成飛行員能夠在特定的飛行時(shí)段認(rèn)讀和處理更為直觀清晰的顯示信息。現(xiàn)在機(jī)載圖像處理廣泛采用FPGA架構(gòu)和DSP架構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的圖像處理算法，其中FPGA為Field－Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列；DSP為Digital Signal Processing，即數(shù)字信號(hào)處理。采用FPGA處理平臺(tái)，雖然在帶寬、處理速度、實(shí)時(shí)性、與靈活性與擴(kuò)展性具有優(yōu)勢(shì)，但是FPGA圖像算法開(kāi)發(fā)難度大，設(shè)計(jì)邏輯資源有限，開(kāi)發(fā)成本與周期長(zhǎng)。而采用DSP處理平臺(tái)，雖然在復(fù)雜算法任務(wù)上有優(yōu)勢(shì)，但是處理速度有限，帶寬以及實(shí)時(shí)性差，圖像延遲時(shí)間長(zhǎng)，幀率低等缺點(diǎn)。然而現(xiàn)在廣泛采用的FPGA+DSP的組合平臺(tái)雖然在一定程度上綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，但是其在開(kāi)發(fā)周期以及硬件成本與功耗上難以控制。

因此如何能夠提供一種低成本、低功耗、短開(kāi)發(fā)周期、實(shí)時(shí)性效果好、兼容多輸入圖像并行處理的機(jī)載圖像處理裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種低成本、低功耗、短開(kāi)發(fā)周期、實(shí)時(shí)性效果好、兼容多輸入圖片并行處理的機(jī)載圖像處理裝置。

本實(shí)用新型提供的機(jī)載圖像處理裝置，包括CPCI插頭、模擬圖像預(yù)處理單元、數(shù)字圖像預(yù)處理單元、圖像FPGA預(yù)處理單元、嵌入式圖像處理IC和圖像輸出顯示單元，其中：CPCI插頭與模擬圖像預(yù)處理單元和數(shù)字圖像預(yù)處理單元相連接，模擬圖像預(yù)處理單元和數(shù)字圖像預(yù)處理單元與圖像FPGA預(yù)處理單元相連接、圖像FPGA預(yù)處理單元與嵌入式圖像處理IC相連接，圖像輸出顯示單元與嵌入式圖像處理IC和CPCI插頭相連接。

優(yōu)選地，所述CPCI插頭為多路圖像輸入輸出接口，其中：作為輸入接口可接收兩路獨(dú)立的PAL和VGA模擬圖像輸入以及兩路獨(dú)立的DVI和HDMI數(shù)字圖像輸入；作為輸出接口可獨(dú)立輸出VGA模擬接口信號(hào)和DVI數(shù)字接口信號(hào)。

優(yōu)選地，所述模擬圖像預(yù)處理單元采用一片模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)PAL和VGA模擬圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像流。

優(yōu)選地，所述數(shù)字圖像預(yù)處理單元采用兩片解碼芯片分別將DVI和HDMI數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像流。

優(yōu)選地，所述嵌入式圖像處理IC包括圖像采集驅(qū)動(dòng)單元、圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元和圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元，圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元均與圖像采集驅(qū)動(dòng)單元和圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元相連接。

優(yōu)選地，所述圖像輸出顯示單元包括高速數(shù)據(jù)切換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和DVI編碼芯片，高速數(shù)據(jù)切換器在VGA或者DVI輸出通道中切換，切換到VGA輸出通道時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將嵌入式圖像處理IC輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為VGA模擬接口信號(hào)發(fā)送給CPCI插頭；DVI輸出通道，DVI編碼芯片將嵌入式圖像處理IC輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)DVI數(shù)字接口信號(hào)發(fā)送給CPCI插頭。

該裝置是一種低成本、低功耗、短開(kāi)發(fā)周期、實(shí)時(shí)性效果好、兼容多輸入圖像并行處理的機(jī)載圖像處理的裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能實(shí)現(xiàn)機(jī)載抗惡劣環(huán)境的需求，能夠?qū)Χ嗦穲D像包括模擬與數(shù)字圖片進(jìn)行處理。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種機(jī)載圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，圖1本實(shí)用新型提供的一種機(jī)載圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

本實(shí)用新型提供的機(jī)載圖像處理裝置，包括CPCI插頭1、模擬圖像預(yù)處理單元2、數(shù)字圖像預(yù)處理單元3、圖像FPGA預(yù)處理單元4、嵌入式圖像處理IC5和圖像輸出顯示單元6。其中CPCI為Compact Peripheral Component Interconnect，即緊湊型PCI；IC為Integrated Circuit，集成電路。

CPCI插頭1與模擬圖像預(yù)處理單元2和數(shù)字圖像預(yù)處理單元3相連接，模擬圖像預(yù)處理單元2和數(shù)字圖像預(yù)處理單元3與圖像FPGA預(yù)處理單元4相連接、圖像FPGA預(yù)處理單元4與嵌入式圖像處理IC5相連接，圖像輸出顯示單元6與嵌入式圖像處理IC5和CPCI插頭1相連接。

