專利名稱：基于d3d顏色融合技術(shù)的雷達(dá)視頻渲染顯示的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)視頻信號(hào)實(shí)時(shí)顯示技術(shù)，采用Direct3D顏色融合(AlphaBlending)技術(shù)對(duì)P顯、A顯、余輝等顯示效果在滿足實(shí)時(shí)性要求下更清晰更多樣化的顯示，這對(duì)于雷達(dá)終端操控人員更好更快地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
二
背景技術(shù)：
雷達(dá)視頻的軟件化顯示既可以采用⑶I+技術(shù)，也可以采用D3D或OpenGL技術(shù)進(jìn)行顯示。當(dāng)采用⑶I+技術(shù)進(jìn)行雷達(dá)視頻顯示時(shí)，雖然API函數(shù)眾多，實(shí)現(xiàn)簡單，但是由于在顯卡硬件層和應(yīng)用層之間還需要解釋層來進(jìn)行程序解釋，因此程序執(zhí)行效率較低，無法在滿足實(shí)時(shí)性要求的前提下實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻的無極縮放等一系列復(fù)雜顯示渲染功能。當(dāng)采用D3D或者OpenGL進(jìn)行簡單紋理映射渲染來顯示雷達(dá)視頻時(shí)，雖然滿足實(shí)時(shí)性要求，但是當(dāng)用紋理坐標(biāo)變換技術(shù)進(jìn)行無極縮放時(shí)，GPU按照一定的插值算法(例如鄰近插值、二次線 性插值、二次立方插值等)進(jìn)行圖像縮放，由此獲得的圖像清晰度較差，圖像分辨率與雷達(dá)視頻進(jìn)行坐標(biāo)變換后的分辨率比例尺不一致。此外，對(duì)于余輝顯示，A顯的模擬顯示效果實(shí)現(xiàn)起來都非常復(fù)雜，并且顯示效果都不盡如人意。本方案基于D3D的顏色融合(Alpha Blending)技術(shù),對(duì)雷達(dá)視頻進(jìn)行特殊效果顯示，在滿足實(shí)時(shí)性要求的前提下對(duì)雷達(dá)視頻的顯示效果進(jìn)行優(yōu)化，使得雷達(dá)視頻信號(hào)的顯示效果更清晰更多樣化。
三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于商用計(jì)算機(jī)構(gòu)架的雷達(dá)視頻信息實(shí)時(shí)渲染顯示方法。本發(fā)明首先對(duì)雷達(dá)視頻信號(hào)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及比例尺映射表對(duì)摩爾紋產(chǎn)生點(diǎn)進(jìn)行插值補(bǔ)償，然后通過D3D融合技術(shù)對(duì)雷達(dá)視頻進(jìn)行余輝渲染顯示。在P顯或A顯界面需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)變換(例如無極縮放、拉伸、平移等)時(shí)，首先用簡單紋理坐標(biāo)變換法，把顯示畫面尺寸變換到位，進(jìn)行粗顯，同時(shí)生成動(dòng)態(tài)映射表，對(duì)視頻畫面精度比例尺重新調(diào)整計(jì)算，刷新顯示圖像。一方面采用D3D的顏色融合技術(shù)對(duì)雷達(dá)視頻信息進(jìn)行渲染顯示，通過增加顏色融合度，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)P顯視頻的Block化顯示，使P顯中的小目標(biāo)和大目標(biāo)塊狀化，易于終端操作人員觀察目標(biāo)，并判斷出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢；而減小融合度后，再通過插值算法進(jìn)行摩爾紋補(bǔ)償，目標(biāo)細(xì)節(jié)補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻的細(xì)節(jié)精確顯示。另一方面通過動(dòng)態(tài)比例映射表的建立來實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻無極縮放中的紋理與視頻精度比例尺不一致問題。