裸眼3D视频信号转换技术研究

针对嵌入式裸眼3D设备需要同时在左右眼亚屏幕上显示立体对图像存在数据量较大和视差图像准确处理等问题,仔细研究了左右格式立体图像和液晶显示屏视频信号特点,提出一种ARM与FPGA相结合的视频信号转换系统。ARM系统作为视频播放和外设支持,为FPGA提供立体视频信号源,FPGA作为信号处理的核心,采集、缓存和转换ARM输出的视频数据,以匹配线光源背照明式裸眼3D液晶屏物理结构实现立体显示效果。实验结果表明,系统准确地完成了左右格式立体视频数据分离和融合,能够满足嵌入式裸眼3D设备对视频信号转换的要求。FPGA逻辑设计只使用内部资源实现图像数据缓存和列插值,提高了系统的可靠性并降低了成本。

基于FPGA的视频信号采集技术研究

便携式裸眼3D设备的电路需要完成立体视频文件的解码播放和信号的实时处理,采用ARM+FPGA结构更有利于电路的研制。ARM系统支持Windows CE、安卓等操作系统,并具有LCD接口,通过FPGA采集ARM视频信号并暂存于随机存储器中,完成3D图像列插值、缩放后再输入3D液晶屏。探讨了使用FPGA器件完成数字视频信号的采集方法,得出数字视频采集的可行逻辑设计法,集成ARM与FPGA的综合优势来完成3D电路设计。系统性能经过初步验证,具有很好的可行性。

裸眼3D液晶屏的装配技术方案

讨论了裸眼立体显示器的光学结构及动态装配方法。给液晶面板加交变的驱动电压、列像素与差分照明板形成一对光栅副,根据产生的干涉莫尔条纹,精准地调整光栅副间的夹角,完成了3D屏的安装;并对安装效果进行测试和分析,证明动态法装配的裸眼3D屏能准确地保证独立视区的形成,立体显示效果明显;应用动态装配法,降低了3D屏安装的复杂性,提高了装配精度和效率。

双CMOS仿生3D视觉传感器电路设计

针对目前3D相机中出现的图像数据易丢失、左右图像同步难等问题,提出一种可精确采集左右格式立体对图像的仿生3D传感器实现方法,可为仿生3D传感器的光路系统的检验及目标物三维重建提供精确三维坐标信息。为更好协调3D传感器在光信号处理中的点像素同步,采用现场可编程门阵列处理双OV3640图像传感器各信号,初始化后在像素时钟的准确控制下采集图像数据并完成输出图像格式转换、缓存、左右格式立体对图像拼接及输出显示验证。结果表明,3D传感器工作可靠、集成度高、体积小,可精确采集左右格式立体对图像。

机器人双目图像采集系统设计研究

针对机器人FPGA双目图像采集及ARM图像处理结构,为了给ARM微处理器的图像算法及匹配模块提供良好视频源,提出一种基于FPGA的双CMOS新型机器人立体图像采集系统。该系统使用FPGA处理两只CMOS视觉传感器芯片图像数据,并提供软排线接口至微处理器。硬件上显著减少了各种干扰降低误差来源,软件上可采用点同步的方式达到更精确的同步控制,集成度高、同步性好、实用性强。对此重点完成了FPGA双目图像采集系统的硬件设计及其初始化、模块化、单传感器图像采集及TFT LCD屏显示。

3D传感器的设计与研究

3D传感器是获取双视图画面的重要手段,在3D图像交互及机器人技术中有着重要的应用前景。根据人眼仿生学原理设计3D传感器结构,并研究现场可编程门阵列FPGA对双CMOS高分辨率图像的采集与处理方法,通过同步数据采集和轮序存储法完成3D图像的获取并实时显示。

图像传感器数据采集与显示系统设计研究

随着智能小区门禁系统视频监控与远程控制功能的发展,高清图像传感器应用日益普及,为安全监控提供高质量图像。研究以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的图像采集、显示与控制系统,作为门禁系统的核心电路,对FPGA配置OV3640控制寄存器方法进行了设计,并使用行场与像素脉冲来控制同步采集传感器输出的视频数据,图像实时显示在液晶显示屏上。调试结果表明:传感器配置方法及实时采集算法可行,能够满足高清图像拍摄与显示功能。

基于FPGA的裸眼3D图像显示系统的设计与实现

裸眼3D技术是无需佩戴任何助视设备即可观看到立体影像的新型光电显示技术。针对裸眼3D像素重配关键技术的研究,设计一种基于FPGA的裸眼3D图像显示系统,根据裸眼3D亚屏幕分区特点,使用硬件描述语言设计从SD卡中读取左右格式立体对图像数据、像素重配及裸眼3D LCD显示驱动等逻辑代码,完成左、右眼视图数据分割,并在裸眼3D LCD亚屏幕上进行像素重配。系统调试运行结果表明3D图像数据亚屏幕重配的硬件逻辑算法是正确的。

基于FPGA的LVDS高清数字图像传输系统设计

随着高清显示技术的快速发展,高清数字图像传输要求越来越高。通过对高速传输接口LVDS研究分析,搭建一个以LVDS+FPGA的高清数字图像传输系统,完成了高清数字图像传输系统软硬件平台设计。系统可接收外部图像数据,通过QuartusⅡ软件开发平台进行逻辑设计,将接收的图像数据缓存,然后根据显示设备的时序要求及LVDS发送模块数据发送要求对图像数据进行处理,最后通过LVDS发送模块将图像数据输出显示。系统结构设计简单,采用模块化设计可移植性好,可推广应用于消费电子及通信设备等领域。

