多FPGA+Soc和分割显示屏的电子后视镜CMS的制作方法

多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms
技术领域
1.本发明涉及一种对ccd成像系统的图像畸变矫正方法，具体涉及多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms。
技术背景
2.伴着智能交通系统的到来，汽车的智能化推进越来越快，汽车上的许多零件已电子化，其中近年来舆论度较高的汽车电子后视镜为人们的驾驶带来了极大的便利与安全。汽车电子后视镜是由摄像机和监视器组成的系统，相对于传统的物理后视镜，利用摄像头取代了光学镜片，能为驾驶者带来更广阔的视野和更灵活的视角，方便驾驶者更快捷地判断车辆后方路况。即使在大雨、大雪等恶劣的气候条件下，电子后视镜也能提供较好的清晰度。目前大多汽车电子摄像头中使用的镜头为广角镜头，广角镜头会造成图像的畸变，畸变类型主要为径向畸变与切向畸变。径向畸变轴外点成像，光束具有像差，纵然仅有主光线通过光学系统，光线仍然不可以跟理想的光轴重合，主要因为球差的因素。所以，交点的高度与理想的像高并不相同，当放大率不为常数时，像相对于物便没有相似性，这就是畸变的产生原因，主要变现为鱼眼畸变与桶形畸变。而由于光学系统中非轴对称而造成的畸变为切向畸变，主要是因为相机透镜与图像平面并非完全平行导致的。


技术实现要素：

3.本发明为针对已有技术的不足，为汽车电子后视镜提供多fpga+soc及多独立显示模式的电子后视镜cms。
4.本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
5.多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，包括coms图像传感器、ddr3图像数据存储器、arm中央控制器、mipi视频解码分配器-fpga+soc、图像算法补偿处理模组和amoled显示屏模组；图像算法补偿处理模组包括n组图像算法补偿处理fpga+soc；amoled显示屏模组包括n个单独amoled显示屏；
6.arm中央控制器分别与cmos图像传感器、ddr3图像数据存储器、mipi视频解码分配器-fpga+soc以及n组图像算法补偿处理fpga+soc连接；n组图像算法补偿处理fpga+soc分别与n个单独amoled显示屏一对一连接；
7.arm中央控制器发出检测信号给cmos图像传感器，cmos图像传感器输出mipi格式数据的图像信息；
8.mipi视频解码分配器-fpga+soc接收cmos图像传感器输出图像信息之后，将图像数据进行解码，并将图像信息以行为进准，分割成n组，n组图像算法补偿处理fpga+soc对图像信息进行图像畸变补偿，n组图像算法补偿处理fpga+soc的图像信息处理均完成之后，将经过补偿的图像数据输出，分别传送到对应的单独amoled显示屏中。
9.进一步地，mipi视频解码分配器-fpga+soc包括顺次连接的视频图像信息接收模块、视频图像信息解码模块、vdma图像缓存模块、图像信息预处理模块、视频图像rgb转换模
块、图像信息分割模块和n个图像信息传输接口；
10.视频图像信息接收模块接收coms图像传感器传输的mipi格式数据，将mipi格式的串行数据转换为并行数据发送至视频图像信息解码模块；
11.视频图像信息解码模块根据标准协议对不同数据包进行解析，产生相应的行、场同步信号，并提取出图像数据，将图像数据转换格式，并传输至vdma图像缓存模块；
12.mipi图像信息数据借助vdma图像缓存模块实现图像的缓存；通过保证图像系统有多幅帧鍰存来实现输出数据不被撕裂，协调图像的输入输出速率，保证图像稳定；
13.图像信息预处理模块将vdma图像缓存模块中缓存的图像信息分检出来，对图像进行分析，对输入图像进行特征抽取、分割和匹配前所进行的处理，消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，改进特征抽取、图像分割、匹配和识别的可靠性，并将预处理后的图像数据发送至视频图像rgb转换模块；
14.视频图像rgb转换模块将图像数据格式转换为显示屏显示对应的视频数据，并发送至图像信息分割模块；
15.图像信息分割模块将视频数据按照不同的分辨率分割为n组，并分别通过n个图像信息传输接口发送至n组图像算法补偿处理fpga+soc。
16.进一步地，图像算法补偿处理fpga+soc包括arm控制器、ddr3图像数据存储器、图像信息传输接口、图像矫正函数系数设定模块、图像矫正函数及算法模块、输出接口电路；
17.图像矫正函数系数设定模块中，采用图像几何畸变校正和图像灰度校正两种函数，包括设定图像已知的参考点，即无失真图像的某些像素点和畸变图像相应像素的坐标间对应关系，设置计算拟合出映射关系中的未知系数，建立几何校正的数学模型；对图像进行空间坐标变换，建立图像像点的行坐标及列坐标，计算得到相应参数，确定各像素的灰度值；
18.图像矫正函数及算法模块中，将图像信号转换为数字信号，进而对数字信号进行处理，包括图像滤波、图像增强、图像分割、图像复原和重建、图像特征提取和图像压缩，完成图像信息的色彩还原、水平方向均匀性、垂直方向均匀性、亮度对比度复现、灰度等级复现和图像几何畸变矫正；
