基于达芬奇技术的三维全息图像的数据处理与显示系统研究

摘要

随着视频创新已经成为数字信息产业热点的今天，二维图像的显示效果越来越不能满足人们的感官刺激和心理感受，它缺乏真实感、深度感、立体感。于是，各种三维立体显示的实现方案不断涌现，全息显示技术是最常见的三维显示技术之一。计算全息是利用计算机来综合全息图，用计算机的数值计算代替物理干涉，它不要求物体的实际存在，只需要知道物光波的数学描述即可，把物光波的数学描述输入到计算机处理后，用成图设备绘制出全息图，然后用光学的方法重现。计算全息图不仅可以全面地记录光波的振幅和相位，而且能综合再现世间不存在的物体，因而具有独特的优点和极大的灵活性，并且观察者可以不必借助眼镜等辅助装置从各个方向进行观察。
　　本文结合计算全息三维立体显示技术和达芬奇技术的优点，给出了一种新的三维立体显示方案:利用达芬奇处理器TMS320DM6446及其它外围电路构建一嵌入式系统，并实现计算全息三维显示。本系统以嵌入式操作系统——Linux为软件平台，充分利用MontaVista Linux提供的丰富的设备驱动和系统调用、TMS320DM6446丰富的外设和存储接口、ARM926EJ-S强大的控制功能和C64x+DSP强大的数值计算能力，并将最后的三维的立体显示图形显示到屏幕上，为图像的三维全息显示研究提供了一个很好的嵌入式平台。
　　本文首先论述了全息技术的发展和Davinci技术的产生，介绍了课题研究的意义、课题研究方案以及论文内容的安排。
　　然后对Davinci开发平台进行了介绍，引入了Davinci的技术的概念以及对本课题应用到的TMS320DM6446平台、TMS320C64X+DSP内核以及ARM9做了介绍。
　　第三章概述系统原理和总体设计方案。包括系统的硬件电路设计和软件系统设计。其中硬件设计包括硬件系统的组成模块、硬件资源的选择和各模块的硬件设计实现；阐述 ARM和DSP的通信机制；系统的软件设计概要包括软件环境、软件平台的搭建、设计原理和系统架构。
　　最后论文着重论述了傅立叶变换的方法和步骤，以及本课题中用到的DSPLIB库函数下的FFT变换的具体操作。
　　本文给出一种能够实现三维全息再现的嵌入式系统设计方案，由于在算法和硬件上都是比较新的尝试，算法和程序设计还需进一步优化。该研究为图像的三维全息显示提供了一个很好的嵌入式实验平台，能够推动三维全息显示向嵌入式设计领域拓展，具有很好的应用前景及创新价值。最后对本课题还未完成的方案做些总结，并对存在的缺陷和未解决的问题给出几点建议。

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题的意义

1.3 国内外现状及趋势

1.4 主要研究内容与章节安排

第二章 Davinci 开发平台简介

2.1 达芬奇技术

2.2 TMS320DM6446 数字多媒体处理器

2.3 集成的开发环境 CCS

第三章 系统的原理和总体设计方案

3.1 系统基本原理

3.2 硬件系统通体设计

3.3 系统软件设计概要

3.4 本章小结

第四章 基于 TMS320C64x+的快速傅立叶变换

4.1 FFT 算法简介

4.2 基-2 算法的讨论

4.3 TMS320C64X+系列 DSP 上 FFT 运算的实现

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的文章

致谢