CN110136640A

CN110136640A - 一种基于全息显示装置的图片处理方法及系统

Info

Publication number: CN110136640A
Application number: CN201910407987.1A
Authority: CN
Inventors: 喻世杰; 王禹童; 侯志伟; 蔡壮
Original assignee: Shenzhen Core Motion Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Core Motion Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2019-08-16

Abstract

本发明提供一种基于全息显示装置的图片处理方法及系统，包括：获取待显示的图片的取模坐标，取模坐标为图片的极坐标；根据取模坐标获取图片中对应的像素值，并重新组合为适于全息显示装置显示的图像数据；将图像数据发送至全息显示装置进行存储；全息显示装置的MCU微控制器模拟PWM信号控制LED控制芯片的OE引脚；根据PWM信号将图像数据进行刷新显示。本发明采用DMA技术，将一个地址空间的数据传输到另一个地址空间，提高数据传输速度，增加显示分辨率，有效降低MCU微控制器负载；采用前n次旋转时间平均值，大大降低画面抖动，提高画面的稳定性；通过LED控制芯片的OE引脚模拟PWM信号，从而实现色彩调节和全息显示。

Description

一种基于全息显示装置的图片处理方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，更具体地，涉及一种基于全息显示装置的图片处理方法及系统。

背景技术

全息(Persistence Of Vision，POV，视觉暂留)显示装置，是一种基于人眼视觉暂留原理来成像的显示装置，成像元件LED的排布专为特殊的旋转结构而设计。当装置旋转起来，在每一时刻的每一位置，LED形成的图案会在人眼视网膜形成残影，当装置旋转一周，一副完整的图案得以显示。在足够高的转速和成像速度下，显示的图案最终会形成流畅的视频内容。由于全息旋转显示屏是一个非规则显示屏，所以其显示内容像素数据需要在控制终端 (上位机)进行特殊处理。

目前，全息显示装置在没有定位传感器情况下，无法进行显示画面定位，会造成显示画面不完全，显示画面重叠，显示画面旋转等。无法精准控制显示画面定位，显示效果差。同时，会受到外界气压，空气阻力，内部电源的稳定性等因素会造成画面抖动，画面显示的稳定性差。全息显示装置需要实时计算显示时间，WIFI数据处理，视频/图像数据从SD卡读取，这些都需要经过MCU微控制器运算，传统的单片机控制IO也需要通过MCU微控制器进行控制，在这些需要大量MCU微控制器进行处理的情况下，无法提高显示分辨率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于全息显示装置的图片处理方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：根据本发明的第一方面，提供一种基于全息显示装置的图片处理方法，具体包括步骤：

获取待显示的图片的取模坐标，取模坐标为图片的极坐标；

根据取模坐标获取图片中对应的像素值，并重新组合为基于全息显示装置显示的图像数据；图像数据包括图片的极坐标及其像素值；

将图像数据发送至全息显示装置进行存储；

全息显示装置的MCU微控制器模拟PWM信号控制LED控制芯片的OE 引脚；PWM信号包括高电平信号和低电平信号；

根据PWM信号将所述图像数据进行刷新显示。

优选的，获取待显示的图片的取模坐标，具体包括步骤：

将全息显示装置等同的圆均分为L等份的扇区；圆的半径为r、圆心坐标为C(x0，y0)；每个扇区的圆心角为a＝360/L；

根据全息显示装置的至少一个LED扇叶的LED灯个数E对每个扇区进行分割；

根据圆心坐标计算第k行第m颗LED灯对应的像素坐标(xp，yp)。

优选的，圆的像素坐标(xp，yp)的计算公式为：

优选的，根据PWM信号将图像数据进行刷新显示，具体包括步骤：

S51、记录上一次读取到全息显示装置的定位传感器的位置及时间t1；

S52、记录本次读取到全息显示装置的定位传感器的位置及时间t2；

S53、计算全息显示装置的旋转时间T＝t2-t1；

S54、根据L等份的所述扇区，计算出个每个扇区的扇区时间t＝T/L；

S55、采用DMA技术将图像数据从全息显示装置的存储模块的源数据地址空间复制到LED控制芯片的目标数据地址空间。

优选的，全息显示装置的第n+1圈的旋转时间T_n+1为前面n次的旋转时间的均值：

T_n+1＝(T₁+T₂+T₃+…+T_n)/n。

本发明还提供一种基于全息显示装置的图片处理系统，包括控制终端、以及与控制终端进行无线通信的全息显示装置；

控制终端，用于执行如上文所述的基于全息显示装置的图片处理方法。

优选的，全息显示装置包括MCU微控制器、与MCU微控制器均连接的无线通信模块、定位传感器、存储模块、LED控制芯片以及至少一个LED扇叶，每个LED扇叶上设置有E颗LED灯；

