LCD色彩實時校正系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn).pdf

1、顯示設備的色彩校正通過對顯示圖像的色溫校正、Gamma調(diào)整以及圖像抖動等一系列處理過程實現(xiàn)顏色重現(xiàn)的一致性，滿足各類顯示質(zhì)量的要求，在視頻圖像顯示處理中占有舉足輕重的作用，因此近年來顯示設備的色彩顯示效果已逐漸成為各大廠商的競爭焦點。隨著高清時代的到來，市場對視頻數(shù)據(jù)處理速度和視頻處理系統(tǒng)集成度的要求越來越高，處理速度慢成為制約軟件和單片機方案的主要因素?，F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)集成了諸多硬件資源，低成本高性能，從本質(zhì)上來說FPGA

2、是并行工作的，處理的速度快實時性好，尤其適合大量數(shù)據(jù)的實時處理工作，在視頻圖像處理領域占有很大的優(yōu)勢，已成為實時視頻系統(tǒng)設計的重要選擇之一。
　　本文研究的目標是設計實現(xiàn)一種基于FPGA的LCD顯示設備色彩實時校正系統(tǒng)，在滿足了高集成度和快速處理速度的同時，具有實時性好、資源消耗低、校正范圍廣和校正效果良好等優(yōu)點。
　　本文以高清視頻序列作為研究對象，深入研究了針對RGB顏色空間的色彩校正方法。分析比較了灰度世界算法、動態(tài)白

3、點法、音階映射算法、色相關法、鏡面法以及神經(jīng)網(wǎng)絡算法等目前常用的色溫修正算法，在此基礎上結(jié)合FPGA的特點，提出了一種基于亮度的色溫修正算法。針對場景突變帶來的前后幀差異很大導致的校正不準確的問題，提出并采用外部存儲的方法將輸入的視頻數(shù)據(jù)進行幀緩存達到本幀的增益校正本幀數(shù)據(jù)的效果，從而提高校正的準確性。此外研究了LCD的電光特性曲線，針對人眼的視覺特性實現(xiàn)了10位的Gamma校正，增強圖像的明暗表現(xiàn)效果;最后針對顯示設備的顯示深度研究了

4、2x2矩陣的圖像抖動算法，整個設計在Xilinx公司XC7K325T-2FFG900為核心芯片的Kintex7FPGA開發(fā)板上實現(xiàn)。
　　本設計總體上以軟硬件協(xié)同的方式實現(xiàn)LCD色彩實時校正系統(tǒng)，硬件電路完成高速的數(shù)據(jù)處理過程，以FPGA內(nèi)嵌軟核處理器MicroBlaze對系統(tǒng)電路進行配置和參數(shù)傳遞。根據(jù)用戶的需要通過OSD傳遞具體的色溫值、Gamma值來控制硬件電路以實現(xiàn)相應的校正和調(diào)整。
　　系統(tǒng)測試結(jié)果表明，LCD色彩