Предложен линейный интерполяционный алгоритм для LED-сферического экрана и его аппаратная реализация на платформе FPGA, направленные на решение проблемы искажения изображения и несоответствия разрешения из-за деградации физических пикселей на LED-сферическом экране в районах с высокими широтами. Во-первых, построена динамическая модель интерполяции пикселей между плоскостью и сферой с преобразованием операций с плавающей запятой в операции с фиксированной точкой через введение параметра шага интерполяции. Во-вторых, предложен механизм динамической регулировки шага с анализом телесного угла для адаптивной настройки точности интерполяции в соответствии с различиями плотности пикселей. Затем разработана полностью конвейерная аппаратная архитектура для глубокой координации преобразования координат, пересэмплинга пикселей и интерполяционных вычислений с использованием модуля переотображения данных FIFO для низкой задержки обработки. Результаты экспериментов показывают, что среднее улучшение отношения пик-пик сигнала к шуму изображения, отображаемого на сферическом экране после применения алгоритма, составляет 10,41%, среднее значение структурного сходства увеличивается на 0,36%, а энтропия информации об изображении повышается в среднем на 1,60 бита. При этом время обработки одного кадра на FPGA составляет менее 0,19 мс. Предложенный метод эффективно решает проблемы искажения изображения и несоответствия разрешения на сферическом экране, имеет низкую сложность алгоритма, малое потребление аппаратных ресурсов и низкую задержку обработки, что удовлетворяет требованиям реального времени в сценариях высокой частоты кадров и интенсивного взаимодействия.

LED-сферический экран;линейный интерполяционный алгоритм;FPGA;обработка в реальном времени