基于FPGA的图像采集与蓝相液晶显示装置的研究实现

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蓝相液晶是一种新型液晶,具有亚毫秒的响应时间,且显示时无需背光源,是理想的下一代液晶显示材料。对蓝相液晶的研究大多是对液晶材料的研究,蓝相液晶显示器的研制在国内外还不是十分成熟。2009年在上海举办的FPD(Flat Panel Display)展会上,三星率先展示了“蓝相”技术的液晶电视,并且还处于研发阶段。基于蓝相液晶具有上述优点,蓝相液晶显示器的前景非常好,有着重大的意义。本文在研究学习蓝相液晶显示原理和已有蓝相液晶显示驱动方式的基础上,研究设计了蓝相液晶的驱动方案。并且设计了基于FPGA的图像采集与蓝相液晶显示装置,驱动蓝相液晶显示图像。  本文致力于在研究液晶驱动方法的基础上,设计基于FPGA的图像采集处理装置以驱动液晶显示。主要研究内容包括:  (1)在分析掌握蓝相液晶显示原理的基础上,对现有的多种蓝相液晶显示驱动方法进行了分析比较,根据系统中使用的蓝相液晶的特性,设计了基于累计驱动法的液晶驱动方案。  (2)设计了基于计算机的图像采集处理系统以验证液晶驱动方法是否正确。首先研究设计了基于单片机的液晶驱动电路及电源电路的原理图、PCB图,其次编写了基于Opencv的图像采集处理程序,并研究设计了Windows应用程序界面,又编写了驱动电路中单片机的C语言程序以接收图像数据驱动液晶显示。  (3)研究设计了基于FPGA的图像采集处理系统。为了提高系统地稳定性及速度,本文研究设计了图像采集处理系统的硬件电路原理图、PCB图,核心处理器是Altera公司的EP4CE30F23C6 FPGA,图像的采集、处理、送至与液晶驱动电路相连的接口等功能均在以FPGA为核心的电路上实现。根据模块化思想,编写了图像采集处理的Verilog程序。  (4)分别针对基于PC机和基于FPGA的图像采集处理系统进行了实验验证及分析。两者都进行了系统软硬件连调。实验验证两者都可以驱动液晶静态显示图像。基于FPGA的系统可以驱动液晶显示动态视频。  本文设计的图像采集处理系统达到了预期的设计要求,在设计的驱动方法的基础上,设计的图像采集处理系统可以实现驱动液晶显示。系统显示动态视频的速度和效果还不是特别好,在下一步研究中,继续改善算法提高帧率。
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