基于fpga的任意三角形填充畫面組件生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法，它包括1、獲得三角形的3個頂點的坐標和顏色值；2、在圖像信號發(fā)生器內(nèi)部生成第一塊RAM和第二塊RAM，3、對上述2塊RAM進行初始化，4、生成三角形填充畫面3條邊中各個像素點的水平坐標和垂直坐標，5、得到三角形填充畫面的有效像素點中，每個垂直坐標對應(yīng)的最小水平坐標，6、得到三角形填充畫面的有效像素點中，每個垂直坐標對應(yīng)的最大水平坐標，7、在三角形外接矩形范圍對每個坐標點進行掃描，判斷每個像素點是否位于三角形內(nèi)，對位于三角形內(nèi)的像素點賦予顏色值。本發(fā)明能利用FPGA生成任意三角形填充畫面組件這樣復(fù)雜的邏輯畫面。
【專利說明】基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶模組的測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種基于FPGA (Field - Programmable Gate Array,即現(xiàn)場可編程門陣列）的任意三角形填充畫面組件生成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著家庭影院的日趨流行，大屏幕、高分辨率的液晶顯示器逐漸成為主流，在液晶 顯示器生產(chǎn)過程中，需要通過畫面信號發(fā)生器進行檢測。
[0003] 傳統(tǒng)的畫面信號發(fā)生器以bmp (Bitmap)圖像作為圖像源，在檢測大屏幕和高分辨 率液晶顯示器時，對應(yīng)的bmp圖像數(shù)據(jù)量很大，對信號發(fā)生器硬件要求很高，造成檢測過程 中畫面不流暢的現(xiàn)象。在不增加硬件成本的前提下，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了用FPGA(基于FPGA產(chǎn)生畫 面數(shù)據(jù)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括人機交互模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、圖像信號發(fā)生器、同步 動態(tài)隨機存儲器、同步動態(tài)隨機存儲控制器和圖像輸出編碼模塊，其中，數(shù)據(jù)解析模塊、圖 像信號發(fā)生器、同步動態(tài)隨機存儲器、同步動態(tài)隨機存儲控制器和圖像輸出編碼模塊均為 FPGA的內(nèi)部組件）產(chǎn)生畫面數(shù)據(jù)，即邏輯畫面來代替部分bmp圖像的方案，但僅限于產(chǎn)生 最簡單的邏輯畫面（如水平漸變圖像、矩形邊框圖像和矩形填充圖像等樣式固定不變的圖 像），這樣就存在對液晶顯示器檢測不充分的問題。目前還不能利用FPGA生成任意三角形 填充畫面組件這樣復(fù)雜的邏輯畫面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是要提供一種基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法， 該方法能利用FPGA生成任意三角形填充畫面組件這樣復(fù)雜的邏輯畫面。
[0005] 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法， 其特征在于，它包括如下步驟：
[0006] 步驟1 :根據(jù)需要構(gòu)建的三角形填充畫面的位置信息，控制數(shù)據(jù)解析模塊向圖像 信號發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標；同時，根據(jù)需要構(gòu)建 的三角形填充畫面的顏色信息控制數(shù)據(jù)解析模塊向圖像信號發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面 的顏色值；
[0007] 步驟2 :在圖像信號發(fā)生器內(nèi)部生成第一塊RAM (random access memory,隨機存儲 器）和第二塊RAM，其中第一塊RAM和第二塊RAM的數(shù)據(jù)位寬和深度均相同，其中，第一塊 RAM和第二塊RAM的數(shù)據(jù)位寬均為液晶模組最大水平分辨率位寬，第一塊RAM和第二塊RAM 的深度均為液晶模組最大垂直分辨率；
[0008] 步驟3 :對上述2塊RAM進行初始化，其中，在第一塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均 寫入1，在第二塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均寫入0 ;
[0009] 步驟4 :根據(jù)上述三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標生成三角形 填充畫面3條邊中各個像素點的水平坐標和垂直坐標，上述三角形填充畫面3條邊分別為 三角形填充畫面第一邊、三角形填充畫面第二邊和三角形填充畫面第三邊；
