[发明专利]一种高帧频红外场景生成与输出系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种红外场景生成与输出系统，特别涉及一种高帧频红外场景生成与输出系统及方法。

背景技术

目前，红外场景已经在民用及军用的各个领域得到了非常广泛的应用。通常采用以下两种方法生成红外场景：

1)利用红外探测器获取红外场景；

2)利用计算机软件渲染生成红外场景。

红外场景下的运动目标检测以及其他具体应用的日益频繁使得对红外场景的生成与输出趋向于高帧频化。

红外探测器本身可以生成较高帧频的红外场景，但是其造价高昂，难于保养，每一次对红外探测器进行长时间的通电以及多次重复的上、下电操作都会对探测器本身造成损伤，直接影响探测器的性能，减少其寿命；利用计算机软件渲染生成红外场景的方法可以大大的减少成本，然而由于计算机显卡有着固定的数据输出格式，使得这种方法输出不了高帧频的红外场景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低成本、高帧频、采用通用接口输出的高帧频红外场景生成与输出系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高帧频红外场景生成与输出系统，由红外场景生成计算机、系统监视显示器和场景输出转换模块组成；红外场景生成计算机提供实时渲染的红外场景，把时间维度上的高帧频红外场景分解为空间维度若干个低帧频的红外场景，同时显示在系统监视显示器上并且输出到场景输出转换模块；另一方面，红外场景生成计算机将系统的控制命令，以及红外场景的输出指标通过RS422串口发送给场景输出转换模块，并进行通信；系统监视显示器用以监控时间维度上的高帧频红外场景转化成空间维度低帧频红外场景的实时状况，并且为系统设置提供人机交互显示界面；场景输出转换模块由MCU模块、FPGA主控制器、DDR2-SDRAM缓存模块、场景输入接收模块以及场景输出模块组成；MCU模块通过RS422串口接收并解析来自红外场景生成计算机发送的控制命令以及红外场景的输出指标，将解析后的命令和指标数据通过EMIF接口发送至FPGA主控制器，同时接收FPGA主控制器返回的系统状态信息并将该信息通过RS422串口传输回红外场景生成计算机；FPGA主控制器负责针对不同的红外场景输出指标，把来自红外场景生成计算机输出的空间维度上的低帧频红外场景拆分，生成时间维度上的高帧频红外场景，并控制输出；DDR2-SDRAM缓存模块用于把FPGA主控制器处理过程中的红外场景数据进行缓存；场景输入接收模块用于把红外场景生成计算机输出的串行红外场景数据格式解码成并行红外场景数据格式，并传给FPGA主控制器；场景输出模块用于输出通用的高帧频红外场景格式。

所述场景输入接收模块输入接口为DVI接口或HDMI接口。

所述系统监视显示器通过DVI接口或VGA接口与红外场景生成计算机连接。

一种高帧频红外场景生成与输出方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过系统监视显示器选择系统所要输出红外场景的分辨率及帧频，并把该红外场景的输出指标信息传输给场景输出转换模块；

2)设定结束后红外场景生成计算机实时渲染红外场景，并且把时间维度上的高帧频红外场景分解为空间维度若干个低帧频的红外场景，即让红外场景生成计算机显卡输出的每一帧图像都包含M帧实时渲染生成的红外场景图像，M≥1；

3)场景输出转换模块接收红外场景生成计算机显卡传输来的红外场景信号，解析出有效数据，并将其缓存在DDR2-SDRAM缓存模块中；

4)场景输出转换模块根据红外场景在每帧显卡输出图像中的位置关系，将离散的低帧频的红外场景依次从DDR2-SDRAM缓存模块中读取出来，按照要求的格式输出高帧频连续的红外场景；

5)当接收到来自红外场景生成计算机发送的停止命令，场景输出转换模块停止场景输出；

6)若需要继续生成红外场景，则场景输出转换模块重复步骤1)到5)的操作。

所述步骤1)中待场景输出转换模块上电之后，向其发送系统握手指令，若其返回响应指令正确，则表明握手成功，否则握手失败，进入失败警告；成功握手之后在通过系统监视显示器选择系统所要输出红外场景的分辨率及帧频，并把该红外场景的输出指标信息传输给场景输出转换模块。

所述红外场景生成计算机的显卡输出设定为复制模式，一路显卡输出给系统监视显示器，另一路显卡输出给场景输出转换模块。