고위도 지역에서 물리적 픽셀 열화로 인한 LED 구면 스크린의 이미지 왜곡 및 해상도 불일치 문제를 해결하기 위해 LED 구면 스크린 기반 선형 보간 알고리즘을 제안하고 FPGA 플랫폼에서 하드웨어 구현을 수행하여 LED 구면 스크린에서의 이미지 왜곡 및 데이터 손실을 줄이는 것을 목적으로 한다. 먼저 동적 평면-구면 픽셀 보간 모델을 구축하고 보간 스텝 매개변수 도입을 통해 부동소수점 연산을 고정소수점 정수 연산으로 변환하였다. 다음으로 입체각 분석에 기반한 동적 스텝 조절 메커니즘을 제안하여 픽셀 밀도 차이에 따라 보간 정밀도를 적응적으로 조절하였다. 이후 좌표 변환, 픽셀 재샘플링 및 보간 계산을 깊게 협업하는 전면 파이프라인 하드웨어 아키텍처를 설계하고 FIFO 데이터 리매핑 모듈을 통해 낮은 처리 지연 시간을 구현하였다. 실험 결과, 본 알고리즘 처리 후 구면 스크린에 직접 표시된 이미지와 비교하여 평균 피크 신호 대 잡음비가 10.41% 향상되었고 구조적 유사도 값이 평균 0.36% 증가하였으며 이미지 정보 엔트로피가 평균 1.60비트 증가하였다. 동시에 FPGA 하드웨어 플랫폼에서 단일 프레임 데이터 처리 시간은 0.19ms 미만으로 나타났다. 본 방법은 구면 스크린 디스플레이 과정에서의 이미지 왜곡 및 해상도 불일치 문제를 효과적으로 해결하였으며 알고리즘 복잡도가 낮고 하드웨어 자원 소모가 적으며 처리 지연 시간이 짧아 고프레임 강한 상호작용 환경의 실시간 처리 요구를 충족한다.

LED 구면 스크린;선형 보간 알고리즘;FPGA;실시간 처리