[0010] 步驟5 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第 一塊RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的 水平坐標與對應(yīng)的第一塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標小于對應(yīng)的第一 塊RAM的讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第一塊 RAM ；
[0011] 步驟6 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第 二塊RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的 水平坐標與對應(yīng)的第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標大于對應(yīng)的第二 塊RAM的讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第二塊 RAM ；
[0012] 步驟7 :圖像信號發(fā)生器在三角形填充畫面外接矩形范圍對每個像素點進行掃 描，將掃描到的像素點的垂直坐標值作為RAM讀地址，得到該RAM讀地址下所對應(yīng)的第一 塊RAM讀數(shù)據(jù)和第二塊RAM讀數(shù)據(jù)，其中，第一塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角 形填充畫面邊框中最小的水平坐標值，第二塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角形 填充畫面邊框中最大的水平坐標值，如果像素點的水平坐標大于或等于第一塊RAM的讀數(shù) 據(jù)，且小于或等于第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)則表示該像素點位于三角形填充畫面內(nèi)部，為三角 形填充畫面的有效點，將該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值，否 則為無效點，不對該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值；
[0013] 步驟8 :采用步驟7的方法判斷三角形填充畫面外接矩形范圍內(nèi)的每個像素點是 否位于三角形填充畫面內(nèi)部，對所有位于三角形填充畫面內(nèi)部的像素點均賦予步驟1中的 三角形填充畫面的顏色值即形成了所需的三角形填充畫面。
[0014] 本發(fā)明采用上述的方式實現(xiàn)了基于FPGA的生成任意三角形填充畫面組件這樣復(fù) 雜的邏輯畫面。并且產(chǎn)生的這些復(fù)雜邏輯畫面的數(shù)據(jù)量很小， 申請人:在實施中僅設(shè)計為 8192字節(jié)，不僅能提高FPGA中畫面生成的速度，還可以減少緩存容量，降低硬件成本（傳統(tǒng) 方式以bmp圖像作為圖像源，數(shù)據(jù)量大，對信號發(fā)生器硬件要求高，經(jīng)常會造成檢測過程中 畫面不流暢的現(xiàn)象）。并且由FPGA生成的生成任意三角形填充畫面組件這樣復(fù)雜的邏輯畫 面速度快，使得測試大屏幕、高分辨率液晶模組時的響應(yīng)速度也會較快，提高了液晶模組檢 測過程中畫面的流暢度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為現(xiàn)有基于FPGA產(chǎn)生畫面數(shù)據(jù)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
[0017] 一種基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法，其特征在于，它包括如下步 驟：
[0018] 步驟1 :根據(jù)需要構(gòu)建的三角形填充畫面的位置信息，控制數(shù)據(jù)解析模塊向圖像 信號發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標（這樣能對三角形填充 畫面進行定位）；同時，根據(jù)需要構(gòu)建的三角形填充畫面的顏色信息控制數(shù)據(jù)解析模塊向 圖像信號發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面的顏色值；
[0019] 步驟2 :在圖像信號發(fā)生器內(nèi)部生成第一塊RAM和第二塊RAM，其中第一塊RAM和 第二塊RAM的數(shù)據(jù)位寬和深度均相同，其中，第一塊RAM和第二塊RAM的數(shù)據(jù)位寬均為液 晶模組最大水平分辨率位寬，第一塊RAM和第二塊RAM的深度均為液晶模組最大垂直分辨 率；
[0020] 步驟3 :對上述2塊RAM進行初始化，其中，在第一塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均 寫入1，在第二塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均寫入0 ;
