【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像数据处理，具体为一种基于fpga的星上高速图像处理方法及系统。
技术介绍
1、天文观测产生的数据量巨大，多采用地面观测的方式，数据处理也在地面进行，计算资源丰富，可以直接对原始数据进行计算处理。随着航天技术的发展，太空天文观测取得了巨大的进步，但计算资源受限。
2、fpga主要实现高速图像数据接收，图像数据处理，图像数据存储和图像数据传输，传统的方法是把数据传回地面处理，由于数据量大使传输时间较长，观测效率较低。
3、受大气的影响，在地面进行天文观测效率较低，太空天文观测相比于地面观测有着不可比拟的优越性。天文观测时会引入高斯白噪声，如果将所有的图像传回地面进行处理，因数据量过大会导致观测效率较低。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于fpga的星上高速图像处理方法及系统。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种基于fpga的星上高速图像处理方法，包括以下步骤：
4、数据接收：图像数据经过做串并转换后输入fpga；
5、数据处理：采用累加求平均方法对输入的数据进行实时处理；
6、数据传输：采用四线制lvds按照约定的lvds时序将处理完成的图像数据下发。
7、优选的，数据接收时，根据2711的传输协议区分有效数据和k码，将有效数据进行缓存。
8、优选的，数据处理时，采用fpga和ddr2共同处理，fpga用于处理数据
9、优选的，数据处理的具体流程如下：
10、1）将16bit数据高位补16个0成为32bit数据，在fpga中缓存一行图像数据，即4096×32bit=128kb；
11、2）在行与行之间的间隔将缓存的一行数据并进行存储，依此类推直至处理完4096行数据；
12、3）ddr2工作频率200mhz，每个时钟周期读或写128bit；写入一行数据的时间t=(32bit*4096)/(128bit*200mhz)=5.12us；
13、4）从第二帧开始做累加运算，第二帧第一行数据到来时，读出存储的第一帧第一行的数据，并与输入的第二帧第一行数据相加后缓存，在行间隔时将第一帧第一行和第二帧第一行的累加和并进行存储，依此类推直至第一帧和第二帧的每一行的累加和全部存储；
14、5）第三帧数据到来时，第一行数据与前两帧的累加和相加，新的累加和存储于第二帧数据与第三帧数据的行间隔；
15、6）依次处理直至处理的帧数达到设定值，此时所有帧的累加和均被存储；其中，设定值为设定的叠加帧数，是由上位机发送的。
16、优选的，数据处理时，左旋图像和右旋图像分开处理，分别写入ddr2的不同地址。
17、优选的，图像输出时，从ddr2中读出数据进行截位处理，计算出平均值。
18、一种基于fpga的星上高速图像处理系统，包括图像数据接收模、图像数据处理模块、图像数据存储模块和图像数据传输模块，数据获取模块用于对图像数据进行做串、转换和输入fpga，图像数据处理模块用于对输入的数据进行实时处理，图像数据存储模块用于存储数据处理过程中的累加和，图像数据传输模块用于输出处理后的数据。
19、一种液晶产品，配置有基于fpga的星上高速图像处理系统，用于切换液晶的左旋和右旋。
20、一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述方法的步骤。
21、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、本专利技术一种基于fpga的星上高速图像处理方法根据高斯白噪声均值为零的特点，采用均值算法来对数据进行实时处理，一方面可以减弱高斯白噪声的影响，另一方面可以减少需要传输的数据量。与传统太空天文观测数据处理相比，可以降低高斯白噪声对观测数据的影响，还减少了原始数据量，降低了数据传输所需的时间，提高了观测效率，可应用在太空天文观测的数据处理中，实现观测数据的接收处理和下传功能，提高观测效率。液晶产品通过fpga配置输入液晶的电压信号，实现液晶左旋和右旋切换的控制，光线通过液晶不同状态后，可产生待处理的左右旋数据。
24、进一步的，数据处理过程中仅用fpga来缓存整帧的图像数据容量是远远不够的，必须使用外部的高速存储器件。因此增设ddr2器件可以满足高速大容量的存储要求。高速存储器件ddr2不能同时读写，实现累加求平均的实时处理就需要解决存储器的读写调度问题。
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1.一种基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据接收时，根据2711的传输协议区分有效数据和K码，将有效数据进行缓存。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，采用FPGA和DDR2共同处理，FPGA用于处理数据，DDR2用于存储数据。
4.根据权利要求3所述的基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据处理的具体流程如下：
5.根据权利要求4所述的基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据处理时，左旋图像和右旋图像分开处理，分别写入DDR2的不同地址。
6.根据权利要求1所述的基于FPGA的星上高速图像处理方法，其特征在于，图像输出时，从DDR2中读出数据进行截位处理，计算出平均值。
7.一种基于FPGA的星上高速图像处理系统，其特征在于，包括图像数据接收模、图像数据处理模块、图像数据存储模块和图像数据传输模块，数据获取模块用于对图像数据进行做串、转换和输入F
8.一种液晶产品，其特征在于，配置有权利要求7任一项所述的基于FPGA的星上高速图像处理系统，用于切换液晶的左旋和右旋。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据接收时，根据2711的传输协议区分有效数据和k码，将有效数据进行缓存。
3.根据权利要求1所述的基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，采用fpga和ddr2共同处理，fpga用于处理数据，ddr2用于存储数据。
4.根据权利要求3所述的基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据处理的具体流程如下：
5.根据权利要求4所述的基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，数据处理时，左旋图像和右旋图像分开处理，分别写入ddr2的不同地址。
6.根据权利要求1所述的基于fpga的星上高速图像处理方法，其特征在于，图像输出时，从ddr2中读出数据进行截位处理，计算出平均值。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，高扬，闫博，宛霁，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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