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案為技術(shù)的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)為Visual Studio 2005，硬件平臺(tái)為雙核處理器、主頻2. 4GHZ，4G內(nèi)存，顯卡GPU為完全支持DirectX 9. O及以上版本的芯片，操作系統(tǒng)為Windows XP0通過網(wǎng)絡(luò)同時(shí)接入的雷達(dá)視頻數(shù)量為三部，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為UDP協(xié)議，P顯大小為1500*1600的矩形。摩爾紋插值算法為二次線性算法。圖像補(bǔ)償BLOCK方法為形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算方法。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻無極縮放，并且不損失精度，不會(huì)產(chǎn)生摩爾紋；可實(shí)現(xiàn)A顯及P顯的余輝顯示，顯示效果接近P型熒光顯示器；可對(duì)P顯目標(biāo)進(jìn)行Block化顯示，便于操控人員區(qū)分目標(biāo)的大小及數(shù)量。
四


圖I是顏色循環(huán)混合實(shí)現(xiàn)余輝效果原理示意圖。其中A、用于混合的目的像素，B。、最初的現(xiàn)實(shí)圖，B1、第I次混合后的顯示圖，Bn^第m-Ι次混合后的顯示圖，Bm、第m次混合后的顯示圖。圖2是無極縮放實(shí)現(xiàn)方法流程圖。
五具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體實(shí)施步驟為I.對(duì)雷達(dá)視頻信息進(jìn)行坐標(biāo)變換，坐標(biāo)變換包括如下內(nèi)容a)雷達(dá)視頻信息到P顯的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)變換；b)A顯幅度值到直角坐標(biāo)的高度變換；2.摩爾紋的補(bǔ)償，通過映射表找到摩爾紋的產(chǎn)生點(diǎn)，進(jìn)行改良的雙線性插值；首先按照距離單元上對(duì)幅度值進(jìn)行一次線性插值，再在方位上對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行一次線性插值，摩爾紋產(chǎn)生點(diǎn)的幅度為兩次插值的均值。3.建立P顯余輝模型，通過設(shè)定合適的混合函數(shù)，再根據(jù)源像素和目的像素的Alpha值將源像素和目的像素的顏色進(jìn)行混合，然后混合后的結(jié)果顏色輸出到渲染表面當(dāng)前像素位置。Alpha混合公式如下C = <r, g, b, a>(I)F = <fr, fg, fb, fa>(2)Cf = <rfr, gfg, bfb, afa>(3)Cf s = <FUNC> (Csfs, Cdfd)(4)其中，式(I)中的C表示源像素或目的像素的顏色值；式(2)中的f表示源像素或目的像素的混合因子；式(3)中的Cf表示源像素或目的像素經(jīng)過自身混合作用后得到的顏色值；式(4)中的C’表示源像素和目的像素經(jīng)過自身混合因子作用后得到的顏色值再經(jīng)過混合函數(shù)<FUNC>作用后輸出顏色值，下標(biāo)s和d分布表示源像素和目的像素。假設(shè)掃描線轉(zhuǎn)到某個(gè)方位角Θ O的時(shí)刻為t0，此時(shí)余輝亮度為C’ s0,由于余輝特性是歲時(shí)間非線性變化的(指數(shù)或?qū)?shù)曲線)，因此掃描線轉(zhuǎn)過Λ Θ角度后達(dá)到方位角Θ I的時(shí)刻記為tl，此時(shí)在方位角Θ O出的余輝亮度值C’ Si則C，Si = C，S0/m (5)其中，m表示掃面線轉(zhuǎn)動(dòng)的At = tl_tO時(shí)間內(nèi)的循環(huán)混合次數(shù)，綜合式(5)，掃描線轉(zhuǎn)過之后的任意時(shí)刻的余輝亮度值為C ‘sn = C’ sO/mn通過改變混合次數(shù)m的大小來控制顯示器余輝時(shí)間的長短。A顯顯示效果同樣由余輝模型完成顯示。4.響應(yīng)P顯無極縮放操作,其實(shí)現(xiàn)原理圖2。首先確定原P顯尺寸坐標(biāo)Vetxt ={PI, P2,P3, P4}無極變換后坐標(biāo)為Vetex，== {ΡΓ，P2，，P3，，P4，}PI, P2, P3, P4, ΡΓ，P2，，P3，，P4，為 point 結(jié)構(gòu)對(duì)象。首先進(jìn)行簡單紋理變換操作，利用顯示硬件HAL層的接口進(jìn)行縮放，