[0021] 步驟4 :根據(jù)上述三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標生成三角形 填充畫面3條邊中各個像素點的水平坐標和垂直坐標，上述三角形填充畫面3條邊分別為 三角形填充畫面第一邊、三角形填充畫面第二邊和三角形填充畫面第三邊；
[0022] 步驟5 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第 一塊RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的 水平坐標與對應(yīng)的第一塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標小于對應(yīng)的第一 塊RAM的讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第一 塊RAM(此步驟能得到三角形填充畫面的有效像素點中，每個垂直坐標對應(yīng)的最小水平坐 標）；
[0023] 步驟6 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第 二塊RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的 水平坐標與對應(yīng)的第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標大于對應(yīng)的第二 塊RAM的讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第二 塊RAM(此步驟能得到三角形填充畫面的有效像素點中，每個垂直坐標對應(yīng)的最大水平坐 標）；
[0024] 步驟7 :圖像信號發(fā)生器在三角形填充畫面外接矩形范圍對每個像素點進行掃 描，將掃描到的像素點的垂直坐標值作為RAM讀地址，得到該RAM讀地址下所對應(yīng)的第一 塊RAM讀數(shù)據(jù)和第二塊RAM讀數(shù)據(jù)，其中，第一塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角 形填充畫面邊框中最小的水平坐標值，第二塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角形 填充畫面邊框中最大的水平坐標值，如果像素點的水平坐標大于或等于第一塊RAM的讀數(shù) 據(jù)，且小于或等于第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)則表示該像素點位于三角形填充畫面內(nèi)部，為三角 形填充畫面的有效點，將該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值，否 則為無效點，不對該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值；
[0025] 步驟8 :采用步驟7的方法判斷三角形填充畫面外接矩形范圍內(nèi)的每個像素點是 否位于三角形填充畫面內(nèi)部，對所有位于三角形填充畫面內(nèi)部的像素點均賦予步驟1中的 三角形填充畫面的顏色值即形成了所需的三角形填充畫面；
[0026] 步驟9 :圖像信號發(fā)生器將生成的上述三角形填充畫面通過同步動態(tài)隨機存儲控 制器存儲到同步動態(tài)隨機存儲器，圖像輸出編碼模塊根據(jù)液晶模組的時序參數(shù)，產(chǎn)生視頻 圖形陣列信號（VGA, Video Graphics Array),并依次產(chǎn)生同步動態(tài)隨機存儲器的讀信號， 將生成的上述三角形填充畫面轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號（LVDS, Low-Voltage Differential Signaling)輸出。
[0027] 上述技術(shù)方案的步驟7中圖像信號發(fā)生器在三角形填充畫面外接矩形范圍對每 個像素點進行掃描的順序為從三角形填充畫面外接矩形范圍的左側(cè)到右側(cè)，再從三角形填 充畫面外接矩形范圍的上端到下端。
[0028] 采用本發(fā)明生成的任意三角形填充畫面組件測試液晶模組時的響應(yīng)快，測試效率 高，三角形填充畫面組件的大小顏色可根據(jù)用戶的需要很方便的進行定義，另外，由于生成 的三角形填充畫面組件的分辨率（分辨率即畫面像素點的個數(shù)，如要點亮一個100*200的 屏，那么就要產(chǎn)生一個水平方向100個像素點，垂直方向200個像素點的圖像）可以在畫圖 時根據(jù)需要進行定義，這樣就可以適應(yīng)各種分辨率的液晶模組，保證了液晶模組測試的充 分可靠。
[0029] 本發(fā)明能降低圖像源數(shù)據(jù)量的原理為：對于BMP圖像，人機交互模塊需要輸入BMP 圖像中每一個像素點的圖像信息，隨著屏幕分辨率的提高，數(shù)據(jù)量就會越來越大。而本發(fā) 明中生成的三角形填充畫面組件為邏輯圖像，它只需要人機交互模塊輸入相關(guān)頂點坐標、 屏幕分辨率、顏色信息即可。這個數(shù)據(jù)量很小，而且不依賴于屏幕分辨率的大小，畫面是由 FPGA生成的。
