CN103279927B - 一种多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多面阵图像生成方法,包括以下步骤：步骤101：生成目标的红外图像，作为源图像；步骤102：采用向后映射法将目标图像像素点映射到所述源图像中，所述目标图像像素点在源图像中的映射点为P;步骤103：确定所述映射点P最邻近四点的坐标位置、像素值和到映射点P的距离；步骤104：计算所述映射点P像素值。采用本发明所述的多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置能够提高生成的多分辨率图像的鲜锐度，降低图像模糊；信号输出装置采用USB接口，不用固定在仪器内部，即可实现与PC机、目标模拟器的连接，操作简单，通用性强。

Description

一种多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置
技术领域
本发明属于多分辨率图像处理技术领域，尤其涉及一种多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置。
背景技术
在红外目标模拟器的应用中，模拟图像分辨率的高低在很大程度上决定了基于图像的虚拟场景的绘制效果。由于模拟目标应用的差异性，需要在多面阵红外焦平面上模拟同一目标的多分辨率红外图像，并且把模拟图像传输到待测试的数据采集板。
红外仿真软件Vega含有红外传感器模块，与建模软件Creator结合，能够获得高逼真度、实时性较好的红外图像，在红外目标模拟中具有广泛的应用。然而基于Vega模拟生成的目标红外图像的分辨率是单一的，不能满足多分辨率红外图像的模拟需求，需要对Vega生成的红外图像进行分析与处理，获得可以满足多面阵红外焦平面模拟多分辨率红外目标的需求。
在生成多分辨率图像的算法中，现有的一种可行的技术方案是采用双线性插值算法改变源图像的分辨率，获得目标图像，其方案如下：
（1）采用向后映射法，将目标图像像素点映射到源图像，如图1所示，P为映射点，映射点周围四点的像素值分别是a、b、c、d，映射点与周围四点的水平及垂直距离分别是x1、x2、y1、y2。
（2）在水平方向进行线形插值，得到
P1=x2·a+x1·b
P2=x2·c+x1·d
（3）在垂直方向进行线形插值，得到目标图像的像素值为
P=y2·P1+y1·P2
（4）生成的目标图像通过固定在仪器内部的图像输出装置传输到数据采集板。
在生成多分辨率图像的方法中，通过传统的双线性插值方法获得的图像边缘不够平滑，降低了图像鲜锐度，引起图像模糊；并且图像输出装置固定在仪器内部，通过信号转接线与图像处理装置和数据采集板连接，需要打开机箱才能拆卸，一个输出装置只能用于一台仪器，不易通用，且增加了仪器的重量和成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置，旨在传统的双线性插值方法获得的图像边缘不够平滑，降低了图像鲜锐度，引起图像模糊；并且图像输出装置固定在仪器内部，需要打开机箱才能拆卸，一个输出装置只能用于一台仪器，不易通用，增加了仪器的重量和成本的问题。
本发明是这样实现的，一种多面阵图像生成方法，包括以下步骤：
步骤101：生成目标的红外图像，作为源图像；
步骤102：采用向后映射法将目标图像像素点映射到所述源图像中，所述目标图像的行数、列数分别是源图像行数、列数的m倍、n倍，则所述目标图像像素点（x,y）在源图像中映射点P位置是（x/m,y/n）；
步骤103：确定所述映射点P最邻近四点的坐标位置、像素值和到映射点P的距离，所述映射点P最邻近四点的坐标分别为（[x/m],[y/n]）、（[x/m],[y/n]+1）、（[x/m]+1,[y/n]）、（[x/m]+1,[y/n]+1），[]为取最小整数，所述最邻近四点像素值分别是a、b、c、d，所述映射点P与最邻近四点的距离分别是x1、y2、y1、x2；
步骤104：计算所述映射点P像素值。
进一步地，所述映射点P像素值根据公式求得，所述目标图像像素点的像素值即为映射点的像素值。
进一步地，还包括步骤105：重复步骤102至步骤104的步骤计算目标图像每一个像素点的像素值，获得所需分辨率的目标图像。
进一步地，所述步骤105后还包括步骤106：将所述目标图像在PC机中按照行或列进行分解，将分解后的行或列信息依次输出到所述PC机的缓存中。
进一步地，所述步骤106后还包括步骤107：将所述PC机缓存中的目标信息通过多面阵图像输出装置传输到数据采集板。
进一步地，根据步骤101至步骤107获得所需分辨率的目标图像，通过硬件控制管理模块实现数据的最终可调电信号的输出，实现对不同面阵探测器像元信号的模拟和输出，以适应不同面阵采集板的需求。
本发明还提供一种如上所述的多面阵图像输出装置，其中，所述多面阵图像输出装置包括：
USB总线接口电路，通过USB接口与上位机PC相连，用于数据传输接口；
