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面向特种LCD图像处理方法与FPGA实现研究资料说明
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随着数字化作战模式的发展，在机载、舰载、装甲车辆等军用装备中将越来越多地要求使用轻、薄和节能的液晶显示器（LCD），因此，LCD在军事领域将有巨大的应用前景。但是，军用LCD在性能方面有一些特殊的要求，例如工作温度范围、对比度、夜视兼容和抗阳光等。而目前通用的商用LCD显示控制板存在着工作温度范围窄（0℃～40“C）、亮度和对比度调节范围过小的缺点。不适用于高低温（-40℃～65℃）和特殊光照条件（过亮／过暗）的作战环境。所以。几乎全部军用特种LCD都是由商用LCD“加固”而成。采用加热加固的方法会使LCD的功耗增加、可靠性降低和体积变大，而且加固后的LCD功能单
一、系统兼容性差。
为此，本文研究特种LCD的图像处理方法和FPGA实现方案，并研制出基于FPGA的若干实际应用系统，有效地解决目前存在的问题。本文主要研究内容为：
（1）给出一种基于彩色空间变换的色彩调整方法，在YCrCb空间内实现亮度和色度分离，避免了RGB空间两者同时变化造成偏色和失真的现象，并在FPGA内采用流水线结构改进3阶矩阵运算的逻辑结构，节省出213的逻辑资源，提高了模块的蠼高运行速度；提出一种基于图像均值的直方图扩展对比度调整算法，它是以一帧图像的灰度均值为中心进行直方图扩展，具有灰度自适应性，效果优于现有的方法；采用摹于6点的LCD Gamma校正法．在Gamma曲线的每个小分段内分别进行拟合，提高彩色还原的准确性，加快了校正速度，并在FPGA内利用双端12 RAM设计出具有可编程特性的LCD Gamma校正模块。
（2）研究利用FPGA实现图像实时缩放处理的方法．选择能够满足特种LCD要求的双线性插值法作为研究对象，实时计算插值系数dx和dy．并采用流水线结构进行插值计算，仅使用FPGA中的3个双端口RAM来缓冲图像数据，没有外扩大容量帧存储器，降低了成本，提高特种LCD的系统兼容性。
（3）设计一种针对特种LCD更为简捷、有效的隔行转逐行扫描的实现方案，即利用图像实时缩放的方法，把一场图像缩放到LCD的分辨率，实现复合视频图像在LCD的“满屏”显示．改善现有特种LCD在显示隔行扫描的复合视频信号时，遇到圈像信息丢失或显示效果不佳的问题。
（4）设计出一种基于字符和位图的数字OSD控制核，合理使用分布式RAM和块RAM两种逻辑资源来存储字符和位图信息，OSD图像由数字逻辑自动合成t编程简单灵活，使特种LCD的参数调整更加方便。
（5）研制成功基于FPGA的特种LCD显示控制板，能显示三种分辨率640×480，900X600。1024×768的图像信号：支持宽范围的亮度、对比度、显示位置等参数的实时调整
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chenlance2979
2021-05-31
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