CN106534815A - 大视场离轴数字hud像源和光学系统装调精度的电补偿方法 - Google Patents

大视场离轴数字hud像源和光学系统装调精度的电补偿方法 Download PDF

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郑永瑞
郭伟
张川
王全忠
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Abstract

本发明涉及一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，基于原理是由于像源安装公差的存在，畸变画面的中心和光学系统的中心不能完全匹配，带来HUD显示精度降低和预畸变校正效果变差。本发明通过采用输入画面的分辨小于像源显示分辨率，通过水平方向和垂直方向两个参数寄存器的设置，调整预畸变画面在像源的位置。使得畸变画面的中心和光学系统的中心对准，即预畸变画面的畸变特征和光学系统的畸变特性相一致。本发明的优点是：在不牺牲输入画面完整性的前提下，提高了HUD的显示画面的质量和显示精度。

Description

大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法
技术领域
本发明属于视频处理领域，涉及数字图像投影显示系统的图像预畸变校正，具体涉及一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法。
背景技术
在一些大视场，广角的复杂光学投影系统中广泛存在着不同程度的畸变。在许多应用场合，这些畸变影响到人对图像内容感知或判断。因此在光学系统的像源上对图像做了的预畸变处理。因此像源和光学系统安装精度要求非常高。安装偏差几丝，预畸变图像和光学系统的配合就不正确，HUD显示画面质量降低。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，在一定的公差范围内，通过电补偿进一步提高HUD显示质量和精度。
技术方案
一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：输入一幅能标识光学系统中心的测试画面至视频输入电路，该画面经过采用FPGA平台的预畸变校正电路和视频输出电路后给数字像源；
步骤2：检测测试画面标识的光学中心与光学系统的光学中心是否重合，当两个中心不能重合时，按照偏差像素数目对预畸变画面在水平方向和垂直方向进行调整；
步骤3：重复步骤2，直至两个中心完全重合结束。
所述输入测试画面的分辨率是小于像源显示的分辨率。
所述按照偏差像素数目对预畸变画面在水平方向和垂直方向进行调整是：对预畸变后的数据缓冲后，利用FPHA生成一个计数器cnt1用来对像素时钟计数产生行同步，生成一个计数器cnt2对行同步信号技术产生场同步信号。利用cnt2产生实际“可寻址”的视频行数Y，利用cnt1产生实际的“数据有效”DE信号的宽度为X个像素；控制X和Y初始值，即上下左右移动预畸变图像达到调整输出位置的目的。
有益效果
本发明提出的一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，基于原理是由于像源安装公差的存在，畸变画面的中心和光学系统的中心不能完全匹配，带来HUD显示精度降低和预畸变校正效果变差。本发明通过采用输入画面的分辨小于像源显示分辨率，通过水平方向和垂直方向两个参数寄存器的设置，调整预畸变画面在像源的位置。使得畸变画面的中心和光学系统的中心对准，即预畸变画面的畸变特征和光学系统的畸变特性相一致。本发明的优点是：在不牺牲输入画面完整性的前提下，提高了HUD的显示画面的质量和显示精度。
附图说明
图1：像源网格以及预畸变图像与像源畸变图形和校正图像的映射关系
图2：预畸变图像的行同步时序
图3：预畸变图像的场同步时序
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
以下以分辨率为1024x768，场频为60Hz，位宽8位的单色视频信号作为输入信号，输出信号为1280x1024，场频为60Hz，位宽为8位的单色视频信号，采用的插值算法为双线性插值。结合附图详细说明本发明的一种具体实施实例。
如图1所示，在像源空间像源的分辨率为1280x1024的四边形A，1024x768的预畸变图形为T1T2T3T4。在像空间分别对应A’和校正后的四边形B’(C1C2C3C4)将设预畸变图形在像源上最大宽度为X像素，最大高度为Y个像素。
对预畸变后的数据缓冲后，利用FPHA生成一个计数器cnt1用来对像素时钟计数产生行同步，生成一个计数器cnt2对行同步信号技术产生场同步信号。利用cnt2产生实际“可寻址”的视频行数Y，利用cnt1产生实际的“数据有效”DE信号的宽度为X个像素。控制X和Y初始值，即可上下左右移动预畸变图像达到调整输出位置的目的。
X和Y初始值可设定为寄存器形式，通过RS232总线，写入调整值，在场同步器件置位。
本方法中FPGA预畸变校正电路：主要特征是指能正确的实现输入图像按照查找的预畸变算法。
本方法中的视频输出电路主要特征是能将预畸变的画面，正确显示在数字像源上。
本方法中的视频输入电路主要特征是：输入视频的分辨率是低于像源显示的分辨率的。

Claims (3)

1.一种大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：输入一幅能标识光学系统中心的测试画面至视频输入电路，该画面经过采用FPGA平台的预畸变校正电路和视频输出电路后给数字像源；
步骤2：检测测试画面标识的光学中心与光学系统的光学中心是否重合，当两个中心不能重合时，按照偏差像素数目对预畸变画面在水平方向和垂直方向进行调整；
步骤3：重复步骤2，直至两个中心完全重合结束。
2.根据权利要求1所述大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，其特征在于：所述输入测试画面的分辨率是小于像源显示的分辨率。
3.根据权利要求1所述大视场离轴数字HUD像源和光学系统装调精度的电补偿方法，其特征在于：所述按照偏差像素数目对预畸变画面在水平方向和垂直方向进行调整是：对预畸变后的数据缓冲后，利用FPHA生成一个计数器cnt1用来对像素时钟计数产生行同步，生成一个计数器cnt2对行同步信号技术产生场同步信号。利用cnt2产生实际“可寻址”的视频行数Y，利用cnt1产生实际的“数据有效”DE信号的宽度为X个像素；控制X和Y初始值，即上下左右移动预畸变图像达到调整输出位置的目的。
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