[0030] 本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法，其特征在于，它包括如下步 驟： 步驟1 :根據(jù)需要構(gòu)建的三角形填充畫面的位置信息，控制數(shù)據(jù)解析模塊向圖像信號 發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標；同時，根據(jù)需要構(gòu)建的三 角形填充畫面的顏色信息控制數(shù)據(jù)解析模塊向圖像信號發(fā)生器發(fā)送三角形填充畫面的顏 色值； 步驟2 :在圖像信號發(fā)生器內(nèi)部生成第一塊RAM和第二塊RAM，其中第一塊RAM和第二 塊RAM的數(shù)據(jù)位寬和深度均相同，其中，第一塊RAM和第二塊RAM的數(shù)據(jù)位寬均為液晶模組 最大水平分辨率位寬，第一塊RAM和第二塊RAM的深度均為液晶模組最大垂直分辨率； 步驟3 :對上述2塊RAM進行初始化，其中，在第一塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均寫入 1，在第二塊RAM中的每個存儲單元內(nèi)均寫入0 ; 步驟4 :根據(jù)上述三角形填充畫面的3個頂點的水平坐標和垂直坐標生成三角形填充 畫面3條邊中各個像素點的水平坐標和垂直坐標，上述三角形填充畫面3條邊分別為三角 形填充畫面第一邊、三角形填充畫面第二邊和三角形填充畫面第三邊； 步驟5 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第一塊 RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的水平坐 標與對應(yīng)的第一塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標小于對應(yīng)的第一塊RAM的 讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第一塊RAM ; 步驟6 :將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的垂直坐標作為讀地址，讀取第二塊 RAM內(nèi)與上述各個讀地址對應(yīng)的讀數(shù)據(jù)，將三角形填充畫面三條邊上每個像素點的水平坐 標與對應(yīng)的第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)比較，如果該像素點的水平坐標大于對應(yīng)的第二塊RAM的 讀數(shù)據(jù)，則以該像素點的水平坐標為寫數(shù)據(jù)，以當前讀地址為寫地址寫入第二塊RAM ; 步驟7:圖像信號發(fā)生器在三角形填充畫面外接矩形范圍對每個像素點進行掃描，將 掃描到的像素點的垂直坐標值作為RAM讀地址，得到該RAM讀地址下所對應(yīng)的第一塊RAM 讀數(shù)據(jù)和第二塊RAM讀數(shù)據(jù)，其中，第一塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角形填充 畫面邊框中最小的水平坐標值，第二塊RAM讀數(shù)據(jù)為該像素點的垂直坐標下三角形填充畫 面邊框中最大的水平坐標值，如果像素點的水平坐標大于或等于第一塊RAM的讀數(shù)據(jù)，且 小于或等于第二塊RAM的讀數(shù)據(jù)則表示該像素點位于三角形填充畫面內(nèi)部，為三角形填充 畫面的有效點，將該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值，否則為無 效點，不對該掃描到的像素點賦予步驟1中的三角形填充畫面的顏色值； 步驟8 :采用步驟7的方法判斷三角形填充畫面外接矩形范圍內(nèi)的每個像素點是否位 于三角形填充畫面內(nèi)部，對所有位于三角形填充畫面內(nèi)部的像素點均賦予步驟1中的三角 形填充畫面的顏色值即形成了所需的三角形填充畫面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法，其特征在 于：所述步驟8后還包括步驟9 :圖像信號發(fā)生器將生成的上述三角形填充畫面通過同步動 態(tài)隨機存儲控制器存儲到同步動態(tài)隨機存儲器，圖像輸出編碼模塊根據(jù)液晶模組的時序參 數(shù)，產(chǎn)生視頻圖形陣列信號，并依次產(chǎn)生同步動態(tài)隨機存儲器的讀信號，將生成的上述三角 形填充畫面轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號輸出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于FPGA的任意三角形填充畫面組件生成方法，其特征 在于：所述步驟7中圖像信號發(fā)生器在三角形填充畫面外接矩形范圍對每個像素點進行掃 描的順序為從三角形填充畫面外接矩形范圍的左側(cè)到右側(cè)，再從三角形填充畫面外接矩形 范圍的上端到下端。
【文檔編號】G09G3/00GK104143304SQ201410340528
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】彭騫, 余勝輝, 歐昌東, 鄧標華, 陳凱, 沈亞非 申請人:武漢精測電子技術(shù)股份有限公司