一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，步驟1：將整幅畫面分為可變層圖形與不變層圖形；步驟2：DSP計算可變層圖形中地平線的邊界坐標,及刻度和數(shù)字旋轉(zhuǎn)平移變換后的坐標；步驟3：FPGA讀取所述地平線的邊界坐標、所述刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)生成可變層畫面的邊界標志，然后根據(jù)邊界和顏色的標志計算填充數(shù)據(jù)并寫入幀存儲器中。采用上述方案，利用FPGA運算速度更快的特點執(zhí)行原本由DSP負責的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)，能夠節(jié)省圖形處理時間，且FPGA只需在初始化時對不變層做一次填充，其余時間只需對可變層圖形區(qū)域進行處理填充，減小了填充面積。
【專利說明】一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于嵌入式圖形填充【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當前的基于DSP+FPGA構(gòu)架的圖形填充方法是:DSP計算圖形填充區(qū)域邊界，并將計算的邊界標志存入幀存儲器；FPGA讀取幀存儲器中的邊界標志進行填充。整個填充過程如下:
[0003]首先DSP將幀存儲器中舊畫面的邊界標志全部清除；然后完成新畫面的區(qū)域邊界計算；通過逐像素行進行處理，判斷每個像素行上哪些像素在邊界和地平線上，并將這些像素在幀存儲器中做上標志；最后將填充區(qū)域內(nèi)的刻度、字符等其它圖形寫入幀存儲器。
[0004]DSP完成填充區(qū)域邊界的標志后，由FPGA完成全姿態(tài)指示儀畫面的填充。FPGA用水平線進行掃描，掃描某像素行時，從幀存儲器中讀取像素數(shù)據(jù)，根據(jù)邊界點標志判斷像素是否在填充區(qū)域內(nèi)。若像素在填充區(qū)域外，則填充背景色；若像素在填充區(qū)域內(nèi)，先判斷該像素是否屬于字符、刻度線等圖形，若是，則直接把幀存中顏色數(shù)據(jù)輸出；否則FPGA再根據(jù)幀存儲器中的地平線的標志填充褐色或藍色。
[0005]在當前的圖形填充方案中，F(xiàn)PGA承擔的工作有限，DSP的工作仍然比較復雜。DSP不僅負責天地球、直線、圓和字符等圖形邊界的計算，還要執(zhí)行耗時很多的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)；而FPGA只負責對舊畫面的消隱和對DSP生成區(qū)域的填充，限制了速度的進一步提聞。
[0006]從圖形算法上看，DSP在執(zhí)行圖形邊界計算時，是在整幅畫面上進行統(tǒng)一的算法處理，并未針對機載全姿態(tài)指示儀畫面的特點設(shè)計專用的算法。
[0007]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，主要解決在全姿態(tài)指示儀圖形畫面填充處理過程中DSP耗時相對較長的技術(shù)問題，提供一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其中，包括以下
[0011]步驟:
[0012]步驟1:將整幅畫面分為可變層圖形與不變層圖形，所述可變層圖形位于下層，所述不變層圖形位于上層；
[0013]步驟2 =DSP計算可變層圖形中地平線的邊界坐標，然后對可變層圖形中俯仰指示刻度和可變化的刻度及可變化數(shù)字進行旋轉(zhuǎn)平移變換，得到刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)，進而將所述地平線的邊界坐標、所述刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)發(fā)送給FPGA ；
[0014]步驟3 =FPGA讀取所述地平線的邊界坐標、所述刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)生成可變層畫面的邊界標志，然后根據(jù)邊界和顏色的標志計算填充數(shù)據(jù)并寫入幀存儲器中。
[0015]所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其中，所述步驟I中，所述可變層圖形包括天地球畫面、俯仰指示刻度和可變化的刻度及可變化的數(shù)字。
[0016]所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其中，所述步驟I中，所述天地球畫面由天、地和地平線組成，并設(shè)置所述天地球畫面在所述可變層圖形中的位置是固定的，只計算地平線的邊界坐標；對所述俯仰指示刻度、所述可變化的刻度及所述可變化的數(shù)字進行旋轉(zhuǎn)平移變換。
[0017]所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其中，所述步驟I中，所述不變層圖形包括旋轉(zhuǎn)指示刻度、飛機標志、數(shù)值顯示邊框及預設(shè)的不會變化的圖形。
[0018]所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其中，所述步驟I中，所述不變層圖形設(shè)置顯示內(nèi)容之外的內(nèi)容為透明色。
[0019]采用上述方案，圖形的分層便于對全姿態(tài)指示儀畫面顯示做針對性的處理:DSP只需計算地平線、刻度線、字符等可變層圖形的邊界坐標，并將這些坐標參數(shù)直接傳給FPGA，不再執(zhí)行原本耗時很多的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)，簡化DSP的工作內(nèi)容，節(jié)省了DSP訪問幀存儲器的時間；利用FPGA運算速度更快的特點執(zhí)行原本由DSP負責的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)，能夠節(jié)省圖形處理時間，且FPGA只需在初始化時對不變層做一次填充，其余時間只需對可變層圖形區(qū)域進行處理填充，減小了填充面積，節(jié)省了圖形填充時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022]實施例
