立体液晶显示器的图像获取及显示

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像素时钟由FPGA外接50MHz晶振二分频得到，作为液晶屏驱动控制信号发生的基准，行频和场频相与得到数据有效信号（DE）。
2.2.2 脉冲噪声处理
数字图像的噪声主要来源于图像的获取和传输过程。在成像阶段，因为成像系统的散焦、成像中的短暂停留、成像器材的固有缺陷等带来传感器噪声；在传输过程中的噪声主要因为电子电路噪声以及数据传输环境的不理想。这样，造成图像退化的主要因素为脉冲噪声（椒盐噪声），在数字传输结束后，总是以最大值表现出来。即负脉冲以黑点（胡椒点）出现，正脉冲以白点（盐点）出现，且具有小面积的特点。由于FPGA片上存储资源有限，以及视频流固有的限制，只能参考当前像素之前的像素进行处理。考虑到距离较远的像素相关性较小，如图2所示：以像素5为当前像素，选取1，2，3，4像素作为参考。标定后，脉冲噪声总是以数字化最大值表现出塑封电感来，即黑椒点为0，盐点为255。当色彩数据进入FPGA时，首先判断其数值：如果是椒盐点，则该数据取1，2，3，4像素的该色彩分量平均值；如果不是椒盐点，则送入色彩识别模块。

2.2.3 色彩识别模块
如表1所示，CMOS摄像头输出格式为：贴片绕线电感第一行BGBGBG……，第二行GRGRGR……，即RGB信号按此顺序串行输出，而液晶屏接收RGB信号并行输入，必须识别出输入数据属于何种色彩分量，经组合贴片电感器后输出到数据处理模块进行处理。
采用ModelSim对色彩识别模块进电感器厂家行仿真，结果如图3所示。摄像头帧频(vsIn)输出一个脉冲表示一帧到来时，若行频(hsIn)有效，则第一行开始，数据端口(dataIn)中的数据依次输出到蓝色分量端口(bOut)、绿色分量端口(gOut)；若行频无效，则无数据输出；第二行依次按照绿色分量端口（gOut）、红色分量端口（rOut）……如此循环，使得相邻四个像素共享蓝色和红色分量，横向相邻的两个像素共享绿色分量。数据经过判断组合后，RGB信号并行存储到片上RAM，加快处理速度，便于塑封电感实时输出至液晶屏。

2.2.4 图像合成模块
液晶屏上采用光栅对图像进行空分处理，实现双眼视差，只需对其输入相应数据即可实现立体显示。两个摄像头的图像数据并行读入（由于液晶屏接收RGB各6位进行显示，故只读入摄像头的高6位），经噪声处理及色彩识别并组合后放入片上RAM进行缓存。在VGA控制信号中的行、场频控制下，计算RAM地址，从片上RAM中读出数据并输出至液晶屏，输出效果如图4。其中黑色表示左摄像头数据，白色表示右摄像头数据，以像素为单位交替出现，即奇数列为左摄像头数据，偶数列为右摄像头数据。

本设计采用双CMOS摄像头模拟人眼获取图像。以FPGA为核心设计了图像采集、处理和显示接口，其图像数据可直接输出到TTL接口的液晶屏显示。对于目前市场上大部分LVDS接口的液晶屏，只需修改FPGA的I/O属性即可，无需液晶屏厂家提供驱动电路板，实现了立体液晶显示图像采集和显示系统的最小化设计，目前已成功运用于实时图像的立体液晶显示。整个系统结构紧凑，扩展性强，生产成本低。此外，该系统只需对FPGA进行重新编程即可用于其他多路视频采集、处理及显示方案。
参考文献
[1] 谭 军，陆 波，余桂丰.立体电视技术的发展概况及基本原理[J].中国有线电视，2004，（12）：25-27.
[2] OmniVision Technologies Inc.OV9620 CMOS SXGA(1.3MPixel) CamerachipTM datasheet Version 2.5.2003，9.
[3] Xilinx Inc.The Spartan-3 Family Data Sheet.DS099，2005，8.
[4] 徐 欣，于红旗，易 凡等.基于FPGA的嵌入式系统设计[M].北京：机械工业出版社，2005.

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