无线通信模块，用于和控制终端进行无线通信；

定位传感器，用于检测全息显示装置的LED扇叶的实时位置；

存储模块，用于存储待显示的图片的图像数据；

LED控制芯片，用于控制全息显示装置的LED扇叶的多个LED灯进行刷新显示。

优选的，还包括与MCU微控制器连接的DMA控制器、以及与DMA控制器连接的缓冲暂存器。

优选的，定位传感器为霍尔传感器。

优选的，LED控制芯片为具有OE引脚的16通道恒流输出芯片；其中，采用9T周期方式通过OE引脚控制LED控制芯片进行高低电平模拟PWM信号输出。

实施本发明基于全息显示装置的图片处理方法及系统的技术方案，具有如下优点或有益效果：本发明图片处理方法采用的是DMA技术，将一个SD 卡地址空间的数据传输到另一个地址空间，提高数据传输速度，增加显示分辨率，有效降低MCU微控制器负载；采用前n次旋转时间平均值，大大降低画面抖动，提高画面的稳定性；通过LED控制芯片的OE引脚模拟PWM信号，从而实现色彩调节及全息显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本发明基于全息显示装置的图片处理方法实施例的流程示意图；

图2是本发明基于全息显示装置的图片处理方法实施例的获取极坐标示意图；

图3是本发明基于全息显示装置的图片处理方法实施例的LED驱动芯片的16通道横流输出示意图；

图4是本发明基于全息显示装置的图片处理方法实施例的9T周期示意图；

图5是本发明基于全息显示装置的图片处理系统实施例的结构示意图。

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，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

如图1-4示出了本发明基于全息显示装置的图片处理方法及系统施例提供的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。本发明基于全息显示装置的图片处理方法，具体包括步骤：

S10、获取待显示的图片的取模坐标，取模坐标为图片的极坐标；

S20、根据取模坐标获取图片中对应的像素值，并重新组合为适于全息显示装置显示的图像数据；具体的，图像数据包括图片的像素值；

S30、将图像数据发送至全息显示装置进行存储；

S40、全息显示装置的MCU微控制器模拟PWM信号控制LED控制芯片的OE引脚；具体的，PWM信号包括高电平信号和低电平信号；

S50、根据PWM信号将图像数据进行刷新显示。

在本实施例中，获取待显示的图片的取模坐标，具体包括步骤：

根据圆心坐标计算第k行第m颗LED灯对应的像素坐标(xp，yp)，具体的，k指的是扇区的数量，其范围小于等于L，m指的是LED灯的颗数，其范围小于等于E。

在本实施例中，圆的像素坐标(xp，yp)的计算公式为：

在本实施例中，S50、根据PWM信号将图像数据进行刷新显示，具体包括步骤：

S51、记录上次读取到全息显示装置的定位传感器的位置及时间t1；

S53、计算全息显示装置的旋转时间T＝t2-t1；

S54、根据L等份的扇区，计算出每个扇区的扇区时间t＝T/L；

S55、采用DMA技术将图像数据从全息显示装置的存储模块的源数据地址空间复制到LED控制芯片的目标数据地址空间。具体的，存储模块指的是 SD卡。

具体的，DMA(Direct Memory Access，直接内存存取)是所有现代智能终端的重要特色，它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于MCU 微控制器的大量中断负载。否则，MCU微控制器需要从来源把每一片段的资料复制到缓冲暂存器，然后把它们再次写回到新的地方。DMA将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间。当MCU微控制器初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA控制器来实行和完成，DMA传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。

在实现DMA传输时，是由DMA控制器直接掌管总线，因此，存在着一个总线控制权转移问题，即DMA传输前，MCU微控制器要把总线控制权交给DMA控制器，而在结束DMA传输后，DMA控制器应立即把总线控制权再交回给MCU微控制器。一个完整的DMA传输过程必须经过DMA请求、 DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤。

