FPGA实现的电视测角仪双三次插值视场变换系统

"基于图像插值的电视测角仪视场变换系统设计，通过FPGA实现，采用双三次插值法优化视场变换，设计查表模块节省资源" 电视测角仪是军事或科研设备中的一种关键组件，它能提供电视信号以辅助定位和测量目标的角度。在某些特定的应用场景中，电视测角仪需要具备改变视场大小的能力，以适应不同的检测需求。本设计针对这一需求，提出了一种基于图像插值技术的视场变换系统。 图像插值是一种图像处理技术，用于在给定像素点之间创建新的像素点，目的是提高图像分辨率或者调整图像尺寸。双三次插值是一种广泛应用的插值方法，它利用待插值点周围的16个像素点进行三次插值运算，以获取更平滑的图像效果。在本设计中，选择了双三次插值算法，并且特别选取了自由变量a为-0.5，以利用其在4x4邻域内的最优效果。双三次插值核函数的公式表达式如下（此处省略具体公式，通常涉及多项式权重计算）。 系统总体设计包括三个主要步骤：首先是模拟电视信号的数字化，通过A/D转换器（如ADV7181）将PAL制电视信号转换为数字信号；其次是图像数据处理，FPGA内部模块接收并解析这些数字信号，当接收到视场变换命令时，对图像数据进行双三次插值运算；最后是数字信号的模拟化，经过插值处理的图像数据与消隐信号、同步信号一起通过D/A转换器（如ADV7123）还原为模拟信号，然后发送到显示器显示。如果没有视场变换命令，系统则直接输出原始电视信号。 硬件设计方面，FPGA系统选用了Altera公司的CycloneII系列EP2C35芯片，搭配必要的电源、晶振、SDRAM和配置电路。SDRAM用于存储大量图像数据，确保处理速度。A/D转换电路中的ADV7181芯片能处理多种格式的模拟视频信号，而D/A转换电路中的ADV7123则负责将处理后的数字信号转换回模拟信号。 为了简化FPGA的计算负担并节省资源，设计了查表模块来替代复杂的权值计算。这种方法提高了系统的实时性和效率，降低了硬件复杂度，使得整个系统更加适合实际应用。 该设计提供了一种有效的电视测角仪视场变换解决方案，通过FPGA实现的双三次插值算法和查表技术，能够在不牺牲性能的情况下，实现灵活的视场调整，满足不同应用场景的需求。