【摘要】：隨著科學技術的發(fā)展,有越來越多的領域使用圖像采集顯示設備來完成視野擴展等功能,而目前在圖像傳輸和顯示接口領域應用最為廣泛的有高清數(shù)字分量串行接口(3G-SDI)、移動產(chǎn)業(yè)處理器接口(MIPI)、高清晰度多媒體接口(HDMI)、視頻圖形陣列(VGA)等接口。3G-SDI接口是先進的串行視頻接口,該接口通過一根同軸電纜就可以實現(xiàn)高清視頻和高品質(zhì)音頻的傳輸。MIPI是目前在手機等電子產(chǎn)品領域應用最為廣泛的接口,該視頻驅(qū)動接口功耗低,支持超高分辨率LCD的驅(qū)動。HDMI和VGA接口分別是日常生活中最常見的數(shù)字視頻接口和模擬視頻接口。實現(xiàn)3G-SDI接口到其它接口的轉(zhuǎn)換,并在轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)圖像實時處理,對這些圖像傳輸和顯示接口在實際工程中的應用具有十分重要的科研意義和實踐意義。本論文提出的以FPGA為核心的圖像實時顯示處理轉(zhuǎn)換系統(tǒng),實現(xiàn)了3G-SDI接口向MIPI接口、HDMI接口、VGA接口的轉(zhuǎn)換,并在接口轉(zhuǎn)換過程中實現(xiàn)了相關實時圖像處理功能。其中3G-SDI接口到MIPI接口的轉(zhuǎn)換是較為創(chuàng)新的應用。本論文完成的工作包括:1、設計并確定了3G-SDI實時顯示處理單元的系統(tǒng)實現(xiàn)方案,根據(jù)系統(tǒng)方案完成了相關器件選型工作,并收集了相關器件的技術文檔。2、根據(jù)既定方案和相關技術文檔,設計并完成了系統(tǒng)的原理圖及PCB圖的設計與繪制,成功搭建了3G-SDI實時顯示處理單元的硬件平臺。該硬件平臺由FPGA核心處理單元的核心板和視頻編解碼單元的底板組成,其中核心板為6層板。3、完成了相關邏輯程序和軟件程序的編寫工作。邏輯程序包括視頻輸出接口驅(qū)動邏輯、外部視頻輸入同步邏輯、串口通信邏輯、SDRAM控制邏輯等。軟件程序包括視頻編解碼芯片的初始化程序和串口通信程序等。4、實現(xiàn)了相關視頻圖像實時處理的需求。完成了視頻信號的色度空間轉(zhuǎn)換、視頻圖像曝光度增強、兩路視頻信號的壓縮拼接等視頻處理的算法設計及邏輯程序的編寫調(diào)試工作。最后對該系統(tǒng)進行了綜合測試,該系統(tǒng)能夠完成兩路1080P的SDI視頻信號的轉(zhuǎn)換處理工作,并同時支持MIPI、HDMI、VGA接口的輸出顯示,且顯示效果良好,系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
[Abstract]:With the development of science and technology, more and more fields use image acquisition and display equipment to complete the functions of visual field expansion. At present, the most widely used in the field of image transmission and display interface are high-definition digital component serial interface (3G-SDI), mobile industry processor interface (MIPI), high-definition multimedia interface (HDMI), The 3G-SDI interface is an advanced serial video interface. The interface can transmit high-definition video and high-quality audio through a coaxial cable. MIPI is the most widely used interface in the field of electronic products such as mobile phones, and the video driver interface has low power consumption. The HDMI and VGA interfaces are the most common digital video interfaces and analog video interfaces in daily life, respectively. To realize the conversion of 3G-SDI interface to other interfaces and to realize real-time image processing in the process of conversion is of great scientific and practical significance for the application of these image transmission and display interfaces in practical engineering. In this paper, a real-time image display and conversion system based on FPGA is proposed, which realizes the conversion from 3G-SDI interface to MIPI interface, HDMI interface and VGA interface, and realizes the related real-time image processing function in the process of interface conversion. The conversion from 3G-SDI interface to MIPI interface is a more innovative application. The work accomplished in this paper includes: 1. The system implementation scheme of 3G-SDI real-time display processing unit is designed and determined. According to the system scheme, the selection of related devices is completed, and the technical documents of relevant devices are collected. 2. According to the established scheme and related technical documents, the schematic diagram of the system and the design and drawing of the PCB diagram are designed and completed, and the hardware platform of the 3G-SDI real-time display and processing unit is successfully built. The hardware platform is composed of the core board of the FPGA core processing unit and the bottom board of the video codec unit. Logic program includes video output interface driver logic, external video input synchronization logic, serial communication logic, SDRAM control logic and so on. The software program includes initialization program of video codec chip and serial port communication program etc. The algorithm design of video processing, such as color space conversion of video signal, enhancement of video image exposure, compression and splicing of two video signals, and programming and debugging of logic program are completed. Finally, the system is tested synthetically. The system can complete the conversion of two 1080P SDI video signals and support the output display of the MIPI,HDMI,VGA interface. The display effect is good and the system works stably.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN873

【參考文獻】

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本文編號：2362397