超高清幀率變換系統(tǒng)控制處理器的硬件實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)驗(yàn)證.pdf

1、隨著數(shù)字電視處理技術(shù)和集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字電視已經(jīng)進(jìn)入了超高清數(shù)字電視時(shí)代。近幾年，為了提高視頻觀看質(zhì)量，視頻顯示設(shè)備的幀率得到很大的提升，往往達(dá)到120Hz以上。而由于傳輸帶寬的限制，超高清數(shù)字視頻信號(hào)只能以較低的幀率傳送，因此存在傳輸和顯示視頻幀率不一致的問(wèn)題，如果不采用有效的幀率轉(zhuǎn)換算法提升視頻的幀率，則會(huì)直接導(dǎo)致顯示圖像出現(xiàn)拖影、停頓、模糊等現(xiàn)象。在本文中重點(diǎn)研究超高清幀率變換實(shí)現(xiàn)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了超高清幀率變換系統(tǒng)中的

2、核心模塊：系統(tǒng)控制處理器，并基于FPGA平臺(tái)，完成了超高清幀率變換系統(tǒng)的硬件驗(yàn)證工作。
　　本文首先介紹了基于3DRS塊匹配的超高清幀率上變換（UHD FRUC）算法架構(gòu)，算法主要包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量后處理和運(yùn)動(dòng)內(nèi)插三個(gè)部分。運(yùn)動(dòng)估計(jì)采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?，估?jì)出運(yùn)動(dòng)矢量，有效提升了內(nèi)插重建幀的效果。矢量后處理進(jìn)一步處理運(yùn)動(dòng)估計(jì)矢量，解決圖像塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)不匹配的問(wèn)題，同時(shí)也能更進(jìn)一步提升內(nèi)插矢量的準(zhǔn)確性。運(yùn)動(dòng)內(nèi)插負(fù)責(zé)產(chǎn)生內(nèi)插重建幀。

3、　　接下來(lái)本文給出了超高清幀率上變換中的核心模塊系統(tǒng)控制處理器的架構(gòu)和硬件實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)控制處理器包括數(shù)據(jù)控制功能和參數(shù)控制功能。在數(shù)據(jù)控制功能上，通過(guò)采用塊組的方法降低了系統(tǒng)的帶寬需求并且避免了時(shí)鐘周期浪費(fèi)，同時(shí)設(shè)計(jì)了4級(jí)流水線的處理方法有效完成巨量視頻數(shù)據(jù)處理任務(wù)。在參數(shù)控制上，通過(guò)對(duì)外的APB總線控制和對(duì)內(nèi)的參數(shù)總線完成整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)配置和管理。本文完成的系統(tǒng)控制處理模塊設(shè)計(jì)在Cadence軟件平臺(tái)上完成了電路綜合和功能驗(yàn)證，通過(guò)