19.输出接口电路，采用lvds图像传输模式，实现高动态图像传输，连接对应的单独amoled显示屏，可以直接传输到amoled显示屏的列
×
行的像素矩阵显示oled直接显示图像输出结果。
20.进一步地，单独amoled显示屏包括电源管理模块、输入接口电路，地址驱动电路、图像数据驱动电路以及列
×
行的像素矩阵显示oled；其中，图像数据驱动电路包括r-gamma矫正及灰度电压产生模块、g-gamma矫正及灰度电压产生模块和b-gamma矫正及灰度电压产生模块；
21.电源管理模块分别连接输入接口电路、地址驱动电路、图像数据驱动电路以及列
×
行的像素矩阵显示oled；
22.输入接口电路输入的图像信息进行解码，并将解码后的图像信息分别输入地址驱动电路和图像数据驱动电路；
23.图像数据驱动电路根据解码后的图像信息，通过r-gama矫正及灰度电压产生模块、g-gama矫正及灰度电压产生模块和b-gama矫正及灰度电压产生模块，分别进行r像素、g
像素和b像素矫正，得到r像素、g像素和b像素所需要的灰度信号电压，进而输出图像显示信号至列
×
行的像素矩阵显示oled；
24.地址驱动电路根据解码得到的图像信息，输出图像控制信号至列
×
行的像素矩阵显示oled；
25.列
×
行的像素矩阵显示oled根据接收的图像显示信号和图像控制信号，显示图像信息。
26.进一步地，列
×
行的像素矩阵显示oled中，rgb像素点驱动电路组成amoled显示屏，包括r像素、g像素和b像素，每个像素包括tft器件以及存储电容，分别构成r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路，采用两个薄膜晶体管与一个电容组成的2tc电路实现屏幕的持续点亮，外部电源提供电压v
dd
提供持续性的电流，而该电流值的大小受到驱动管t控制，也即驱动管t上的栅极电压控制着电流能否流过第一驱动管t1的沟道进入有机发光二极管oled中，当驱动管栅极电压不足以开启第一驱动管t1，则第一驱动管t1处于关断状态，无电流进入有机发光二极管oled中，该像素点表现为未点亮状态；
27.栅极电压成为一个重要的开关，那么这个开关又是由存储在电容c中的信号决定的。
28.进一步地，r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路中，均包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和电容；
29.其中，行扫描信号sn提供的信号为低电平时，第一薄膜晶体管导通，图像数据提供电压传输至第二薄膜晶体管的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，第一薄膜晶体管截止，第二薄膜晶体管的栅极保持数据电压不变，直至下一周期第一薄膜晶体管导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新第二薄膜晶体管的栅极电压。其中，第二薄膜晶体管的导通与截止是由图像数据提供的数据电压决定的，第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间是由行扫描信号sn提供的脉宽调制信号控制的；电源连接到对应的oled的正极，控制对应的oled的电流导通和截止；电容的作用是保持第二薄膜晶体管的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电压变化；
30.图像数据具有两种逻辑状态，逻辑
‘0’
和逻辑
‘1’
，像素点第二薄膜晶体管的工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。
31.进一步地，在列
×
行的像素矩阵显示oled中，根据接收到的图像信号，每个像素驱动电路独立调控单点像素，图像数据驱动电路和地址驱动电路提供输出到像素矩阵的图像显示信号和控制信号；
32.地址驱动电路输出行扫描信号，行扫描信号加载到各个像素驱动电路中薄膜晶体管的栅极，逐行开启像素阵列中的每个像素驱动电路；
33.图像数据驱动电路输出列扫描信号，同时提供每个像素所需要的灰度信号电压；
34.当开启第一薄膜晶体管后，每个子像素灰度信号通过源极驱动器输出，以电流形式流入第二薄膜晶体管，oled是发光二极管，使得像素发光；每个像素的灰度信号会以电压形式保持在电容c中进行存储，接下来的帧图像显示信号进行刷新。r像素、g像素、b像素的像素驱动电路中oled发光二极管的发光强弱和占比决定每个像素色彩和亮度。
35.进一步地，图像算法补偿处理fpga+soc的输出接口电路为直接扫描驱动电路，包括列信息图像数据模块、行信息扫描译码模块、arm控制器和时钟模块；
36.arm控制器通过列信息图像数据模块和行信息扫描译码模块，实现图像算法补偿处理fpga+soc直接扫描驱动列
×
行的像素矩阵显示oled。
37.进一步地，n是amoled显示屏分辨率中，行的整数倍。
38.进一步地，cmos图像传感器的参数为图像输出格式：yuv422；cmos传感器分辨率：1920*1080；传感器帧速率≥60fps。显示屏分辨率1280*720；显示帧速率≥60fps；宽动态范围≥120db；显示延时≤45ms。图像信息输出接口为mipi。