在本实施例中，全息显示装置的第n+1圈的旋转时间T_n+1为前面n次的旋转时间的均值：

T_n+1＝(T₁+T₂+T₃+…+T_n)/n。

本发明采用的是DMA技术，将一个地址空间的数据传输到另一个地址空间，提高数据传输速度，增加显示分辨率，有效降低MCU微控制器负载；采用前n次旋转时间的平均值，大大降低画面抖动，提高画面的稳定性；通过 LED控制芯片的OE引脚模拟PWM信号，从而实现色彩调节。

实施例二：

本发明还提供一种基于全息显示装置的图片处理系统实施例，如图5所示，包括控制终端200、以及与控制终端200进行无线通信的全息显示装置 100；其中，控制终端200，用于执行如实施例一所述的基于全息显示装置的图片处理方法。

在本实施例中，全息显示装置100包括MCU微控制器101、与MCU微控制器101均连接的无线通信模块102、定位传感器103、存储模块104、LED 控制芯片105以及至少一个LED扇叶，每个LED扇叶上设置有E颗LED灯；具体的，无线通信模块102，用于和控制终端200进行无线通信；定位传感器 103，用于检测全息显示装置100的LED扇叶的实时位置；存储模块104，用于存储待显示的图片的图像数据，如为SD卡等；LED控制芯片105，用于控制全息显示装置100的每个LED扇叶的LED灯进行刷新显示。更为具体的， MCU微控制器101可以为STM32芯片，如STM32F4系列芯片，也可以是其他系列芯片，或者其他公司其他系列芯片。优选的，全息显示装置包括至少一个LED扇叶，如可以为1、2、3、4个等，优选为4个，每个LED扇叶上均设有多个LED灯，具体数量不在此做限制。

全息显示装置100还包括与MCU微控制器101连接的DMA控制器106、以及与DMA控制器106连接的缓冲暂存器107。优选的，LED控制芯片105 为具有OE引脚的16通道恒流输出芯片；具体的，采用9T周期方式通过OE 引脚控制LED控制芯片105进行高低电平模拟PWM信号输出。更为具体的，霍尔传感器与MCU微控制器设置在一起，而与霍尔传感器磁感应配合的磁石设置在电机的主控制板上。

在本实施例中，定位传感器103为霍尔传感器，霍尔传感器与MCU微控制器101相连，以及与全息显示装置的电机(电机主控芯片)设置在一起的磁石；其中，霍尔传感器103与磁石磁感应配合用于检测电机的实时旋转速度，并反馈至MCU微控制器101。具体的，所述电机每旋转一圈，霍尔传感器电路103会与磁石进行一次磁感应，通过这个可以对LED扇叶进行重新定位以及旋转速度的计算(结合晶振提供的时间来计算)，进而对电机旋转速度进行实时调控，以便更精确控制图像的全息显示。

具体的，缓冲暂存器(Memory Buffer Register)，又称暂存器，它包括输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便MCU微控制器将它取走；后者的作用是用来暂时存放MCU微控制器送往外设的数据。更为具体的，缓冲暂存器107包括第一缓冲暂存器和第二缓冲暂存器，DMA控制器106将存储模块104(SD卡)的数据缓存到第一缓冲暂存器，DMA控制器106将第一缓冲暂存器传输到第二缓冲暂存器，在需要显示时，DMA控制器106将第二缓冲暂存器的数据缓存到LED控制芯片的目标数据地址空间。

本发明采用的是DMA技术，将一个地址空间的数据传输到另外一个地址空间，提高数据传输速度，增加显示分辨率，有效降低MCU微控制器负载；采用前n次旋转时间平均值，大大降低画面抖动，提高画面的稳定性；通过 LED控制芯片的OE引脚模拟PWM信号，从而实现色彩调节。

