CN104143304B - 基于fpga的任意三角形填充画面组件生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，它包括1、获得三角形的3个顶点的坐标和颜色值；2、在图像信号发生器内部生成第一块RAM和第二块RAM，3、对上述2块RAM进行初始化，4、生成三角形填充画面3条边中各个像素点的水平坐标和垂直坐标，5、得到三角形填充画面的有效像素点中，每个垂直坐标对应的最小水平坐标，6、得到三角形填充画面的有效像素点中，每个垂直坐标对应的最大水平坐标，7、在三角形外接矩形范围对每个坐标点进行扫描，判断每个像素点是否位于三角形内，对位于三角形内的像素点赋予颜色值。本发明能利用FPGA生成任意三角形填充画面组件这样复杂的逻辑画面。
Description
技术领域
本发明涉及液晶模组的测试技术领域，具体地指一种基于FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)的任意三角形填充画面组件生成方法。
背景技术
随着家庭影院的日趋流行，大屏幕、高分辨率的液晶显示器逐渐成为主流，在液晶显示器生产过程中，需要通过画面信号发生器进行检测。
传统的画面信号发生器以bmp(Bitmap)图像作为图像源，在检测大屏幕和高分辨率液晶显示器时，对应的bmp图像数据量很大，对信号发生器硬件要求很高，造成检测过程中画面不流畅的现象。在不增加硬件成本的前提下，业内出现了用FPGA(基于FPGA产生画面数据的硬件结构如图1所示，包括人机交互模块、数据解析模块、图像信号发生器、同步动态随机存储器、同步动态随机存储控制器和图像输出编码模块，其中，数据解析模块、图像信号发生器、同步动态随机存储器、同步动态随机存储控制器和图像输出编码模块均为FPGA的内部组件)产生画面数据，即逻辑画面来代替部分bmp图像的方案，但仅限于产生最简单的逻辑画面(如水平渐变图像、矩形边框图像和矩形填充图像等样式固定不变的图像)，这样就存在对液晶显示器检测不充分的问题。目前还不能利用FPGA生成任意三角形填充画面组件这样复杂的逻辑画面。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，该方法能利用FPGA生成任意三角形填充画面组件这样复杂的逻辑画面。
为实现此目的，本发明所设计的基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：根据需要构建的三角形填充画面的位置信息，控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标；同时，根据需要构建的三角形填充画面的颜色信息控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的颜色值；
步骤2：在图像信号发生器内部生成第一块RAM(random access memory，随机存储器)和第二块RAM，其中第一块RAM和第二块RAM的数据位宽和深度均相同，其中，第一块RAM和第二块RAM的数据位宽均为液晶模组最大水平分辨率位宽，第一块RAM和第二块RAM的深度均为液晶模组最大垂直分辨率；
步骤3：对上述2块RAM进行初始化，其中，在第一块RAM中的每个存储单元内均写入1，在第二块RAM中的每个存储单元内均写入0；
步骤4：根据上述三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标生成三角形填充画面3条边中各个像素点的水平坐标和垂直坐标，上述三角形填充画面3条边分别为三角形填充画面第一边、三角形填充画面第二边和三角形填充画面第三边；
步骤5：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第一块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第一块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标小于对应的第一块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第一块RAM；
步骤6：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第二块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第二块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标大于对应的第二块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第二块RAM；
步骤7：图像信号发生器在三角形填充画面外接矩形范围对每个像素点进行扫描，将扫描到的像素点的垂直坐标值作为RAM读地址，得到该RAM读地址下所对应的第一块RAM读数据和第二块RAM读数据，其中，第一块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最小的水平坐标值，第二块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最大的水平坐标值，如果像素点的水平坐标大于或等于第一块RAM的读数据，且小于或等于第二块RAM的读数据则表示该像素点位于三角形填充画面内部，为三角形填充画面的有效点，将该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值，否则为无效点，不对该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值；