39.本发明的优势在于：
40.(1)本发明提供的cms延时避免了再次转换mipi或者lvds形成的延时。普通的电子后视镜cms，原始采用延时t1，图像算法补偿延时t2，再次转换mipi或者lvds形成的延时t3，cms系统总延时为t＝t
1+
t
2+
t3，本发明提供的cms延时避免了再次转换mipi或者lvds形成的延时，例如60帧率或者30帧率的延时，t3时间。
41.(2)本发明提供的amoled显示屏分割为多组单独amoled显示屏，每个单独amoled显示屏为独立部分，具体输入接口、图像列信息d解码和地址信息s栅极信息解码等，单独amoled显示屏的控制扫描显示时，节省减少了cms的显示延时。
42.(3)本发明提供的mipi视频解码分配器fpga+soc，将接收到的图像信息分割多组，对应模块和图像信息传输接口，图像信息计算和补偿的前期处理步骤。
43.(4)图像算法补偿处理fpga+soc分为多组，多组图像算法补偿处理fpga+soc可以简化图像处理功能，节省图像处理、图像算法和图像补偿的时间，将多功能的图像算法补偿处理转换为多组简化运算和补偿图像，保留接口功能，也就是选择仅有运算和接口功能的fpga+soc。
44.(5)本发明提供的多组单独amoled显示屏，将整体amoled显示屏，分割为多组单独amoled显示屏，实现每个单独amoled显示屏独立扫描显示，这样可以节省扫描显示时间，可以降低电子后视镜cms延时，也可以提升显示屏的扫描帧率。
45.(6)本发明提供的直接驱动amoled显示屏方法，图像算法补偿处理fpga+soc的输出接口电路设计成为直接驱动电路，直接扫描驱动amoled显示屏由列信息、图像信息d源极驱动电路、行信息、地址译码s栅极驱动电路共同构成，实现图像算法补偿处理fpga+soc的输出接口电路控制单独直接驱动amodled显示屏，减少了将图像信息转换成视频信号环节，即转换为mipi或者lvds视频模式，节省时间，降低电子后视镜cms延时。
附图说明
46.图1为本发明实施例中多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms的结构示意图。
47.图2为本发明实施例中普通的电子后视镜cms的结构示意图。
48.图3为本发明实施例中采用直接驱动的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms的结构示意图。
49.图4为本发明实施例中mipi视频解码分配器fpga+soc的结构示意图。
50.图5为本发明实施例中图像算法补偿处理fpga+soc的结构示意图。
51.图6为本发明实施例中单独amoled显示屏的结构示意图。
52.图7为本发明实施例中直接扫描驱动amoled显示屏的结构示意图。
53.图8为本发明实施例中多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms的工作原理流
程图。
54.图9为本发明实施例中列
×
行的像素矩阵显示oled的rgb像素点驱动电路结构示意图。
具体实施方式
55.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的具体实施进行详细说明。
56.实施例：
57.通常情况下，普通的电子后视镜cms，如图2所示，包括arm中央控制器、coms图像传感器、fpga图像算法和补偿模块、ddr3图像数据存储器和tft显示屏共同构成。
58.普通电子后视镜cms，通常采用一个fpga图像算法和补偿模块，当coms图像传感器的输出为1920
×
1280时，图像数据比较大，图像算法和补偿的运算时间比较长，造成系统延时加大，严重影响了电子后视镜实时性能，解决办法是增加fpga功能，也就是增加内部结构模块处理功能，这样一来增加了fpga成本或者价格，使得电子后视镜的价格提高非常多，不利于推广应用。
59.所述的普通的电子后视镜cms采用了一块显示屏，在工作状态情况下，coms图像传感器的输出为1920
×
1280时，需要到fpga中进行解码，才能进行图像算法和补偿运算，增加电子后视镜的系统延时，之后生成图像信息之后，转换成视频图像信息输出，再次形成60帧率，即显示时间为每秒1/60。
60.所述的普通的电子后视镜cms延时t＝t1+t2+t3，具体为：(1)在原始采用延时t1，需要60帧率，延时t1＝1/60；(2)图像算法和补偿运算延时t2；(3)再次形成60帧率t3，并输出到显示屏，延时t3＝1/60。
61.多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，如图1所示，包括coms图像传感器、ddr3图像数据存储器、arm中央控制器、mipi视频解码分配器-fpga+soc、图像算法补偿处理模组和amoled显示屏模组；图像算法补偿处理模组包括n组图像算法补偿处理fpga+soc；amoled显示屏模组包括n个单独amoled显示屏；
62.arm中央控制器分别与cmos图像传感器、ddr3图像数据存储器、mipi视频解码分配器-fpga+soc以及n组图像算法补偿处理fpga+soc连接；n组图像算法补偿处理fpga+soc分别与n个单独amoled显示屏一对一连接；