3D传感器图像采集及融合显示技术研究

裸眼3D技术能够反映物体空间位置信息,是新型的显示技术之一。为了获取满足立体视觉所需的双视图,研制一种使用FPGA与2只CMOS图像传感器构成的3D图像传感器。使用可编程逻辑算法实现2只图像传感器的同步配置和同步数据采集,并把左右图像按行合并后输出为左右格式的数字视频,从而使之成为性能完善的3D图像传感器。为了验证硬件逻辑算法,使用逻辑控制算法分别完成左右格式的2D分屏显示和3D列插值融合显示。调试运行结果表明,使用硬件逻辑算法的3D图像采集方法可行。

裸眼3D液晶屏FPGA时序控制技术研究

裸眼3D液晶屏为图像显示载体,可把左右眼的图像准确送至双眼形成立体视觉。左右眼图像信号使用FPGA来准确控制帧同步、行同步与像素时钟,使图像像素准确地传输到屏幕相应位置。研究了裸眼3D屏的数据接口要求,通过裸眼3D显示算法和利用硬件描述语言建立了图像数据流传输模型,得出了裸眼3D字幕显示的可行逻辑设计。系统经过实验验证,运行稳定。

裸眼3D LCD动静态图像显示的设计研究

裸眼3D LCD能够应用到多种图像显示器件中,满足二维及三维图形显示。在TFT LCD的分辨率不断提高的情况下,也对正确显示完整图像的硬件技术提出了更高的要求。根据图像与文字显示的现实需求,使用FPGA来驱动液晶屏接口。并用硬件逻辑算法产生LCD驱动的时序电路,配合RGB数据线完成像素的正确传送。在线调试结果表明该设计能达到稳定的显示效果,实现了图像和字符的动态显示。

高清3D图像采集与存储时序的控制技术

通过对人眼双目视差原理分析,设计一款3D拍摄与存储数字系统。系统选用FPGA为主控芯片,并采用硬件描述语言Verilog完成逻辑设计。利用脉冲检测算法完成视图采集,结合FIFO缓存技术实现左右图像数据同步输出;并充分利用有限状态机的顺序操作以及灵活的逻辑门控特点,有效地实现高清3D图像数据存储。系统调试结果表明,使用该方法可准确地控制3D图像采集与存储时序,达到文章目的。

裸眼3D系统SD卡FPGA读取显示研究

SD卡可为便携式裸眼3D设备提供数据来源,图像存储于SD卡中,FPGA以SPI协议方式读出,再经过FIFO和SDRAM进行数据缓存,通过接口输入显示器显示。探讨了通过FPGA器件读取SD卡图像进行显示的实现方法,得出了SD卡文件读取及显示的可行逻辑设计。系统性能经过初步验证,可行性良好。

高清3D图像传感器时序控制技术研究

3D(three-dimensional)图像传感器仿真人眼功能采集图像,为了保证左右眼图像严格同步,需要满足像素级时间同步要求。文中使用脉冲细分法,使用逻辑算法精确捕捉帧频、行频和像素脉冲上升沿,同步配置并采集两支高清CMOS图像传感器的数据流,并结合SDRAM的数据缓冲,在帧周期内完成左右图像的行像素对接后再输出。实验结果证明,使用时序精确控制方法及轮序处理法可以满足像素同步采集要求。

裸眼3D质量测试信号生成方法及实验研究

独立视区存在与否是裸眼3D设备质量评定的重要依据。为了测试独立视区的位置分布,实验以FPGA为信号发生器的设计核心,通过其逻辑运算方法把测试图像写入到裸眼3D液晶屏的亚屏幕区域,然后将CMOS图像传感器采集的测试图案进行亮度比较从而获得立体度数据,利用立体度进行独立视区的确定,根据Cross-talk Levels和Contrast Ratio的经验数值,裸眼3D液晶屏的立体度数值大于10,则表明该测试位置位于独立视区且裸眼3D液晶屏的性能优良。通过图像传感器的空间坐标移动进行观看区域任意位置立体度的测试,从而测试出某款产品级裸眼3D液晶屏独立视区位置的分布特征以及在各个距离处的立体度值,其数值几乎均大于20。实验结果表明,独立视区理论和立体度测试理论是裸眼3D技术的重要基础理论。

立体对图像的视差与景深关系

3D显示器的再现立体景深与立体对图像的视差有关,视差的大小取决于拍摄设备的原理正确性。由双镜头3D拍摄设备获得左右格式的立体对图像,根据图像同名点检测视差信息,再由检测出的视差数值来计算景深。视差采用灰度极值法,提取立体对图像的特征行像素灰度值波形图,通过灰度波形的极值判别同名点并检测前景与背景标志物体的视差数值。实验表明行像素灰度极值法有助于快速计算3D图像的同名点视差信息。

基于FPGA的3D图像传感器设计与实现

针对现有3D拍摄设备体积庞大、价格昂贵等问题,利用FPGA高速并行处理能力与图像传感器,设计了微型嵌入式3D图像传感器。通过FPGA同步设置,采集双CMOS图像传感器图像数据,传输至SDRAM进行缓存并按行像素合并后,将左右立体对图像储存至SD卡中。为了对拍摄场景进行监控,进一步研究了左右眼图像按像素进行重配后在裸眼3D显示屏上显示的逻辑控制方法。系统通过仿真及实验表明3D图像传感器的硬件逻辑方法是有效的。