基于FPGA的視頻格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著圖像顯示技術(shù),特別是大屏幕高分辨率的顯示器的不斷發(fā)展,人們對(duì)視頻圖像的質(zhì)量要求越來(lái)越高。為了使原有傳統(tǒng)視頻圖像能在大屏幕顯示器上獲得最佳的顯示效果,這就需要對(duì)視頻進(jìn)行相關(guān)的格式轉(zhuǎn)換。本課題就是圍繞視頻格式的相關(guān)轉(zhuǎn)換而展開(kāi)的。
　　本課題主要是以分辨率為720×576、場(chǎng)頻為50Hz的隔行掃描的模擬視頻轉(zhuǎn)換成分辨率為1024×768、幀頻和場(chǎng)頻均為60Hz的逐行視頻為例,對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。首先對(duì)視頻進(jìn)行去隔行處理,本

2、系統(tǒng)選用的是空間插值算法中的行復(fù)制法,該算法與其它算法相比較,更易于硬件實(shí)現(xiàn)。然后是視頻的幀率提升,把隔行掃描的50Hz的場(chǎng)頻變換到逐行掃描的60Hz的幀頻,由于它們之間存在著幀差,又不是整數(shù)倍關(guān)系,本系統(tǒng)采用的是分段插幀法,及每五幀為一組進(jìn)行線性插幀,同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)域提升,在SRAM的配合與FPGA的控制下將50Hz的場(chǎng)頻轉(zhuǎn)換成60Hz的幀頻。最后是分辨率的轉(zhuǎn)換,本系統(tǒng)以分辨率為720×576轉(zhuǎn)換成分辨率為1024×768為例,使用

3、雙線性插值算法在適當(dāng)?shù)南袼攸c(diǎn)之間進(jìn)行相應(yīng)的插值,以達(dá)到分辨率放大的目的。
　　本系統(tǒng)主要采用了Altera公司生產(chǎn)的高性能、低成本CycloneII系列FPGA芯片EP2C8F256C6來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻格式轉(zhuǎn)換的。首先在Altera公司開(kāi)發(fā)的軟件QuartusII9.0中進(jìn)行各處理算法程序的編寫(xiě),然后通過(guò)JTAG端口將程序保存到外部的EEPROM里,系統(tǒng)工作時(shí)再對(duì)EEPROM中的程序進(jìn)行調(diào)用。與以往視頻格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)相比,這種方案可以應(yīng)對(duì)

4、不同的視頻格式進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)修改,同時(shí),還可以很方便地對(duì)程序算法進(jìn)行更改。
　　本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)SAA7111A的寄存器配置、存儲(chǔ)器的乒乓操作控制以及去隔行、幀頻提升、分辨率轉(zhuǎn)換等圖像處理算法。通過(guò)使用CCD圖像傳感器信號(hào)作為系統(tǒng)的視頻源信號(hào),以產(chǎn)品商所提供的LVDS-DVI視頻轉(zhuǎn)接盒和DELL公司生產(chǎn)的LCD顯示器來(lái)驗(yàn)證了視頻格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的功能與工作狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果表明,該系統(tǒng)的軟硬件能較好的對(duì)視頻圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目