63.如图8所示，arm中央控制器发出检测信号给cmos图像传感器，cmos图像传感器输出mipi格式数据的图像信息；
64.mipi视频解码分配器-fpga+soc接收cmos图像传感器输出图像信息之后，将图像数据进行解码，并将图像信息以行为进准，分割成n组，n组图像算法补偿处理fpga+soc对图像信息进行图像畸变补偿，n组图像算法补偿处理fpga+soc的图像信息处理均完成之后，将经过补偿的图像数据输出，分别传送到对应的单独amoled显示屏中。
65.本实施例中，n是amoled显示屏分辨率中，行的整数倍，n＝6。
66.如图4所示，mipi视频解码分配器-fpga+soc包括顺次连接的视频图像信息接收模块、视频图像信息解码模块、vdma图像缓存模块、图像信息预处理模块、视频图像rgb转换模块、图像信息分割模块和n个图像信息传输接口；
67.视频图像信息接收模块接收coms图像传感器传输的mipi格式数据，将mipi格式的串行数据转换为并行数据发送至视频图像信息解码模块；
68.视频图像信息解码模块根据标准协议对不同数据包进行解析，产生相应的行、场同步信号，并提取出图像数据，将图像数据转换格式，并传输至vdma图像缓存模块；
69.mipi图像信息数据借助vdma图像缓存模块实现图像的缓存；通过保证图像系统有多幅帧鍰存来实现输出数据不被撕裂，协调图像的输入输出速率，保证图像稳定；
70.图像信息预处理模块将vdma图像缓存模块中缓存的图像信息分检出来，对图像进行分析，对输入图像进行特征抽取、分割和匹配前所进行的处理，消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，改进特征抽取、图像分割、匹配和识别的可靠性，并将预处理后的图像数据发送至视频图像rgb转换模块；
71.视频图像rgb转换模块将图像数据格式转换为显示屏显示对应的视频数据，并发送至图像信息分割模块；
72.图像信息分割模块将视频数据按照不同的分辨率分割为n组，并分别通过n个图像信息传输接口发送至n组图像算法补偿处理fpga+soc。
73.如图5所示，图像算法补偿处理fpga+soc包括arm控制器、ddr3图像数据存储器、图像信息传输接口、图像矫正函数系数设定模块、图像矫正函数及算法模块、输出接口电路；
74.所述图像算法补偿处理fpga+soc分为n组，各个图像算法补偿处理fpga+soc独立工作，图像数据数据量较少了n倍，提升了运算速度，也能提高运算精度，输出接口lvds直接输送到显示屏。
75.图像矫正函数系数设定模块中，采用图像几何畸变校正和图像灰度校正两种函数，包括设定图像已知的参考点，即无失真图像的某些像素点和畸变图像相应像素的坐标间对应关系，设置计算拟合出映射关系中的未知系数，建立几何校正的数学模型；对图像进行空间坐标变换，建立图像像点的行坐标及列坐标，计算得到相应参数，确定各像素的灰度值；
76.图像矫正函数及算法模块中，将图像信号转换为数字信号，进而对数字信号进行处理，包括图像滤波、图像增强、图像分割、图像复原和重建、图像特征提取和图像压缩，完成图像信息的色彩还原、水平方向均匀性、垂直方向均匀性、亮度对比度复现、灰度等级复现和图像几何畸变矫正；
77.输出接口电路，采用lvds图像传输模式，实现高动态图像传输，连接对应的单独amoled显示屏，可以直接传输到amoled显示屏的列
×
行的像素矩阵显示oled直接显示图像输出结果。
78.如图6所示，单独amoled显示屏包括电源管理模块、输入接口电路，地址驱动电路、图像数据驱动电路以及列
×
行的像素矩阵显示oled；其中，图像数据驱动电路包括r-gamma矫正及灰度电压产生模块、g-gamma矫正及灰度电压产生模块和b-gamma矫正及灰度电压产生模块；
79.电源管理模块分别连接输入接口电路、地址驱动电路、图像数据驱动电路输入接口电路以及列
×
行的像素矩阵显示oled；
80.输入接口电路输入的图像信息进行解码，并将解码后的图像信息分别输入地址驱动电路和图像数据驱动电路；
81.图像数据驱动电路根据解码后的图像信息，通过r-gama矫正及灰度电压产生模块、g-gama矫正及灰度电压产生模块和b-gama矫正及灰度电压产生模块，分别进行r像素、g像素和b像素矫正，得到r像素、g像素和b像素所需要的灰度信号电压，进而输出图像显示信号至列
×
行的像素矩阵显示oled；
82.所述r-gamma矫正、g-gamma矫正、b-gamma矫正的工作原理：gamma矫正适合应用于显示屏，以便提升图像显示效果，就是对图像的伽玛曲线进行编辑，以对图像进行非线性色调编辑的方法，检出像信号中的深色部分和浅色部分，并使两者比例增大，提高图像的对比度等。图像的gamma曲线适合amoled显示屏，对应的gamma曲线通常是一个乘幕函数y＝(x+e)γ，y为亮度，x为输出电压，e为补偿系数，乘幕值γ为伽玛值，改变乘幂值(v)的大就能改变amoled显示屏的伽玛曲线，由于图像信号的发光灰度不是线性函数，而是指数函数，必须对图像信息进行矫正。
83.地址驱动电路根据解码得到的图像信息，输出图像控制信号至列
×
行的像素矩阵显示oled；
