[发明专利]实时视频图像任意角度旋转系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像数据处理技术，具体地说是一种实时视频图像任意角度旋转系统及其控制方法。

背景技术

在机载、车载及手持录像系统中经常因旋转抖动导致图像质量下降，严重影响现场观看，因此，实时消除视频图像的旋转抖动就显得十分必要，这可以通过对图像的逆旋转操作实现。图像旋转的实现方法很多，包括机械旋转、光学旋转和电子旋转。随着电子信息技术的飞速发展，电子旋转具有精度高、体积小和成本低的优点。传统的电子旋转方法是基于微处理器的计算机系统，主要通过计算机软件的串行计算完成图像数据处理，其缺点是计算速度慢，不能满足实时性要求高的场合。

发明内容

针对现有技术中存在的基于微处理器系统图像处理速度慢的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、易于功能扩展、易于系统集成的模块化实时视频图像任意角度旋转系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明实时视频图像任意角度旋转系统包括：

视频图像存取控制单元，输入端接有系统输入的图像数据以及逆向坐标计算单元提供的逆向坐标数据，输出端接至双线性插值计算单元；

逆向坐标计算单元，输入端接有系统输入的旋转角度数据，输出端分别将逆向坐标数据接至视频图像存取控制单元及双线性插值计算单元；

双线性插值计算单元，输入端接有视频图像存取控制单元提供的图像数据和逆向坐标计算单元输出的逆向坐标数据，输出端接至系统图像数据输出接口。

所述视频图像存取控制单元包括图像帧存储器、图像数据写入模块、图像数据读取模块以及多个数据选择器，图像数据写入模块的输入端接有图像数据中的同步信号，输出端与图像帧存储器相连；图像数据读取模块的输入端接有图像数据中的同步信号和坐标计算单元输出的逆向坐标数据，输出端与图像帧存储器相连；图像帧存储器的数据输入端通过第1数据选择器接有图像数据，数据输出端通过第2、3数据选择器输出至双线性插值计算单元。

所述图像帧存储器具有第1～4存储器，分为两组，组间采用乒乓结构，每帧进行操作切换；

第1组图像帧存储器存放奇数帧图像数据，其中第1存储器存放奇数帧的奇数行图像数据，第2存储器存放奇数帧的偶数行图像数据；

第2组图像帧存储器存放偶数帧图像数据，其中第3存储器存放偶数帧的奇数行图像数据，第4存储器存放偶数帧的偶数行图像数据。

所述逆向坐标计算单元包括存储正弦查找表的第5存储器、存储余弦查找表的第6存储器、第一点坐标计算模块、右侧点坐标计算模块、下侧点坐标计算模块以及第4数据选择器，其中第5存储器和第6存储器接收系统输入的旋转角度数据，输出端分别与第一点坐标计算模块、右侧点坐标计算模块以及下侧点坐标计算模块相连，第一点坐标计算模块、右侧点坐标计算模块以及下侧点坐标计算模块通过第4数据选择器分别输出至视频图像存取控制单元和双线性插值计算单元。

本发明实时视频图像任意角度旋转系统的控制方法包括以下步骤：

视频图像存取控制单元接收系统输入的图像数据，逆向坐标计算单元接收系统输入的旋转角度数据；

由视频图像存取控制单元根据逆向坐标计算单元输出的逆向坐标数据对系统输入的图像数据进行存储；

双线性插值计算单元接收视频图像存取控制单元输出的图像数据和逆向坐标计算单元输出的逆向坐标数据进行双线性插值计算，将结果输出至图像数据输出接口。

所述视频图像存取控制单元对系统输入的图像数据进行存储包括以下步骤：

当系统输入的图像数据为奇数帧时，图像数据写入模块通过第1数据选择器将图像数据写入到第1存储器和第2存储器；同时，图像数据读取模块从第3存储器和第4存储器中读取图像数据，通过第2、3数据选择器输出至双线性插值计算单元；

当系统输入的图像数据为偶数帧时，图像数据写入模块通过第1数据选择器将图像数据写入到第3存储器和第4存储器；同时，图像数据读取模块从第1存储器)和第2存储器中读取图像数据，通过第2、3数据选择器输出至双线性插值计算单元。

所述逆向坐标计算单元根据系统输入的旋转角度数据计算逆向坐标数据包括以下步骤：

第5、6存储器根据输入的旋转角度数据分别输出正、余弦数据至第一点坐标计算模块、右侧点坐标计算模块以及下侧点坐标计算模块；

右侧点坐标计算模块接收第一点坐标计算模块和下侧点坐标计算模块输出的逆向坐标数据计算逆向坐标数据；

第一点坐标计算模块、右侧点坐标计算模块以及下侧点坐标计算模块通过第4数据选择器输出逆向坐标数据至双线性插值计算单元。