FPGA总线管理模块，与所述USB总线接口电路相连，用于控制管理USB控制器的设计，完成数据在采集板与上位机之间的通信；
信号输出电路，与所述FPGA总线管理模块相连，用于数据流输出的控制。
进一步地，还包括外部存储器，所述外部存储器与FPGA总线管理模块相连，用于数据的缓存和提取。
进一步地，所述FPGA总线管理模块包含总线控制模块、信号产生模块、存储管理器和信号流控制模块。
进一步地，所述信号输出电路包含DAC转换单元和输出电压控制单元。
本发明所述的多面阵图像生成方法及多面阵图像输出装置，能够提高生成的多分辨率图像的鲜锐度，降低图像模糊；多面阵图像输出装置采用USB接口，不用固定在仪器内部，即可实现与PC机、目标模拟器的连接，操作简单，通用性强。
附图说明
图1是现有技术提供的双线性插值映射图；
图2是本发明实施例提供的目标图像像素点映射到源图像示意图；
图3是本发明实施例提供的多面阵图像输出装置模块连接关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2至3所示，一种多面阵图像生成方法包括以下步骤：
（1）使用Vega生成目标的红外图像，作为源图像。也可使用其它方法生成目标的红外图像；
（2）采用向后映射法将目标图像像素点映射到源图像中，即假设目标图像的行数、列数分别是源图像行数、列数的m倍、n倍，则目标图像像素点（x,y）在源图像中映射点P位置是（x/m,y/n）；
（3）映射点P最邻近四点的坐标分别为（[x/m],[y/n]）、（[x/m],[y/n]+1）、（[x/m]+1,[y/n]）、（[x/m]+1,[y/n]+1），[]为取最小整数，最邻近四点像素值分别是a、b、c、d，映射点与最邻近四点的距离分别是x1、y2、y1、x2，如图2所示。
（4）映射点P像素值，即目标图像像素点（x,y）的像素值为
（5）根据步骤（2）-（4），计算目标图像每一个像素点的像素值，即可获得所需分辨率的目标图像；
（6）在PC机中将目标图像按照行/列进行分解，将分解后的行/列信息依次输出至PC机的缓存中；
（7）采用图3所示的连接PC机与数据采集板的多面阵图像输出装置，将PC机缓存中的目标信息传输到数据采集板。即通过USB接口将PC机缓存中的目标信息输出至数据传输板，利用FPGA的控制管理实现USB控制器设计，完成数据在采集板与上位机的通信；实现RAM的控制管理，完成数据的缓存和提取；实现数据流输出的控制，包括DAC转换、输出电压大小控制、电源管理；
（8）根据步骤（1）-（7），将获得所需分辨率的目标图像，通过硬件控制管理模块实现数据的最终可调电信号的输出，实现对不同面阵探测器像元信号的模拟和输出，以适应不同面阵采集板的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多面阵图像生成方法,其特征在于，包括以下步骤：
步骤101：生成目标的红外图像，作为源图像；
步骤102：采用向后映射法将目标图像像素点映射到源图像中，所述目标图像的行数、列数分别是源图像行数、列数的m倍、n倍，则所述目标图像像素点(x,y)在源图像中映射点P位置是(x/m,y/n)；
步骤103：确定所述映射点P最邻近四点的坐标位置、像素值和到映射点P的距离，所述映射点P最邻近四点的坐标分别为([x/m]，[y/n])、([x/m]，[y/n]+1)、([x/m]+1,[y/n])、([x/m]+1,[y/n]+1)，[]为取最小整数，所述最邻近四点像素值分别是a、b、c、d，所述映射点P与最邻近四点的距离分别是x1、y2、y1、x2；
步骤104：计算所述映射点P像素值，所述映射点P像素值根据公式求得，所述目标图像像素点的像素值即为映射点的像素值。
2.根据权利要求1所述的多面阵图像生成方法，其特征在于，还包括步骤105：重复步骤102至步骤104的步骤计算目标图像每一个像素点的像素值，获得所需分辨率的目标图像。
3.根据权利要求2所述的多面阵图像生成方法，其特征在于，所述步骤105后还包括步骤106：将所述目标图像在PC机中按照行或列进行分解，将分解后的行或列信息依次输出到所述PC机的缓存中。
4.根据权利要求3所述的多面阵图像生成方法，其特征在于，所述步骤106后还包括步骤107：将所述PC机缓存中的目标信息通过多面阵图像输出装置传输到数据采集板。
5.根据权利要求4所述的多面阵图像生成方法，其特征在于，根据步骤101至步骤107获得所需分辨率的目标图像，通过硬件控制管理模块实现数据的最终可调电信号的输出，实现对不同面阵探测器像元信号的模拟和输出，以适应不同面阵采集板的需求。
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《一种基于FPGA的实时红外图像放大模块》;程明阳等;《现代电子技术》;20110831;第34卷(第16期);第146页左栏第1段，第1.2节，摘要 *

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