關(guān)系O
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明提出一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)，通過(guò)模擬視頻采集電路和數(shù)字視頻采集電路同時(shí)分別接收PAL制式模擬視頻數(shù)據(jù)和串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)，能夠全過(guò)程同時(shí)采集處理模擬視頻數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明計(jì)算機(jī)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]如圖1所示，一種新型集成一體化末制導(dǎo)圖像處理計(jì)算機(jī)包括電源電路1、數(shù)字視頻采集電路2、模擬視頻采集電路3、圖像預(yù)處理電路4、圖像處理電路5、對(duì)外通信接口電路
6、視頻輸出電路7、圖像裝訂電路8，其中
[0031]電源電路I對(duì)數(shù)字視頻采集電路2、模擬視頻采集電路3、圖像預(yù)處理電路4、圖像處理電路5、對(duì)外通信接口電路6、視頻輸出電路7、圖像裝訂電路8進(jìn)行供電。
[0032]數(shù)字視頻采集電路2接收采用INS/GPS+圖像末制導(dǎo)體制的制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的LVDS格式的串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)后進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到16位并行圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給圖像預(yù)處理電路4，其中，本發(fā)明制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)支持紅外光、可見(jiàn)光。
[0033]模擬視頻采集電路3接收采用INS/GPS+圖像末制導(dǎo)體制的制導(dǎo)武器中導(dǎo)引頭光電探測(cè)系統(tǒng)輸出的PAL制式模擬視頻輸入后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過(guò)鉗位、濾波等處理最終轉(zhuǎn)換成符合ITU-R BT.656接口模式的YUV-4:2: 2格式的視頻數(shù)據(jù)流，將得到的視頻數(shù)據(jù)流送至圖像預(yù)處理電路4、圖像處理電路5。
[0034]圖像預(yù)處理電路4接收模擬視頻采集電路3發(fā)送的YUV-4:2:2格式的視頻數(shù)據(jù)流后進(jìn)行直方圖均衡、銳化、去除白噪聲等圖像預(yù)處理，得到預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流并送至圖像處理電路5、圖像輸出電路7;圖像預(yù)處理電路4也接收數(shù)字視頻采集電路2發(fā)送的16位并行圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)光電探測(cè)系統(tǒng)約定的數(shù)據(jù)協(xié)議解算出YUV-4:2: 2格式的視頻數(shù)據(jù)，再進(jìn)行直方圖均衡、銳化、去除白噪聲等圖像預(yù)處理，得到預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流，將預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流送至圖像處理電路5、視頻輸出電路7;圖像預(yù)處理電路4還可接收對(duì)外通信接口電路6輸出的串行數(shù)據(jù)，通過(guò)串口收發(fā)邏輯轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，輸出到圖像處理電路5，也可接收?qǐng)D像處理電路輸出的并行數(shù)據(jù)，通過(guò)串口收發(fā)邏輯轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，發(fā)送到對(duì)外通信接口電路6。
[0035]圖像處理電路5接收?qǐng)D像預(yù)處理電路4發(fā)送的并行數(shù)據(jù)(包括控制指令、圖像處理算法、目標(biāo)圖像信息)后送至圖像裝訂電路8;接收模擬視頻采集電路3發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)流、圖像預(yù)處理電路4發(fā)送的預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流，進(jìn)行圖像分割，并接收?qǐng)D像裝訂電路8加載的目標(biāo)圖像，使用圖像裝訂電路8加載的圖像處理算法對(duì)比目標(biāo)圖像、模擬視頻采集電路3發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)流(或者圖像預(yù)處理電路4發(fā)送的預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流)，進(jìn)行圖像匹配和圖像識(shí)別，鎖定攻擊目標(biāo)并利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤算法進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)，得到圖像分割、圖像匹配、圖像識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤等算法處理后的視頻數(shù)據(jù)流并實(shí)時(shí)得到當(dāng)前位置(視頻數(shù)據(jù)流或預(yù)處理后的視頻數(shù)據(jù)流中待攻擊的目標(biāo)位置)和目標(biāo)(目標(biāo)圖像中的目標(biāo)實(shí)際形狀、位置)的角度偏差數(shù)據(jù)，將角度偏差數(shù)據(jù)送至圖像預(yù)處理電路4中，利用圖像預(yù)處理電路4中擴(kuò)展的串口收發(fā)邏輯，將角度偏差信息送至對(duì)外通信接口電路6;將經(jīng)過(guò)圖像分割、圖像匹配、圖像識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤等算法處理后的視頻數(shù)據(jù)流發(fā)送至視頻輸出電路7。
