計(jì)算機(jī)成像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送的具體實(shí)現(xiàn)

陳武發(fā) 惠州經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

在很多領(lǐng)域中都需要運(yùn)用到計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)，例如在一些飛行員的地面訓(xùn)練過程中，由于一個(gè)有效的場(chǎng)景還原對(duì)于飛行員的訓(xùn)練真實(shí)性和效率有著至關(guān)重要的作用，因此在成像數(shù)據(jù)的傳送中需要在技術(shù)上把好關(guān)。而這類計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)有著三個(gè)方面的特點(diǎn)。第一，對(duì)于實(shí)時(shí)性的把控要求是非常高的，這也是由于技術(shù)應(yīng)用的特征所在；第二，在成像數(shù)據(jù)上的準(zhǔn)確性有一定的要求，包括圖像在實(shí)物中的細(xì)節(jié)體現(xiàn)；第三，在計(jì)算機(jī)成像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送的過程中需要保持相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一個(gè)自動(dòng)生成的狀況。

1 計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)的原理及其組成

了解計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)的原理及其組成對(duì)于分析其數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送的具體實(shí)現(xiàn)有著重要的作用，而本文主要分析的是MCGI-9410T成像系統(tǒng)，下面從五個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述。

1.1 管理計(jì)算機(jī)

成像的基本要求需要根據(jù)相關(guān)人物或角度的眼點(diǎn)進(jìn)行圖像獲取，當(dāng)圖像處于一個(gè)不斷變換的過程這對(duì)于技術(shù)而言要求性比較高。運(yùn)用管理計(jì)算機(jī)的功能能夠很好在這一塊進(jìn)行處理，關(guān)于眼點(diǎn)所獲取的圖像能夠經(jīng)過計(jì)算機(jī)的處理之后而在CRT上顯示其運(yùn)動(dòng)的軌跡。

1.2 視景數(shù)據(jù)庫(kù)

在很多行業(yè)中對(duì)于圖像的清晰度要求很高，比如說(shuō)將一塊抹布進(jìn)行圖像呈現(xiàn)，通過相關(guān)數(shù)據(jù)的傳送不僅需要讓人認(rèn)識(shí)到這是一塊抹布，還需要看清其中的褶皺、紋理，因此在視景數(shù)據(jù)庫(kù)的要求上需要更加精密。一個(gè)有效的視景數(shù)據(jù)庫(kù)需要建立在管理處理器的協(xié)助之下，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像表面的逼真性。

1.3 幾何處理器

在視景數(shù)據(jù)庫(kù)傳送完畢之后，需要提取到圖像中有效的部分，因此還需要加入一個(gè)幾何處理器。幾何處理器最為關(guān)鍵的作用在于對(duì)傳送過來(lái)的圖像剪裁出想要獲取的那一部分，除此之外在圖像表面的背離部分需要得到一定的消除。利用坐標(biāo)法是幾何處理器實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)，其中紋理映射算式系數(shù)對(duì)于整個(gè)圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取有著關(guān)鍵性的作用，包括為了使圖像的呈現(xiàn)更具逼真性而在對(duì)元面上的細(xì)節(jié)劃分。在MCGI-9410T成像系統(tǒng)中使用的幾何處理器為TMS320C25，這種處理器最大的優(yōu)勢(shì)性在于其高速的作用狀態(tài)，因此在計(jì)算機(jī)成像的過程中能夠保證相對(duì)的實(shí)時(shí)性。

1.4 像素處理器

像素處理器的作用主要在于在圖像數(shù)據(jù)獲取之后對(duì)其顏色上的填充，在MCGI-9410T成像系統(tǒng)中利用FPGA芯片的作用以此來(lái)實(shí)現(xiàn)此類功能。除了在顏色上的補(bǔ)充之外，像素處理器還能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的透明化和一些光線上的濃淡處理。

1.5 顯示單元

在計(jì)算機(jī)將圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)化傳送之后，最后需要安裝一個(gè)顯示單元將整個(gè)畫面呈現(xiàn)出來(lái)。顯示單元在技術(shù)上的應(yīng)用涉及到多個(gè)方面，比如說(shuō)FPGA、D/A變換器等，都能夠在顯示功能上起到一定的作用。

2 計(jì)算機(jī)成像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膸讉€(gè)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 實(shí)時(shí)紋理生成系統(tǒng)

紋理生成系統(tǒng)的技術(shù)好壞決定了整個(gè)畫質(zhì)的影響，而在計(jì)算機(jī)成像的過程中還需要保證一定的實(shí)時(shí)性，這就要求了整個(gè)紋理生成系統(tǒng)在相關(guān)圖像參數(shù)計(jì)算中能夠達(dá)到一種速度化和準(zhǔn)確化的狀態(tài)。其中最為關(guān)鍵的技術(shù)在于算法，MCGI-9410T成像系統(tǒng)中運(yùn)用了紋理映射算法和紋理抗混算法，在此類問題上得到了有效的解決。

2.2 快速濃淡算法及生成系統(tǒng)

此系統(tǒng)的核心在于將相鄰像素存在的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行一定的整合，而這類整合主要是基于幾何性的角度出發(fā)，然后整個(gè)圖像的實(shí)時(shí)性在線性內(nèi)插方法的輔助下能夠很好的進(jìn)行呈現(xiàn)。由于圖像需要保證實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵在于算法上的速度提升，而快速濃淡算法及生成系統(tǒng)在進(jìn)行相關(guān)的加法和查表上所需要進(jìn)行的次數(shù)非常少的，進(jìn)而在實(shí)時(shí)性上能夠有著很好的體現(xiàn)。

2.3 FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的應(yīng)用

為了能夠在實(shí)時(shí)性上得到能夠的呈現(xiàn)，還需要安裝一個(gè)相關(guān)芯片對(duì)其邏輯算法進(jìn)行速度提升，而在芯片的選擇上還需要注意其價(jià)格上的選擇，F(xiàn)PGA芯片不僅在價(jià)格上設(shè)置比較合理，還能夠在硬件設(shè)計(jì)方面起到很好的推進(jìn)，在圖像傳送的過程中由于其延遲性小的優(yōu)勢(shì)因此得到了廣泛的應(yīng)用，也是圖像能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)傳送的關(guān)鍵所在。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)成像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送具體實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于系統(tǒng)上的改進(jìn)，相關(guān)的處理器、芯片等在邏輯算法上的速度提升、在延遲時(shí)間上的減少，這樣在圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送所花費(fèi)的時(shí)間才能大大縮短，進(jìn)而體現(xiàn)其實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。

[1]基于軟件流水線的并行多源視頻處理[J].宋漢廣.電視技術(shù).2017(06).

[2]視頻處理在智能交通中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].姜丹，張素卿.電視技術(shù).2013(S2).

[3]圖像與視頻處理教學(xué)過程中的若干思考[J].梅中輝，李曉飛.科技資訊.2009(26).

[4]圖像與視頻處理綜合實(shí)訓(xùn)思考[J].潘子宇，焦良葆.電腦迷.2016(09).