全景圖像實(shí)時(shí)展開(kāi)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)

　　M4K存儲(chǔ)器讀地址

　　M4K存儲(chǔ)器的讀操作完成了全景圖像的展開(kāi)。本系統(tǒng)采用極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)全景圖像展開(kāi)。如圖6所示，全景圖像中的點(diǎn)P(x,y)在矩形圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為P’(x’,y’)，則x’,y’與x,y的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)為：

???

　　其中xΔ為橫坐標(biāo)方向角度步長(zhǎng)，yΔ為縱坐標(biāo)方向上的半徑步長(zhǎng)，分別由以下參數(shù)確定：

　　之前對(duì)不同象限圖像的翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)操作已經(jīng)簡(jiǎn)化了M4K中數(shù)據(jù)的讀取，所以只需要0~90°的正余弦查找表，查找表長(zhǎng)度為640。在VGA顯示器上的第M行第N個(gè)像素，其對(duì)應(yīng)像素值在M4K存儲(chǔ)器中的地址按如下規(guī)則進(jìn)行計(jì)算：

其中sin_table(N)和cos_table(N)為正余弦查找表中第N列對(duì)應(yīng)的正余弦值。

　　VGA控制模塊

　　VGA控制模塊根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘生成行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)，同時(shí)接收前端模塊生成的RGB像素信號(hào)，并參照VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VGA顯示進(jìn)行控制。本系統(tǒng)采用640×480的顯示分辨率，幀速為64.4fps。

　　系統(tǒng)性能

　　本系統(tǒng)每一幀畫面分辨率為640×480，像素時(shí)鐘為27MHz，在不考慮實(shí)時(shí)顯示而只考慮存儲(chǔ)的條件下，一秒鐘內(nèi)可存儲(chǔ)87.89幀圖像。另外，如果忽視人眼觀察習(xí)慣，一次性展開(kāi)整幅圖像，幀速將降低為原來(lái)的四分之一，即21.97fps，展開(kāi)圖像分辨率提高到2560×480。

　　總結(jié)

　　本文以Terasic公司的DE2-70開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反射式全景攝像機(jī)采集的全景視頻流的實(shí)時(shí)展開(kāi)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，具有較高的穩(wěn)定性和可操作性。系統(tǒng)時(shí)鐘為27MHz，顯示分辨率為640×480，幀速達(dá)到64.4fps，達(dá)到了實(shí)時(shí)性的要求。