84.列
×
行的像素矩阵显示oled根据接收的图像显示信号和图像控制信号，显示图像信息。
85.进一步地，列
×
行的像素矩阵显示oled中，rgb像素点驱动电路组成amoled显示屏，包括r像素、g像素和b像素，每个像素包括tft器件以及存储电容，分别构成r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路，采用两个薄膜晶体管与一个电容组成的2tc电路实现屏幕的持续点亮，外部电源提供电压v
dd
提供持续性的电流，而该电流值的大小受到驱动管t控制，也即驱动管t上的栅极电压控制着电流能否流过第一驱动管t1的沟道进入有机发光二极管oled中，当驱动管栅极电压不足以开启第一驱动管t1，则第一驱动管t1处于关断状态，无电流进入有机发光二极管oled中，该像素点表现为未点亮状态；
86.栅极电压成为一个重要的开关，那么这个开关又是由存储在电容c中的信号决定的。
87.r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路中，均包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和电容；
88.其中，行扫描信号sn提供的信号为低电平时，第一薄膜晶体管导通，图像数据提供电压传输至第二薄膜晶体管的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，第一薄膜晶体管截止，第二薄膜晶体管的栅极保持数据电压不变，直至下一周期第一薄膜晶体管导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新第二薄膜晶体管的栅极电压。其中，第二薄膜晶体管的导通与截止是由图像数据提供的数据电压决定的，第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间是由行扫描信号sn提供的脉宽调制信号控制的；电源连接到对应的oled的正极，控制对应的oled的电流导通和截止；电容的作用是保持第二薄膜晶体管的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电压变化；
89.图像数据具有两种逻辑状态，逻辑
‘0’
和逻辑
‘1’
，像素点第二薄膜晶体管的工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。
90.进一步地，在列
×
行的像素矩阵显示oled中，根据接收到的图像信号，每个像素驱动电路独立调控单点像素，图像数据驱动电路和地址驱动电路提供输出到像素矩阵的图像显示信号和控制信号；
91.地址驱动电路输出行扫描信号，行扫描信号加载到各个像素驱动电路中薄膜晶体管的栅极，逐行开启像素阵列中的每个像素驱动电路；
92.图像数据驱动电路输出列扫描信号，同时提供每个像素所需要的灰度信号电压；
93.当开启第一薄膜晶体管后，每个子像素灰度信号通过源极驱动器输出，以电流形式流入第二薄膜晶体管，oled是发光二极管，使得像素发光；每个像素的灰度信号会以电压形式保持在电容c中进行存储，接下来的帧图像显示信号进行刷新。r像素、g像素、b像素的像素驱动电路中oled发光二极管的发光强弱和占比决定每个像素色彩和亮度。
94.如图3和图7所示，图像算法补偿处理fpga+soc的输出接口电路为直接扫描驱动电路，包括列信息图像数据模块、行信息扫描译码模块、arm控制器和时钟模块；
95.arm控制器通过列信息图像数据模块和行信息扫描译码模块，实现图像算法补偿处理fpga+soc直接扫描驱动列
×
行的像素矩阵显示oled。
96.本实施例中，如图9所示，r红色像素点驱动电路的工作原理如下：
97.行扫描信号sn提供的信号为低电平时，薄膜晶体管q
1r
导通，图像数据d
1r
提供电压传输至薄膜晶体管q
2r
的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，薄膜晶体管q
1r
截止，薄膜晶体管q
2r
的栅极保持数据电压不变，直至下一周期膜晶体管q
1r
导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新薄膜晶体管q
2r
的栅极电压。其中，薄膜晶体管q
2r
的导通与截止是由图像数据d
1r
提供的数据电压决定的，薄膜晶体管q
2r
的导通时间和截止时间是由行扫描信号sn提供的脉宽调制信号控制的。电源vdd连接到oled
1r
正极，控制oled
1r
的电流导通和截止；电容c
1r
作用是保持q
2r
的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电压变化。图像数据d
1r
具有两种逻辑状态，逻辑“0”和逻辑“1”，像素点薄膜晶体管q
2r
工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。
98.如图9所示，g绿色像素点驱动电路工作原理如下：
99.行扫描信号sn提供的信号为低电平时，薄膜晶体管q
1g
导通，图像数据d
1g
提供电压传输至薄膜晶体管q
2g