[0023]本發(fā)明技術(shù)方案依然基于DSP+FPGA構(gòu)架，但是對DSP和FPGA的分工做了重新劃分，DSP只負責地平線邊界坐標的計算和數(shù)字及刻度的坐標變換，而FPGA負責邊界的標志和所有圖形區(qū)域的填充，降低了 DSP的工作復雜度；另外，針對機載全姿態(tài)指示儀畫面的特點做了圖形分層處理，以減輕圖形邊界的計算和減少圖形填充的面積。
[0024]根據(jù)機載全姿態(tài)指示儀顯示畫面的屬性將整幅畫面分為兩層:可變層與不變層?？勺儗影ㄌ斓厍虍嬅?、俯仰指示刻度和一些變化的刻度及數(shù)字，位于下層；不變層包括旋轉(zhuǎn)指示刻度、飛機標志、數(shù)值顯示邊框等一些不會變化的圖形，位于上層。不變層除了要顯示的內(nèi)容外，都設(shè)置為透明色，這樣兩個圖層相互疊加，就可以得到需要的顯示畫面。
[0025]天地球畫面由天、地和地平線組成，所占面積大，但是天地球畫面在可變層上的位置是固定的，且分布簡單，因此單獨為天地球畫面設(shè)計了一個處理模塊，這樣只需計算地平線的邊界坐標就能完成對天地球的填充；俯仰指示刻度和一些變化的刻度及數(shù)字畫面分布復雜，但是所占面積小，即使對每個刻度及字符做旋轉(zhuǎn)平移變換，計算邊界坐標的時間復雜度也很小。這樣處理層次清晰，算法簡單明了，避免了混合在一起計算時的算法復雜度。
[0026]整個圖形填充過程就是一個針對可變層圖形進行處理填充的過程。
[0027]首先DSP計算可變層地平線的邊界坐標，然后對俯仰指示刻度和一些變化的刻度及數(shù)字進行旋轉(zhuǎn)平移變換，得到刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)，進而將這些邊界坐標參數(shù)發(fā)送給FPGA。
[0028]FPGA讀取從DSP傳來的邊界坐標信息，生成可變層畫面的邊界標志，然后根據(jù)邊界和顏色的標志計算填充數(shù)據(jù)并寫入幀存儲器中。圖形填充過程共有五個狀態(tài)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換如圖1所示。
[0029]StateO:讀取外部FIFO中的邊界坐標數(shù)據(jù)，若FIFO為空轉(zhuǎn)到statel，否則轉(zhuǎn)到stateO繼續(xù)判斷；
[0030]statel:根據(jù)邊界坐標的數(shù)據(jù)生成可變層畫面的邊界標志，并將其以掃描線數(shù)組的方式存儲起來，然后轉(zhuǎn)到state2 ；
[0031]state2:根據(jù)掃描線的標志位判斷要填充的顏色，并向幀存儲器的相應地址寫入該顏色值，然后判斷是否將該條掃描線前半段的數(shù)據(jù)寫完，若已寫完則轉(zhuǎn)到state3，如果該條掃描線只有一段數(shù)據(jù)，則寫完后轉(zhuǎn)入state4，否則轉(zhuǎn)到state2繼續(xù)寫下一個數(shù)據(jù)；
[0032]state3:寫該條掃描線后半段數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)到state4 ；
[0033]state4:判斷整條掃描線的數(shù)據(jù)是否寫完，若寫完則轉(zhuǎn)到stateO開始下一條掃描線的讀寫，否則轉(zhuǎn)到state3繼續(xù)寫該條掃描線的數(shù)據(jù)。
[0034]采用上述方案，圖形的分層便于對全姿態(tài)指示儀畫面顯示做針對性的處理:DSP只需計算地平線、刻度線、字符等可變層圖形的邊界坐標，并將這些坐標參數(shù)直接傳給FPGA，不再執(zhí)行原本耗時很多的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)，簡化DSP的工作內(nèi)容，節(jié)省了DSP訪問幀存儲器的時間；利用FPGA運算速度更快的特點執(zhí)行原本由DSP負責的邊界標志處理和填充環(huán)節(jié)，能夠節(jié)省圖形處理時間，且FPGA只需在初始化時對不變層做一次填充，其余時間只需對可變層圖形區(qū)域進行處理填充，減小了填充面積，節(jié)省了圖形填充時間。
[0035]應當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:將整幅畫面分為可變層圖形與不變層圖形，所述可變層圖形位于下層，所述不變層圖形位于上層； 步驟2 =DSP計算可變層圖形中地平線的邊界坐標，然后對可變層圖形中俯仰指示刻度和可變化的刻度及可變化數(shù)字進行旋轉(zhuǎn)平移變換，得到刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)，進而將所述地平線的邊界坐標、所述刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)發(fā)送給FPGA ； 步驟3 =FPGA讀取所述地平線的邊界坐標、所述刻度和數(shù)字的坐標參數(shù)生成可變層畫面的邊界標志，然后根據(jù)邊界和顏色的標志計算填充數(shù)據(jù)并寫入幀存儲器中。
2.如權(quán)利要求1所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其特征在于，所述步驟I中，所述可變層圖形包括天地球畫面、俯仰指示刻度和可變化的刻度及可變化的數(shù)字。
3.如權(quán)利要求2所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其特征在于，所述步驟I中，所述天地球畫面由天、地和地平線組成，并設(shè)置所述天地球畫面在所述可變層圖形中的位置是固定的，只計算地平線的邊界坐標；對所述俯仰指示刻度、所述可變化的刻度及所述可變化的數(shù)字進行旋轉(zhuǎn)平移變換。
4.如權(quán)利要求1所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其特征在于，所述步驟I中，所述不變層圖形包括旋轉(zhuǎn)指示刻度、飛機標志、數(shù)值顯示邊框及預設(shè)的不會變化的圖形。
5.如權(quán)利要求4所述的應用于機載全姿態(tài)指示儀的嵌入式圖形填充方法，其特征在于，所述步驟I中，所述不變層圖形設(shè)置顯示內(nèi)容之外的內(nèi)容為透明色。
【文檔編號】G06T1/20GK104240178SQ201410486180
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】王建中, 宋志剛, 董建濤 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所