目前市场上的红外视频输出设备大多数输出模拟视频信号, 该信号的产生是由设备中的数字信号经 D/A芯片转换的, 但转换过程中必然会带来信号缺损或细节信息丢失, 针对此情况, 本文提出了基于 FPGA的直接显示数字视频的方法。该系统采用 FPGA编程技术, 实现将红外探测设备采集到的非标准数字视频信号转换为标准的数字视频信号, 并通过 DVI转换芯片 TFP410实现可直接在具有 DVI接口的数字显示器上显示的视频图像, 保证了实时观测监控目标位置和轨迹的需求, 在红外视频实时监控系统中有很好的应用前景。

光子晶体是类比固体晶格制作的新型人工材料,激光全息法是制作光子晶体的重要方法之一,光束偏振在其中起到关键作用.从多光束干涉原理出发,以斜方光子晶体为例探讨了其全息制作的设计思路及光束构型.进而结合计算机模拟,系统研究了线偏振、圆偏振、椭圆偏振等不同偏振组合对“原子”的影响,发现偏振组合和光强比对“原子”形状、取向和位置存在显著影响.进一步设计实验进行验证,结合计算机实时监控调节各光束的偏振和光强,获得了不同偏振组合和光强比下的多种光子晶体结构,发现实验结果与理论预测、数值模拟均符合得很好.该研究不仅有助于提高特定“原子”光子晶体的设计效率,而且可有效降低偏振操控的盲目性,提高实验效率.

提出了一种医学层析图像的计算全息三维可视化技术。首先研究了层析图像序列的三维信息融合, 将层析图像序列的二维信息融合成三维信息, 用计算全息图的方法进行三维信息记录。然后结合空间光调制器的结构特性, 对全息系统的空间频率、参物光夹角、取样间隔以及全息再现像的再现区域和视角等进行了讨论和分析, 并设置了相关参数, 使计算全息系统与电子显示系统相匹配。最后用液晶空间光调制器作为全息图显示载体, 用计算机控制全息图的实时输出, 用雾屏承载三维空间再现像, 建立三维图像光电再现与实时显示系统, 实现层析图像序列的三维可视化, 给出了理论分析与实验结果。

提出了一种主要针对小尺寸的显示器如笔记本电脑的、两视点视频信号实时融合的系统。首先，根据显示器的架构组成及数据接口形式选用合适的芯片，包括不同格式视频信号间的转换芯片及实现视频融合的芯片。然后，根据各芯片的输入输出引脚的定义及它们的位置关系，进行各元器件的合理布局、走线。最后，结合显示屏上贴的柱镜光栅的光学参数，下载程序到转板上的各芯片中。通过验证，转板上的视频信号的处理速率可达到224 Gbits/s。系统能够高效地实现两视点视频融合，在贴有柱镜光栅的笔记本电脑上可以看到很好的裸眼3D视频实时显示效果。

为实现红外预警系统中高速图像的实时显示和存储功能,以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA 芯片为核心处理器设计高速红外图像实时显示与存储系统,系统首先通过光纤端口接收高速图像数据,将数据复制后分两路通过PCI-e接口分别发送至控制计算机以进行显示和存储。设计过程中光通信模块与PCI-e通信模块通过FPGA内核实现,不需要额外采用相关控制芯片,从而减少了系统功耗,增强了系统集成性。实验结果表明,通过PCI-e接口实现处理系统与计算机间通信较传统的PCI接口能大幅提高通信速率,采用x1模式时,实际通信速率可达784 MByte／s,满足红外预警系统实时性方面的要求。

航路实时显示是航空电子综合显示控制系统的一项重要功能。本文提出的航路实时显示算法，对越过显示屏幕边界的航路进行裁剪处理，解决了对越界航路进行显示引起的航路显示混乱问题，提高了航路动态显示的实时性、稳定性和连续性。

为了对月基极紫外相机输出的科学数据进行采集, 将其生成图像并实时显示, 设计了月基极紫外相机图像采集与实时显示系统。该系统选用XILINX公司的Virtex II系列FPGA作为图像采集和处理以及控制中心, 完成科学数据接收、图像数据生成和存储以及USB接口控制功能,利用RS-422接口实现与极紫外相机的通讯功能, 利用LVDS接口接收相机发送的科学数据。输出的图像数据通过USB总线传输到上位机, 由上位机形成图像并实时显示。该系统与极紫外相机进行了联合成像实验, 实验结果证明, 本系统在光子计数率为66 kcps的情况下, 能够正确地采集科学数据将其转换为图像数据并实现实时显示功能。

基于高速单片机芯片C8051F120和CPLD芯片EPM570T100，设计了一种高精度伺服控制器。该控制器具有LCD显示和通过串口设置显示菜单的功能，可以实时地在液晶屏上显示伺服控制系统的控制信息。给出了该伺服控制系统液晶显示模块的硬件结构设计和软件流程设计。实验结果表明，该液晶显示模块设计具有工作稳定、刷新速度快的特点，能够满足伺服控制系统实时显示的要求。

计算全息三维实时显示是目前国际光学领域的研究热点之一。综述了计算全息三维显示技术研究的现状。从计算全息三维显示的原理出发，简介了全息图计算的复杂度、再现像尺寸与视场角等参数的关系以及影响再现图像质量的主要因素。分析了各种获得高质量、大图像和宽视场角的全息三维实时显示技术方案，指出了其中存在的关键问题，并对全息三维实时显示的未来进行了展望。

为了获取具有较大视场的图像数据，设计了一种基于线阵CCD的高分辨率周视图像实时采集系统。完成了系统各硬件电路的模块设计，并采用VHDL语言编程设计了TCD1209线阵CCD驱动时序及A/D转换等控制时序。提出了基于VC多线程技术的线阵CCD图像动态实时采集的新方法，并详细介绍了在Visual C++6.0 环境下，实时图像采集应用程序的实现过程。软硬件仿真与调试达到了预期的要求，完成了周视图像的实时采集，实验结果表明该方案具有一定的可行性。