步骤8：采用步骤7的方法判断三角形填充画面外接矩形范围内的每个像素点是否位于三角形填充画面内部，对所有位于三角形填充画面内部的像素点均赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值即形成了所需的三角形填充画面。
本发明采用上述的方式实现了基于FPGA的生成任意三角形填充画面组件这样复杂的逻辑画面。并且产生的这些复杂逻辑画面的数据量很小，申请人在实施中仅设计为8192字节，不仅能提高FPGA中画面生成的速度，还可以减少缓存容量，降低硬件成本(传统方式以bmp图像作为图像源，数据量大，对信号发生器硬件要求高，经常会造成检测过程中画面不流畅的现象)。并且由FPGA生成的生成任意三角形填充画面组件这样复杂的逻辑画面速度快，使得测试大屏幕、高分辨率液晶模组时的响应速度也会较快，提高了液晶模组检测过程中画面的流畅度。
附图说明
图1为基于FPGA产生画面数据的硬件结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
一种基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：根据需要构建的三角形填充画面的位置信息，控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标(这样能对三角形填充画面进行定位)；同时，根据需要构建的三角形填充画面的颜色信息控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的颜色值；
步骤2：在图像信号发生器内部生成第一块RAM和第二块RAM，其中第一块RAM和第二块RAM的数据位宽和深度均相同，其中，第一块RAM和第二块RAM的数据位宽均为液晶模组最大水平分辨率位宽，第一块RAM和第二块RAM的深度均为液晶模组最大垂直分辨率；
步骤3：对上述2块RAM进行初始化，其中，在第一块RAM中的每个存储单元内均写入1，在第二块RAM中的每个存储单元内均写入0；
步骤4：根据上述三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标生成三角形填充画面3条边中各个像素点的水平坐标和垂直坐标，上述三角形填充画面3条边分别为三角形填充画面第一边、三角形填充画面第二边和三角形填充画面第三边；
步骤5：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第一块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第一块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标小于对应的第一块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第一块RAM(此步骤能得到三角形填充画面的有效像素点中，每个垂直坐标对应的最小水平坐标)；
步骤6：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第二块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第二块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标大于对应的第二块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第二块RAM(此步骤能得到三角形填充画面的有效像素点中，每个垂直坐标对应的最大水平坐标)；
步骤7：图像信号发生器在三角形填充画面外接矩形范围对每个像素点进行扫描，将扫描到的像素点的垂直坐标值作为RAM读地址，得到该RAM读地址下所对应的第一块RAM读数据和第二块RAM读数据，其中，第一块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最小的水平坐标值，第二块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最大的水平坐标值，如果像素点的水平坐标大于或等于第一块RAM的读数据，且小于或等于第二块RAM的读数据则表示该像素点位于三角形填充画面内部，为三角形填充画面的有效点，将该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值，否则为无效点，不对该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值；
步骤8：采用步骤7的方法判断三角形填充画面外接矩形范围内的每个像素点是否位于三角形填充画面内部，对所有位于三角形填充画面内部的像素点均赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值即形成了所需的三角形填充画面；
步骤9：图像信号发生器将生成的上述三角形填充画面通过同步动态随机存储控制器存储到同步动态随机存储器，图像输出编码模块根据液晶模组的时序参数，产生视频图形阵列信号(VGA，VideoGraphics Array)，并依次产生同步动态随机存储器的读信号，将生成的上述三角形填充画面转换成低电压差分信号(LVDS，Low-VoltageDifferential Signaling)输出。
