高緯度地域における物理的なピクセル劣化によるLED球幕表示の画像歪みと解像度の不一致問題に対し、LED球幕表示に基づく線形補間アルゴリズムを提案し、FPGAプラットフォーム上でハードウェア実装を行い、LED球幕表示における画像歪みおよびデータ欠損の低減を目的とする。まず、動的な平面－球面ピクセル補間モデルを構築し、補間ステップパラメータの導入により浮動小数点演算を固定小数点整数演算に変換した。次に、立体角解析に基づく動的ステップ制御機構を提案し、ピクセル密度の差異に応じて補間精度を適応的に調整した。さらに、座標変換、ピクセル再サンプリング、補間計算を深く連携させたフルパイプラインハードウェアアーキテクチャを設計し、FIFOデータリマッピングモジュールにより低遅延処理を実現した。実験結果は、本アルゴリズム処理後の球幕表示画像が球幕スクリーン上に直接表示された画像と比較して平均ピーク信号対雑音比が10.41％向上し、構造類似度値が平均0.36％上昇、画像情報エントロピーが平均1.60bit増加したことを示した。同時に、FPGAハードウェアプラットフォーム上での単一フレーム処理時間は0.19ms未満であった。本手法は球幕表示における画像歪みと解像度不一致の問題を効果的に解決し、アルゴリズムの複雑さは低く、ハードウェア資源消費が少なく、処理遅延も低いため、高フレームレートの強インタラクティブなシーンでのリアルタイム処理要求を満たす。

LED球幕スクリーン;線形補間アルゴリズム;FPGA;リアルタイム処理