在阅读完下面将要描述的内容之后，本领域的技术人员应当明白，本文描述的各种特征可通过方法、数据处理系统或计算机程序产品来实现。因此，这些特征可不采用硬件的方式、全部采用软件的方式或者采用硬件和软件结合的方式来表现。此外，上述特征也可采用存储在一种或多种计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式来表现，该计算机可读存储介质中包含计算机可读程序代码段或者指令，其存储在存储介质中。可读存储介质被配置为存储各种类型的数据以支持在装置的操作。可读存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现。如静态硬盘、随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、可编程只读存储器(PROM)、只读存储器(ROM)、光存储设备、磁存储设备、快闪存储器、磁盘或光盘和/或上述设备的组合。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于全息显示装置的图片处理方法，其特征在于，具体包括步骤：

获取待显示的图片的取模坐标，所述取模坐标为所述图片的极坐标；

根据所述取模坐标获取所述图片中对应的像素值，并重新组合为适于所述全息显示装置显示的图像数据；

将所述图像数据发送至所述全息显示装置进行存储；

所述全息显示装置的MCU微控制器模拟PWM信号控制LED控制芯片的OE引脚；所述PWM信号包括高电平信号和低电平信号；

根据所述PWM信号将所述图像数据进行刷新显示。

2.根据权利要求1所述的基于全息显示装置的图片处理方法，其特征在于，获取待显示的图片的取模坐标，具体包括步骤：

将所述全息显示装置等同的圆均分为L等份的扇区；所述圆的半径为r、圆心坐标为C(x0，y0)；每个所述扇区的圆心角为a＝360/L；

根据所述全息显示装置的至少一个LED扇叶的LED灯个数E对每个所述扇区进行分割；

根据所述圆心坐标计算第k行第m颗LED灯对应的像素坐标(xp，yp)。

3.根据权利要求2所述的基于全息显示装置的图片处理方法，其特征在于，所述圆的像素坐标(xp，yp)的计算公式为：

所述

4.根据权利要求2所述的基于全息显示装置的图片处理方法，其特征在于，所述根据所述PWM信号将所述图像数据进行刷新显示，具体包括步骤：

S51、记录上次读取到所述全息显示装置的定位传感器的位置及时间t1；

S52、记录本次读取到所述全息显示装置的定位传感器的位置及时间t2；

S53、计算所述全息显示装置的旋转时间T＝t2-t1；

S54、根据L等份的所述扇区，计算出每个扇区的扇区时间t＝T/L；

S55、采用DMA技术将所述图像数据从所述全息显示装置的存储模块的源数据地址空间复制到LED控制芯片的目标数据地址空间。

5.根据权利要求4所述的基于全息显示装置的图片处理方法，所述全息显示装置的第n+1圈的旋转时间T_n+1为前面n次的旋转时间的均值：

T_n+1＝(T₁+T₂+T₃+…+T_n)/n。

6.一种基于全息显示装置的图片处理系统，其特征在于，包括控制终端(200)、以及与所述控制终端(200)进行无线通信的全息显示装置(100)；

所述控制终端(200)，用于执行如权利要求1-5所述的基于全息显示装置的图片处理方法。

7.根据权利要求6所述的基于全息显示装置的图片处理系统，其特征在于，所述全息显示装置(100)包括MCU微控制器(101)、与所述MCU微控制器(101)均连接的无线通信模块(102)、定位传感器(103)、存储模块(104)、LED控制芯片(105)以及至少一个LED扇叶，每个所述LED扇叶上设置有E颗LED灯；

所述无线通信模块(102)，用于和所述控制终端(200)进行无线通信；

所述定位传感器(103)，用于检测所述全息显示装置(100)的LED扇叶的实时位置；

所述存储模块(104)，用于存储所述待显示的图片的图像数据；

所述LED控制芯片(105)，用于控制所述全息显示装置(100)的多个LED灯进行刷新显示。

8.根据权利要求7所述的基于全息显示装置的图片处理系统，其特征在于，还包括与所述MCU微控制器(101)连接的DMA控制器(106)、以及与所述DMA控制器(106)连接的缓冲暂存器(107)。

9.根据权利要求7所述的基于全息显示装置的图片处理系统，其特征在于，所述定位传感器(103)为霍尔传感器。

10.根据权利要求7所述的基于全息显示装置的图片处理系统，其特征在于，所述LED控制芯片(105)为具有OE引脚的16通道恒流输出芯片；

采用9T周期方式通过所述OE引脚控制所述LED控制芯片(105)进行高低电平模拟PWM信号输出。