上述技术方案的步骤7中图像信号发生器在三角形填充画面外接矩形范围对每个像素点进行扫描的顺序为从三角形填充画面外接矩形范围的左侧到右侧，再从三角形填充画面外接矩形范围的上端到下端。
采用本发明生成的任意三角形填充画面组件测试液晶模组时的响应快，测试效率高，三角形填充画面组件的大小颜色可根据用户的需要很方便的进行定义，另外，由于生成的三角形填充画面组件的分辨率(分辨率即画面像素点的个数，如要点亮一个100*200的屏，那么就要产生一个水平方向100个像素点，垂直方向200个像素点的图像)可以在画图时根据需要进行定义，这样就可以适应各种分辨率的液晶模组，保证了液晶模组测试的充分可靠。
本发明能降低图像源数据量的原理为：对于BMP图像，人机交互模块需要输入BMP图像中每一个像素点的图像信息，随着屏幕分辨率的提高，数据量就会越来越大。而本发明中生成的三角形填充画面组件为逻辑图像，它只需要人机交互模块输入相关顶点坐标、屏幕分辨率、颜色信息即可。这个数据量很小，而且不依赖于屏幕分辨率的大小，画面是由FPGA生成的。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1.一种基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：根据需要构建的三角形填充画面的位置信息，控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标；同时，根据需要构建的三角形填充画面的颜色信息控制数据解析模块向图像信号发生器发送三角形填充画面的颜色值；
步骤2：在图像信号发生器内部生成第一块RAM和第二块RAM，其中第一块RAM和第二块RAM的数据位宽和深度均相同，其中，第一块RAM和第二块RAM的数据位宽均为液晶模组最大水平分辨率位宽，第一块RAM和第二块RAM的深度均为液晶模组最大垂直分辨率；
步骤3：对上述2块RAM进行初始化，其中，在第一块RAM中的每个存储单元内均写入1，在第二块RAM中的每个存储单元内均写入0；
步骤4：根据上述三角形填充画面的3个顶点的水平坐标和垂直坐标生成三角形填充画面3条边中各个像素点的水平坐标和垂直坐标，上述三角形填充画面3条边分别为三角形填充画面第一边、三角形填充画面第二边和三角形填充画面第三边；
步骤5：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第一块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第一块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标小于对应的第一块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第一块RAM；
步骤6：将三角形填充画面三条边上每个像素点的垂直坐标作为读地址，读取第二块RAM内与上述各个读地址对应的读数据，将三角形填充画面三条边上每个像素点的水平坐标与对应的第二块RAM的读数据比较，如果该像素点的水平坐标大于对应的第二块RAM的读数据，则以该像素点的水平坐标为写数据，以当前读地址为写地址写入第二块RAM；
步骤7：图像信号发生器在三角形填充画面外接矩形范围对每个像素点进行扫描，将扫描到的像素点的垂直坐标值作为RAM读地址，得到该RAM读地址下所对应的第一块RAM读数据和第二块RAM读数据，其中，第一块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最小的水平坐标值，第二块RAM读数据为该像素点的垂直坐标下三角形填充画面边框中最大的水平坐标值，如果像素点的水平坐标大于或等于第一块RAM的读数据，且小于或等于第二块RAM的读数据则表示该像素点位于三角形填充画面内部，为三角形填充画面的有效点，将该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值，否则为无效点，不对该扫描到的像素点赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值；
步骤8：采用步骤7的方法判断三角形填充画面外接矩形范围内的每个像素点是否位于三角形填充画面内部，对所有位于三角形填充画面内部的像素点均赋予步骤1中的三角形填充画面的颜色值即形成了所需的三角形填充画面。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，其特征在于：所述步骤8后还包括步骤9：图像信号发生器将生成的上述三角形填充画面通过同步动态随机存储控制器存储到同步动态随机存储器，图像输出编码模块根据液晶模组的时序参数，产生视频图形阵列信号，并依次产生同步动态随机存储器的读信号，将生成的上述三角形填充画面转换成低电压差分信号输出。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的任意三角形填充画面组件生成方法，其特征在于：所述步骤7中图像信号发生器在三角形填充画面外接矩形范围对每个像素点进行扫描的顺序为从三角形填充画面外接矩形范围的左侧到右侧，再从三角形填充画面外接矩形范围的上端到下端。
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