的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，薄膜晶体管q
1g
截止，薄膜晶体管q
2g
的栅极保持数据电压不变，直至下一周期膜晶体管q
1g
导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新薄膜晶体管q
2g
的栅极电压。其中，薄膜晶体管q
2g
的导通与截止是由图像数据d
1g
提供的数据电压决定的，薄膜晶体管q
2g
的导通时间和截止时间是由行扫描信号sn提供的脉宽调制信号控制的。电源vdd连接到oled
1g
正极，控制oled
1g
的电流导通和截止；电容c
1g
作用是保持q
2g
的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电压变化。图像数据d
1g
具有两种逻辑状态，逻辑“0”和逻辑“1”，像素点薄膜晶体管q
2g
工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。
100.如图9所示，b蓝色像素点驱动电路的工作原理如下：
101.行扫描信号sn提供的信号为低电平时，薄膜晶体管q
1b
导通，图像数据d
1b
提供电压传输至薄膜晶体管q
2b
的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，薄膜晶体管q
1b
截止，薄膜晶体管q
2b
的栅极保持数据电压不变，直至下一周期膜晶体管q
1b
导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新薄膜晶体管q
2b
的栅极电压。其中，薄膜晶体管q
2b
的导通与截止是由图像数据d
1b
提供的数据电压决定的，薄膜晶体管q
2b
的导通时间和截止时间是由行扫描信号sn提供的脉宽调制信号控制的。电源vdd连接到oled
1b
正极，控制oled
1b
的电流导通和截止；电容c
1b
作用是保持q
2b
的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电
压变化。图像数据d
1b
具有两种逻辑状态，逻辑“0”和逻辑“1”，像素点薄膜晶体管q
2b
工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。
102.amoled显示屏的像素点，会持续发光到再次被寻址时，保持到下一次数据电压变化，也就是显示扫描时间，对应cms系统延时。
103.本实施例中，当amoled显示屏为1280列
×
1080行，或者1280列
×
720行时，满足amoled显示屏的行是n的整数倍。
104.本实施例中，cmos图像传感器的参数为图像输出格式：yuv422；cmos传感器分辨率：1920*1080；传感器帧速率≥60fps。显示屏分辨率1280*720；显示帧速率≥60fps；宽动态范围≥120db；显示延时≤45ms。图像信息输出接口为mipi。
105.本实施例中，amoled显示屏模组包括第一amoled显示屏1280
×
(1～120)、第二amoled显示屏1280
×
(121～240)、第三amoled显示屏1280
×
(241～360)、第四amoled显示屏1280
×
(361～480)、第五amoled显示屏1280
×
(481～600)和第六amoled显示屏1280
×
(601～720)，即有七组单独显示屏构成，并且各个显示屏为独立部分，单独显示屏都有输入接口。
106.所述的amoled显示屏模组分别有六组显示屏组成，减少图像信息数据，便于提升显示帧率，可以提升帧率范围60～120帧，或者在符合相关标准情况下，设置显示帧率。
107.视频图像rgb转换模块功能是将图像数据格式转换为显示屏显示对应的视频数据，包括rgb格式、相应像素点和像素的矩阵等图像信息。
108.图像信息分割模块的功能是将图像信息分辨率为1920
×
1280，分割成6组：1920
×
(2～214)、1920
×
(215～427)、1920
×
(428～640)、1920
×
(641～853)、1920
×
(854～1066)、1920
×
(1067～1279)，其中，在原始图像信息1920
×
1280中，去除第一列1920
×
1和1920
×
1280，因为图像运算补偿之后，还要对图像进行后期处理并减少图像信息的行列，所以不会对整体图像显示产生影响。
109.n个图像信息传输接口的功能是将图像信息分割之后发送至n组图像算法补偿处理fpga+soc。

技术特征：
