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).pdf

1、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Kintex7的GPU板卡上實(shí)現(xiàn)了圖形生

2、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

3、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

4、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、