CPCI插頭1作為多路圖像輸入的接口，將其中的接收的模擬圖像連接至模擬圖像預(yù)處理單元2、數(shù)字圖像連接至數(shù)字圖像預(yù)處理單元3，經(jīng)過(guò)模擬圖像預(yù)處理單元2和數(shù)字圖像預(yù)處理單元3處理后的數(shù)字圖像流經(jīng)過(guò)圖像FPGA預(yù)處理單元4，形成特定幀格式的并行數(shù)據(jù)流進(jìn)入嵌入式圖像處理IC5進(jìn)行圖像的算法處理，然后通過(guò)圖像輸出顯示單元6進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換或者標(biāo)準(zhǔn)化圖像顯示接口處理，最后通過(guò)CPCI插頭1輸出至底板。

該裝置是一種低成本、低功耗、短開(kāi)發(fā)周期、實(shí)時(shí)性效果好、兼容多輸入圖像并行處理的機(jī)載圖像處理的裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能實(shí)現(xiàn)機(jī)載抗惡劣環(huán)境的需求，能夠?qū)Χ嗦穲D像包括模擬與數(shù)字圖片進(jìn)行處理。

所述CPCI插頭1為多路圖像輸入輸出接口，其中：作為輸入接口可接收兩路獨(dú)立的PAL和VGA模擬圖像輸入以及兩路獨(dú)立的DVI和HDMI數(shù)字圖像輸入；作為輸出接口可獨(dú)立輸出VGA模擬接口信號(hào)和DVI數(shù)字接口信號(hào)，其中PAL為Phase Alteration Line，即逐行倒相；VGA為Video Graphics Array，即圖片圖形陣列；DVI為Digital Visual Interface，即數(shù)字圖片接口；HDMI為High Definition Multimedia Interface，即高清晰度多媒體接口。

模擬圖像預(yù)處理單元2采用一片模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)PAL和VGA模擬圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像流，并將數(shù)字化的并行圖像流數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA預(yù)處理單元4。

數(shù)字圖像預(yù)處理單元3采用兩片解碼芯片分別將DVI和HDMI數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像流，并將數(shù)字化的并行圖像流數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA預(yù)處理單元4。

FPGA預(yù)處理單元4設(shè)置有FPGA和2片DDR3擴(kuò)展內(nèi)存，2片DDR3擴(kuò)展內(nèi)存分別設(shè)置在FPGA的頂部與右側(cè)，F(xiàn)PGA通過(guò)其存儲(chǔ)器專用I/O引腳與外部2片DDR3相連接作為圖像緩存，，F(xiàn)PGA預(yù)處理單元4將各路圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存至DDR3擴(kuò)展內(nèi)存、并進(jìn)行特定幀格式并行打包處理。然后將預(yù)處理完后的并行的圖像數(shù)據(jù)流輸入至嵌入式圖像處理IC5。

所述嵌入式圖像處理IC包括圖像采集驅(qū)動(dòng)單元、圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元和圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元，圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元均與圖像采集驅(qū)動(dòng)單元和圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元相連接。圖像采集驅(qū)動(dòng)單元接收FPGA預(yù)處理單元4發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)流，通過(guò)圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元和圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元，圖像剪裁單元、圖像旋轉(zhuǎn)單元、圖像縮放單元、圖像濾波單元對(duì)圖像完成圖像IPU裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放、濾波功能并將處理后的圖像通過(guò)圖像輸出驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送給圖像輸出顯示單元6。

優(yōu)選地，所述圖像輸出顯示單元6包括高速數(shù)據(jù)切換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和DVI編碼芯片，高速數(shù)據(jù)切換器在VGA或者DVI輸出通道中切換，切換到VGA輸出通道時(shí)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將嵌入式圖像處理IC輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為VGA模擬接口信號(hào)發(fā)送給CPCI插頭；DVI輸出通道，DVI編碼芯片將嵌入式圖像處理IC輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)DVI數(shù)字接口信號(hào)發(fā)送給CPCI插頭1，并由CPCI插頭1輸出至底板。VGA或者DVI輸出通道輸出的圖像分辨率支持最高到1080P@60Hz。

優(yōu)選地，機(jī)載圖像處理裝置按照CPCI 3U 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)。

CPCI插頭1作為多路圖像輸入的接口，將其中的接收的模擬圖像連接至模擬圖像預(yù)處理單元2、數(shù)字圖像連接至數(shù)字圖像預(yù)處理單元3，通過(guò)模擬圖像預(yù)處理單元2和數(shù)字圖像預(yù)處理單元3對(duì)多路圖像包括模擬與數(shù)字圖片進(jìn)行處理，并且圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)入FPGA預(yù)處理單元4進(jìn)行預(yù)處理后，輸出至嵌入式圖像處理IC5進(jìn)行圖像的復(fù)雜算法運(yùn)算，由于嵌入式圖像處理IC5內(nèi)含專用圖像的旋轉(zhuǎn)、縮放、壓縮、裁剪等硬核單元，完美支持嵌入式操作系統(tǒng)的靈活調(diào)用，大大的減少了開(kāi)發(fā)周期與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)難度，同時(shí)FPGA預(yù)處理只負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的接口轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)幀打包，很大程度了減輕了FPGA邏輯代碼的工作量，同時(shí)減少了嵌入式圖像處理IC5內(nèi)存消耗與工作負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的工作性能，使嵌入式圖像處理IC5工作更穩(wěn)定，因此在實(shí)用性、可靠性上更具有優(yōu)勢(shì)。

以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種機(jī)載圖像處理裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。