VTEXTTRANSFER(Vetxt, Vetxt，)；然后根據(jù)生成動(dòng)態(tài)精度變換表得到換算表，重繪雷達(dá)視頻。
權(quán)利要求
1.基于D3D顔色融合技術(shù)的雷達(dá)視頻顯示特殊渲染效果的實(shí)現(xiàn)方法，其主要實(shí)現(xiàn)包括以下方面 SI響應(yīng)變換操作,相應(yīng)鼠標(biāo)等外部設(shè)備的操作； S2進(jìn)行紋理坐標(biāo)變換； S3對(duì)紋理進(jìn)行插值顯示(粗顯)； S4對(duì)雷達(dá)視頻數(shù)據(jù)依據(jù)按照精度照表重新進(jìn)行坐標(biāo)變換； S5進(jìn)行顏色混合，著色顯示； 雷達(dá)P顯無極縮放操作，則要進(jìn)行視頻變換動(dòng)態(tài)精度表的建立；摩爾紋的補(bǔ)償通過映射表找到摩爾紋的產(chǎn)生點(diǎn)，進(jìn)行改良的雙線性插值；首先按照距離單元上對(duì)幅度值進(jìn)行一次線性插值，再在方位上對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行一次線性插值，摩爾紋產(chǎn)生點(diǎn)的幅度為兩次插值的均值；建立雷達(dá)P顯余輝模型，通過設(shè)定合適的混合函數(shù)，再根據(jù)源像素和目的像素的Alpha值將源像素和目的像素的顏色進(jìn)行混合，然后混合后的結(jié)果顏色輸出到渲染表面當(dāng)前像素位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，基特征在于通過GPU渲染的方式，進(jìn)行頂點(diǎn)著色繪制雷達(dá)視頻，并直接通過HAL層讀寫顯存，摩爾紋插值算法為二次線性算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，基特征在于可以實(shí)現(xiàn)P型熒光顯示器的顯示特效，可以進(jìn)行Block顯示，圖像補(bǔ)償BLOCK方法為形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，基特征在于可實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻的實(shí)時(shí)無極縮放顯示。
5.本發(fā)明重點(diǎn)在模擬P型顯示器顯示效果余輝模型的建立、視頻變換動(dòng)態(tài)精度表的建立等核心技術(shù)加強(qiáng)保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明為采用Direct3D顏色融合(Alpha Blending)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)P顯、A顯、余輝顯示等效果在滿足實(shí)時(shí)性要求下更清晰更多樣化的顯示。當(dāng)采用D3D或者OpenGL進(jìn)行紋理映射渲染來顯示雷達(dá)視頻時(shí)，當(dāng)用紋理坐標(biāo)變換技術(shù)進(jìn)行無極縮放時(shí)，GPU按照一定的插值算法進(jìn)行圖像縮放，由此獲得的圖像清晰度較差，圖像分辨率與雷達(dá)視頻進(jìn)行坐標(biāo)變換后的分辨率比例尺不一致。此外，對(duì)于余輝顯示，實(shí)現(xiàn)起來也非常復(fù)雜，并且顯示效果都不盡如人意。本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻無極縮放，并且不損失精度，不會(huì)產(chǎn)生摩爾紋；可實(shí)現(xiàn)A顯及P顯的余輝顯示，顯示效果接近P顯熒光顯示器；可對(duì)P顯目標(biāo)進(jìn)行Block化顯示，便于操控人員區(qū)分目標(biāo)的大小及數(shù)量。
文檔編號(hào)G01S7/04GK102854495SQ201210243019
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者劉赟 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所