1.多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，包括coms图像传感器、ddr3图像数据存储器、arm中央控制器、mipi视频解码分配器-fpga+soc、图像算法补偿处理模组和amoled显示屏模组；图像算法补偿处理模组包括n组图像算法补偿处理fpga+soc；amoled显示屏模组包括n个单独amoled显示屏；arm中央控制器分别与cmos图像传感器、ddr3图像数据存储器、mipi视频解码分配器-fpga+soc以及n组图像算法补偿处理fpga+soc连接；n组图像算法补偿处理fpga+soc分别与n个单独amoled显示屏一对一连接；arm中央控制器发出检测信号给cmos图像传感器，cmos图像传感器输出mipi格式数据的图像信息；mipi视频解码分配器-fpga+soc接收cmos图像传感器输出图像信息之后，将图像数据进行解码，并将图像信息以行为进准，分割成n组，n组图像算法补偿处理fpga+soc对图像信息进行图像畸变补偿，n组图像算法补偿处理fpga+soc的图像信息处理均完成之后，将经过补偿的图像数据输出，分别传送到对应的单独amoled显示屏中。2.根据权利要求1所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，mipi视频解码分配器-fpga+soc包括顺次连接的视频图像信息接收模块、视频图像信息解码模块、vdma图像缓存模块、图像信息预处理模块、视频图像rgb转换模块、图像信息分割模块和n个图像信息传输接口；视频图像信息接收模块接收coms图像传感器传输的mipi格式数据，将mipi格式的串行数据转换为并行数据发送至视频图像信息解码模块；视频图像信息解码模块根据标准协议对不同数据包进行解析，产生相应的行、场同步信号，并提取出图像数据，将图像数据转换格式，并传输至vdma图像缓存模块；mipi图像信息数据借助vdma图像缓存模块实现图像的缓存；通过保证图像系统有多幅帧鍰存来实现输出数据不被撕裂，协调图像的输入输出速率，保证图像稳定；图像信息预处理模块将vdma图像缓存模块中缓存的图像信息分检出来，对图像进行分析，对输入图像进行特征抽取、分割和匹配前所进行的处理，消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，改进特征抽取、图像分割、匹配和识别的可靠性，并将预处理后的图像数据发送至视频图像rgb转换模块；视频图像rgb转换模块将图像数据格式转换为显示屏显示对应的视频数据，并发送至图像信息分割模块；图像信息分割模块将视频数据按照不同的分辨率分割为n组，并分别通过n个图像信息传输接口发送至n组图像算法补偿处理fpga+soc。3.根据权利要求1所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，图像算法补偿处理fpga+soc包括arm控制器、ddr3图像数据存储器、图像信息传输接口、图像矫正函数系数设定模块、图像矫正函数及算法模块、输出接口电路；图像矫正函数系数设定模块中，采用图像几何畸变校正和图像灰度校正两种函数，包括设定图像已知的参考点，即无失真图像的某些像素点和畸变图像相应像素的坐标间对应关系，设置计算拟合出映射关系中的未知系数，建立几何校正的数学模型；对图像进行空间坐标变换，建立图像像点的行坐标及列坐标，计算得到相应参数，确定各像素的灰度值；图像矫正函数及算法模块中，将图像信号转换为数字信号，进而对数字信号进行处理，
包括图像滤波、图像增强、图像分割、图像复原和重建、图像特征提取和图像压缩，完成图像信息的色彩还原、水平方向均匀性、垂直方向均匀性、亮度对比度复现、灰度等级复现和图像几何畸变矫正；输出接口电路，采用lvds图像传输模式，实现高动态图像传输，连接对应的单独amoled显示屏，可以直接传输到amoled显示屏的列
×
行的像素矩阵显示oled直接显示图像输出结果。4.根据权利要求1所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，单独amoled显示屏包括电源管理模块、输入接口电路，地址驱动电路、图像数据驱动电路以及列
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行的像素矩阵显示oled；其中，图像数据驱动电路包括r-gamma矫正及灰度电压产生模块、g-gamma矫正及灰度电压产生模块和b-gamma矫正及灰度电压产生模块；电源管理模块分别连接输入接口电路、地址驱动电路、图像数据驱动电路以及列
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行的像素矩阵显示oled；输入接口电路输入的图像信息进行解码，并将解码后的图像信息分别输入地址驱动电路和图像数据驱动电路；图像数据驱动电路根据解码后的图像信息，通过r-gama矫正及灰度电压产生模块、g-gama矫正及灰度电压产生模块和b-gama矫正及灰度电压产生模块，分别进行r像素、g像素和b像素矫正，得到r像素、g像素和b像素所需要的灰度信号电压，进而输出图像显示信号至列
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行的像素矩阵显示oled；地址驱动电路根据解码得到的图像信息，输出图像控制信号至列
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行的像素矩阵显示oled；列
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行的像素矩阵显示oled根据接收的图像显示信号和图像控制信号，显示图像信息。5.根据权利要求4所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，列