[0036]對(duì)外通信接口電路6接收彈載控制系統(tǒng)28和光電探測(cè)系統(tǒng)24發(fā)出的差分串行數(shù)據(jù)，包括控制指令、圖像處理程序、目標(biāo)圖像信息等，轉(zhuǎn)換成非差分串行數(shù)據(jù)，輸出到圖像預(yù)處理電路4中；對(duì)外通信接口電路也可接收?qǐng)D像預(yù)處理電路4中發(fā)出的非差分串行數(shù)據(jù)，包括控制指令、角度偏差信息等，轉(zhuǎn)換成差分串行數(shù)據(jù)，輸出到彈載控制系統(tǒng)28，彈載控制系統(tǒng)28根據(jù)圖像處理電路5發(fā)送的角度偏差數(shù)據(jù)控制制導(dǎo)武器運(yùn)動(dòng)，直至實(shí)現(xiàn)對(duì)待攻擊目標(biāo)的準(zhǔn)確打擊。
[0037]視頻輸出電路7接收?qǐng)D像預(yù)處理電路4發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)流和圖像處理電路5發(fā)送的處理后的視頻數(shù)據(jù)流，分別進(jìn)行數(shù)字視頻編碼，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的PAL制式模擬視頻，輸出到彈載控制系統(tǒng)28。
[0038]圖像裝訂電路8接收?qǐng)D像處理電路5輸出的目標(biāo)圖像信息和圖像處理算法，通過(guò)圖像處理電路5運(yùn)行的燒寫程序，設(shè)置目標(biāo)圖像信息和圖像處理程序各自的存儲(chǔ)空間，并將目標(biāo)圖像信息和圖像處理程序燒寫在相應(yīng)的存儲(chǔ)空間中；當(dāng)上電重啟時(shí)，圖像裝訂電路8根據(jù)圖像處理電路運(yùn)行的boot程序，將圖像處理算法和目標(biāo)圖像信息輸出到圖像處理電路5中。
[0039]如圖2所示，數(shù)字視頻采集電路2接收串行數(shù)字差分視頻數(shù)據(jù)后使用LVDS接收芯片DS90CR216A 10轉(zhuǎn)換成16位并行圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給圖像預(yù)處理電路4中的FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13，模擬視頻采集電路3接收PAL制式模擬視頻輸入后通過(guò)視頻解碼芯片進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過(guò)鉗位、濾波最終轉(zhuǎn)換成符合ITU-R BT.656接口模式的YUV-4:2:2格式的視頻數(shù)據(jù)流，然后送至DSP芯片TMS320DM6437 16的視頻處理前端(VPFE)和FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13。對(duì)視頻解碼芯片的控制可通過(guò)圖2中DSP的12C模塊17以及FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13擴(kuò)展的I2C邏輯，配置解碼芯片內(nèi)部的控制寄存器完成，圖像預(yù)處理電路4中的FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13接收模擬視頻采集電路3和數(shù)字視頻采集電路2輸出的數(shù)字視頻信號(hào)，通過(guò)硬件邏輯實(shí)現(xiàn)直方圖均衡、銳化、去除白噪聲等圖像預(yù)處理，并將處理后的視頻數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)緩沖電路DDR2芯片MT47H32M16HR 12中。由ISE生成的用于對(duì)FPGA芯片進(jìn)行上電配置的燒寫文件通過(guò)JTAG調(diào)試接口燒寫到PROM 14中，為了縮短啟動(dòng)時(shí)間，利用Master SelectMAP模式設(shè)計(jì)PROM 14與FPGA的連接電路，圖像處理電路5中的DSP芯片TMS320DM6437 16接收模擬視頻采集電路3輸出的數(shù)字視頻信號(hào)，同時(shí)也可以通過(guò)EMIF接口 18，接收經(jīng)過(guò)FPGA芯片預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，將視頻圖像存放在數(shù)據(jù)緩沖電路DDR2芯片MT47H32M16HR 15中，并通過(guò)固化在圖像裝訂電路8中的圖像處理算法，比對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)、預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)以及圖像裝訂電路8中的目標(biāo)圖像，提取特征量，配合彈載計(jì)算機(jī)和彈上舵機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行定位和跟蹤，對(duì)外通信接口電路6利用MAX3491E 11實(shí)現(xiàn)邏輯電平和RS422差分電平的相互轉(zhuǎn)換，MAX3491E 11的串行數(shù)據(jù)端和FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13相連，圖像處理計(jì)算機(jī)通過(guò)FPGA擴(kuò)展的邏輯完成多路串口功能；其差分?jǐn)?shù)據(jù)端和彈上計(jì)算機(jī)及光電探測(cè)系統(tǒng)相連。圖像處理計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)外通信接口電路6收發(fā)彈上計(jì)算機(jī)及光電探測(cè)系統(tǒng)的控制指令，視頻輸出電路7設(shè)計(jì)兩條視頻輸出通路，一路經(jīng)由DSP芯片TMS320DM6437 16集成的視頻輸出后端(VPBE)模塊輸出PAL制式模擬視頻至彈上的視頻存儲(chǔ)設(shè)備或顯示設(shè)備，一路通過(guò)FPGA芯片XC6SLX150-2FGG484I 13預(yù)處理后，經(jīng)過(guò)視頻編碼器ADV7343 9編碼后輸出PAL制式模擬視頻數(shù)據(jù)至彈上的視頻存儲(chǔ)設(shè)備或顯示設(shè)備，對(duì)視頻編碼器ADV7343 9的控制可通過(guò)DSP的12C模塊17以及FPGA芯片X