CN108230263B - 一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法，可以对符合DMT标准的图像进行实时的畸变校正，针对SEU导致的复杂电子硬件失效的问题，提出了一种安全、可靠的畸变校正装置及方法，该装置采用查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器、畸变校正单元和纠错处理单元的设计，使得复杂电子硬件的失效率大大降低，并且该装置对现有硬件改动较小。
Description
技术领域
本发明属于机载设备高安全性要求领域，涉及一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法。
背景技术
对于航空、航天、汽车等安全性要求较高的领域，在产品设计时，不仅需要考虑功能性需求，更需要考虑安全性需求。畸变校正是解决由光学系统畸变而引起的显示畸变的重要方法，而被广泛的应用和研究。为了提高畸变校正的安全性和可靠性，本发明提出了一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法。
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，本发明提出一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法，适用与符合DMT标准的图像。
技术方案
一种高安全等级的图像畸变校正装置，其特征在于包括查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器、畸变校正单元和纠错处理单元；所述畸变校正单元包括查找表数据读取模块、编码模块、解码模块、插值算法模块；查找表数据固化单元的输出与查找表数据读取模块输入连接，查找表数据读取模块将读取的查找表数据输出与其连接的编码模块；编码模块对接受的数据进行编码，将编码结果写入与其连接的编码结果存储器，并将查找表数据存储至查找表数据存储器；解码模块的输入端连接查找表数据存储器和编码结果存储器，读取查找表数据存储器的查找表数据，和编码结果存储器的编码结果，利用解码算法进行解码和纠错，将解码后的有效数据送入与其连接的插值模块，并将纠错结果送入与其连接的纠错处理单元；插值模块的输出连接显示设备和纠错处理单元，在图像DE有效时，将插值结果输出至显示设备显示图像畸变校正的图像，在图像的消隐期内，将插值结果输出至纠错处理单元；纠错处理单元根据插值结果和解码模块的结果进行复位处理；所述查找表数据固化单元包括有效查找表数据和测试序列+测试序列查找表数据。
一种利用所述高安全等级的图像畸变校正装置实现校正的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：查找表数据读取模块读取有效查找表数据、测试序列和测试序列查找表数据送给编码模块；
步骤2：编码模块采用编码算法对查找表数据进行编码，将编码结果写入编码结果存储器；
步骤3：解码模块读取查找表数据存储器和编码结果存储器的查找表数据及编码结果，利用解码算法进行解码和纠错，将解码后的有效数据送入插值模块，并将纠错结果送入纠错处理单元；
步骤4：插值模块，在图像DE有效时，插值模块基于查找表数据获取插值算法所需要的第1待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第1待插值点的灰度值，输出第1插值结果给显示设备；在图像的消隐期内，插值模块基于测试序列查找表数据和测试序列获取插值算法所需要的第2待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第2待插值点的灰度值输出第2插值结果给纠错处理单元；所述当查找表数据错误位数大于解码算法的纠错能力时，输出一个时钟的高电平于纠错处理单元；
纠错处理单元对于解码模块输出纠错结果，当收到高电平时进行累加计数，当计数值超过预先设置的门限值时将计数值清零，并产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始；
步骤5：纠错处理单元对第2插值结果和第3插值结果进行对比检错，当两个结果不相符时，产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始。
步骤1所述的测试序列的行数是n+1，其中n大于等于3。
步骤1所述的测试序列查找表数据的行数是n，其中n大于等于3。
所述编码算法和解码算法采用奇偶校验码或汉明码。
所述插值算法采用双线性插值或牛顿插值。
所述纠错处理单元预先固化了第3插值结果；所述第3插值结果：预先采用与第2插值结果相同的插值算法和插值输入计算的正确的插值结果，是第2插值结果的参照。
有益效果
本发明提出的一种高安全等级的图像畸变校正装置及方法，可以对符合DMT标准的图像进行实时的畸变校正，针对SEU导致的复杂电子硬件失效的问题，提出了一种安全、可靠的畸变校正装置及方法，该装置采用查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器、畸变校正单元和纠错处理单元的设计，使得复杂电子硬件的失效率大大降低，并且该装置对现有硬件改动较小。
附图说明
图1本发明一种高安全等级的图像畸变校正装置的原理框图；
图2本发明中测试序列的插入位置
图3本发明一种高安全等级的图像畸变校正方法的具体实施例结构。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本具体实施例选用1280*1024@60HZ DMT时序的图像：
参考图1，一种高安全等级的图像畸变校正装置包括查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器、畸变校正单元和纠错处理单元。
其中，查找表数据固化单元存储的数据包括有效查找表数据、测试序列和测试序列查找表数据。
本实施例的查找表数据格式是(x,y,δx,δy)，x为12bit，是第1待插值点的X方向索引坐标；y为8bit，是第1待插值点的Y方向索引坐标；δx为8bit，是第1待插值点X方向插值系数；δy为8bit，是第2待插值点Y方向插值系数。
参考图2，绿色是测试序列在图像时序中的插入位置，位于后沿区38行的最后4行，本具体实施例的测试序列行数是4，每行数据为1280个8bit(1byte)分布在[0至255]之间的随机常数。
本实施例的测试序列查找表数据的行数是3。
