本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的視頻縮放的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：數(shù)字視頻具有數(shù)據(jù)量大、對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求高等特點(diǎn)。對(duì)于數(shù)字視頻的處理是數(shù)字視頻領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。如果視頻處理僅僅依靠軟件算法來實(shí)現(xiàn),那么對(duì)軟件和CPU的計(jì)算能力都有較高的要求。而用硬件方法來實(shí)現(xiàn),在速度和效果上都優(yōu)于前者,現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)根據(jù)其自身特點(diǎn),很適合應(yīng)用于視頻圖像處理領(lǐng)域。本文所研究的內(nèi)容主要針對(duì)的是拍攝片場(chǎng)內(nèi)容制作過程中攝像機(jī)拍攝到的視頻信號(hào)的分辨率與顯示器的分辨率不一致的問題,同時(shí),還可以解決拍攝視頻時(shí)將視頻畫面進(jìn)行放大監(jiān)看的問題。在拍攝片場(chǎng),通常攝像機(jī)上搭載一臺(tái)小型監(jiān)視器,導(dǎo)演監(jiān)看時(shí)使用一臺(tái)大尺寸技監(jiān)級(jí)監(jiān)視器。由于攝像機(jī)的型號(hào)各異,拍攝到的視頻圖像分辨率有所不同。顯示器也同樣如此,由于型號(hào)不同,屏幕分辨率也有不同。因此通過以FPGA為設(shè)計(jì)平臺(tái)來完成視頻圖像的處理,以滿足視頻圖像處理的需求。本文在研究了傳統(tǒng)插值算法的基礎(chǔ)上,采用MATLAB對(duì)視頻圖像縮放算法進(jìn)行仿真。在權(quán)衡了芯片的硬件資源和幾種插值算法的實(shí)現(xiàn)效果后,選取了一種能夠用硬件描述語言來進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)的插值算法來對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的兩種功能為視頻制式的轉(zhuǎn)換和視頻畫面的放大,設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化思想,將整個(gè)系統(tǒng)劃分為幾個(gè)模塊:色彩轉(zhuǎn)換模塊、裁剪和字符生成模塊、I2C配置模塊、DDR3幀緩存模塊、縮放模塊、視頻制式生成模塊和時(shí)鐘模塊。其中縮放模塊包含提取模塊和系數(shù)生成模塊。系統(tǒng)使用硬件描述語言Verilog HDL和專用的IP核對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)其各自的功能,并通過Modelsim進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證其邏輯正確性,最后進(jìn)行布局布線、Chipscope在線邏輯分析、時(shí)序約束以及板級(jí)驗(yàn)證。整個(gè)系統(tǒng)是以ISE Design Suite 14.4為開發(fā)環(huán)境,采用Xilinx公司生產(chǎn)的Spartan6系列FPGA芯片XC6SLX45T為設(shè)計(jì)平臺(tái),該芯片具有容量大、成本低的特點(diǎn)。最終的測(cè)試結(jié)果是通過OSD菜單的調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)幾種視頻制式之間的相互轉(zhuǎn)換以及任意視頻制式下視頻畫面兩種程度的放大功能,顯示效果穩(wěn)定、清晰,并通過48小時(shí)的高溫老化實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,最終沒有出現(xiàn)異常情況,完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)攝像機(jī)視頻監(jiān)視器的設(shè)計(jì)預(yù)期。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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