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行的像素矩阵显示oled中，rgb像素点驱动电路组成amoled显示屏，包括r像素、g像素和b像素，每个像素包括tft器件以及存储电容，分别构成r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路，采用两个薄膜晶体管与一个电容组成的2tc电路实现屏幕的持续点亮，外部电源提供电压v
dd
提供持续性的电流，而该电流值的大小受到驱动管t控制，也即驱动管t上的栅极电压控制着电流能否流过第一驱动管t1的沟道进入有机发光二极管oled中，当驱动管栅极电压不足以开启第一驱动管t1，则第一驱动管t1处于关断状态，无电流进入有机发光二极管oled中，该像素点表现为未点亮状态；栅极电压成为一个重要的开关，那么这个开关又是由存储在电容c中的信号决定的。6.根据权利要求5所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，r红色像素点驱动电路、g绿色像素点驱动电路和b蓝色像素点驱动电路中，均包括第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管和电容；其中，行扫描信号sn提供的信号为低电平时，第一薄膜晶体管导通，图像数据提供电压传输至第二薄膜晶体管的栅极；行扫描信号sn提供的信号为高电平时，第一薄膜晶体管截止，第二薄膜晶体管的栅极保持数据电压不变，直至下一周期第一薄膜晶体管导通时，下一帧图像数据电压变化，刷新第二薄膜晶体管的栅极电压；其中，第二薄膜晶体管的导通与截止是由图像数据提供的数据电压决定的，第二薄膜晶体管的导通时间和截止时间是由行扫
描信号sn提供的脉宽调制信号控制的；电源连接到对应的oled的正极，控制对应的oled的电流导通和截止；电容的作用是保持第二薄膜晶体管的栅极电压不变化，即是电容充电之后电压保持，保持到下一次数据电压变化；图像数据具有两种逻辑状态，逻辑
‘0’
和逻辑
‘1’
，像素点第二薄膜晶体管的工作状态在转移特性曲线的截止区和饱和区。7.根据权利要求6所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，在列
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行的像素矩阵显示oled中，根据接收到的图像信号，每个像素驱动电路独立调控单点像素，图像数据驱动电路和地址驱动电路提供输出到像素矩阵的图像显示信号和控制信号；地址驱动电路输出行扫描信号，行扫描信号加载到各个像素驱动电路中薄膜晶体管的栅极，逐行开启像素阵列中的每个像素驱动电路；图像数据驱动电路输出列扫描信号，同时提供每个像素所需要的灰度信号电压；当开启第一薄膜晶体管后，每个子像素灰度信号通过源极驱动器输出，以电流形式流入第二薄膜晶体管，oled是发光二极管，使得像素发光；每个像素的灰度信号会以电压形式保持在电容c中进行存储，接下来的帧图像显示信号进行刷新；r像素、g像素、b像素的像素驱动电路中oled发光二极管的发光强弱和占比决定每个像素色彩和亮度。8.根据权利要求7所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，图像算法补偿处理fpga+soc的输出接口电路为直接扫描驱动电路，包括列信息图像数据模块、行信息扫描译码模块、arm控制器和时钟模块；arm控制器通过列信息图像数据模块和行信息扫描译码模块，实现图像算法补偿处理fpga+soc直接扫描驱动列
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行的像素矩阵显示oled。9.根据权利要求1所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，n是amoled显示屏分辨率中，行的整数倍。10.根据权利要求1所述的多fpga+soc和分割显示屏的电子后视镜cms，其特征在于，cmos图像传感器的参数为图像输出格式：yuv422；cmos传感器分辨率：1920*1080；传感器帧速率≥60fps；显示屏分辨率1280*720；显示帧速率≥60fps；宽动态范围≥120db；显示延时≤45ms；图像信息输出接口为mipi。

技术总结
本发明公开了多FPGA+Soc和分割显示屏的电子后视镜CMS。所述多FPGA+Soc和分割显示屏的电子后视镜CMS包括COMS图像传感器、DDR3图像数据存储器、ARM中央控制器、MIPI视频解码分配器-FPGA+Soc、图像算法补偿处理模组和AMOLED显示屏模组；将整体AMOLED显示屏，分割为多组单独AMOLED显示屏，实现每个单独AMOLED显示屏独立扫描显示，这样可以节省扫描显示时间，可以降低电子后视镜CMS延时，也可以提升显示屏的扫描帧率。示屏的扫描帧率。示屏的扫描帧率。


技术研发人员：郭志友 邓蚁 张业湘 张康 贺晓 谢长鑫 黄翔
受保护的技术使用者：佛山市三目智能电子有限公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/6/26