其中，查找表数据存储器存储的数据是查找表数据。
其中，编码结果存储器存储数据的是查找表数据编码结果。
参考图1，畸变校正单元包括查找表数据读取模块、编码模块、解码模块和插值算法模块。
参考图3，一种高安全等级的图像畸变校正方法，其步骤如下：
1)查找表数据读取模块读取有效查找表数据、测试序列和测试序列查找表数据送给编码模块；
2)编码模块将采用编码算法对查找表数据进行编码，将编码结果写入查找表数据存储器和编码结果存储器；
3)解码模块读取查找表数据存储器和编码结果存储器的编码结果利用解码算法进行解码和纠错，将解码结果送入插值模块，并将纠错结果送入纠错处理单元；
4)解码模块输出纠错结果给纠错处理单元时，纠错处理单元收到高电平时进行累加计数，当计数值超过预先设置的门限值时将计数值清零，并产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始；
本实施例的具体门限值是1280。
其中，本实施例中的纠错结果是当查找表错误位数大于解码算法的纠错能力时，输出一个时钟的高电平。
5)在图像DE有效时，插值模块基于查找表数据获取插值算法所需要的第1待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第1待插值点的灰度值，输出第1插值结果给显示设备。在图像的消隐期内，插值模块基于测试序列查找表数据和测试序列获取插值算法所需要的第2待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第2待插值点的灰度值输出第2插值结果给纠错处理单元；
6)纠错处理单元对第2插值结果和第3插值结果进行对比检错，当两个结果不相符时，产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始。
本具体实施例中编码算法和解码算法采用奇偶校验码。
本实施例的具体编码方式是，将36位查找表数据每9位数据作为一组数据进行奇校验编码，编码后将36位查找表数据存入查找表数据存储器，将4位奇校验编码结果存入编码结果存储器。
本实施例中的插值算法采用双线性插值。本实施例采用双线性方法定义如下：
f(xd,yd)＝(1-δx)(1-δy)f(x,y)+(1-δx)δyf(x,y+1)+δx(1-δy)f(x+1,y)δxδyf(x+1,y+1)
其中，f(xd,yd)是待插值点的灰度值，f(x,y)、f(x,y+1)、f(x+1,y)和f(x+1,y+1)是待插值点相邻四个点的灰度值。
纠错处理单元预先固化了第3插值结果。
其中，第3插值结果是预先采用与第2插值结果相同的插值算法和插值输入计算的正确的插值结果，是第2插值结果的参照。
Claims (6)
1.一种高安全等级的图像畸变校正装置，其特征在于包括查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器、畸变校正单元和纠错处理单元；所述畸变校正单元包括查找表数据读取模块、编码模块、解码模块、插值算法模块；查找表数据固化单元的输出与查找表数据读取模块输入连接，查找表数据读取模块将读取的查找表数据输出与其连接的编码模块；编码模块对接受的数据进行编码，将编码结果写入与其连接的编码结果存储器，并将查找表数据存储至查找表数据存储器；解码模块的输入端连接查找表数据存储器和编码结果存储器，读取查找表数据存储器的查找表数据，和编码结果存储器的编码结果，利用解码算法进行解码和纠错，将解码后的有效数据送入与其连接的插值模块，并将纠错结果送入与其连接的纠错处理单元；插值模块的输出连接显示设备和纠错处理单元，在图像DE有效时，将插值结果输出至显示设备显示图像畸变校正的图像，在图像的消隐期内，将插值结果输出至纠错处理单元；纠错处理单元根据插值结果和解码模块的结果进行复位处理；所述查找表数据固化单元包括有效查找表数据和测试序列+测试序列查找表数据。
2.一种利用权利要求1所述高安全等级的图像畸变校正装置实现校正的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：查找表数据读取模块读取有效查找表数据、测试序列和测试序列查找表数据送给编码模块；
步骤2：编码模块采用编码算法对查找表数据进行编码，将编码结果写入编码结果存储器；
步骤3：解码模块读取查找表数据存储器和编码结果存储器的查找表数据及编码结果，利用解码算法进行解码和纠错，将解码后的有效数据送入插值模块，并将纠错结果送入纠错处理单元；
步骤4：插值模块，在图像DE有效时，插值模块基于查找表数据获取插值算法所需要的第1待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第1待插值点的灰度值，输出第1插值结果给显示设备；在图像的消隐期内，插值模块基于测试序列查找表数据和测试序列获取插值算法所需要的第2待插值点周围的像素点，利用插值算法得到第2待插值点的灰度值输出第2插值结果给纠错处理单元；当查找表数据错误位数大于解码算法的纠错能力时，输出一个时钟的高电平于纠错处理单元；
纠错处理单元对于解码模块输出纠错结果，当收到高电平时进行累加计数，当计数值超过预先设置的门限值时将计数值清零，并产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始；
步骤5：纠错处理单元对第2插值结果和第3插值结果进行对比检错，当两个结果不相符时，产生复位信号给查找表数据固化单元、查找表数据存储器、编码结果存储器和畸变校正单元，畸变校正返回步骤1重新开始；
所述纠错处理单元预先固化了第3插值结果；所述第3插值结果：预先采用与第2插值结果相同的插值算法和插值输入计算的正确的插值结果，是第2插值结果的参照。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1所述的测试序列的行数是n+1，其中n大于等于3。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1所述的测试序列查找表数据的行数是n，其中n大于等于3。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述编码算法和解码算法采用奇偶校验码或汉明码。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述插值算法采用双线性插值或牛顿插值。
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