SM-PDP中视频源的设计与实现

摘要

本论文提出一种基于FPGA器件、硬件板独立的视频源设计与实现，通过FPGA平台与不同硬件板的连接，并提供相应的视频处理与变换算法在FPGA平台上的实现，得到了较高灵活性与较高扩展性的视频源，实现了SM-PDP模组上1024×768分辨率、50～60Hz刷新率条件下的良好显示效果。论文详细讨论了该视频源的设计与实现方法，以及实现过程中视频处理的关键问题。 在视频解码方面，论文设计了对VGA信号与DVI信号解码的AD9887A硬件单元板、对CVBS信号与S端子信号解码的TVP5147硬件单元板，并引入了VGA信号输出的ADV7125硬件单元板与CVBS信号输出的SAA7121硬件单元板作为验证单元板。在视频处理方面，论文设计了以FPGA芯片为主的视频处理平台，采用两组静态异频RAM进行乒乓切换作为图像的帧缓存，为复杂的视频处理算法提供了易用而功能丰富的平台。在视频处理算法方面，论文研究学习了常见色彩空间变换算法、去隔行处理算法、分辨率变换算法以及Gamma校正算法，选择其中较为实用、可行性较高的算法进行仔细分析，并在FPGA平台上进行了硬件实现，完成了DE信号生成、以及PAL，制式及NTSC制式视频向1024×768画面转换的一系列流程，成功与SM-PDP模组进行连接，达到了良好的显示效果。为将来在视频源系统中实现更高分辨率、更高刷新率、更先进算法实现以及更多自定义处理积累了宝贵的经验。

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英文文摘

声明

第一章 引言

1.1 课题背景

1.2现有产品状况与技术发展趋势

1.3本课题主要任务

第二章系统硬件结构

2.1 系统概述与单元划分

2.2 VGA信号与DVI信号的解码电路

2.2.1 VGA信号接口

2.2.2 VGA信号解码器

2.2.3 AD9887A模拟部分的功能与结构

2.2.4 DVI信号接口

2.2.5 DVI信号解码器

2.2.6 AD9887A数字部分的功能与结构

2.2.7 AD9887A硬件单元组成

2.3 CVBS信号与S端子信号的模数转换电路

2.3.1 CVBS信号接口与格式

2.3.2 S端子信号接口与格式

2.3.3 TVP5147解码器功能与结构

2.3.4 TVP5147硬件单元组成

2.3.5 TVP5147参数寄存器设置

2.4 CVBS与VGA数字信号验证电路

2.4.1 CVBS验证电路

2.4.2 VGA验证电路

2.5基于FPGA的视频处理平台

第三章格式转换算法概述

3.1色彩空间变换原理

3.2去隔行算法原理

3.2.1场内行插值

3.2.2场间行插值及三点中间滤波

3.2.3边沿自适应滤波

3.2.4运动自适应的去隔行算法

3.2.5场内行插值算法在FPGA平台上的设计

3.3分辨率变换算法原理

3.4 RGB数字信号的DE生成

3.5 Gamma校正算法

第四章FPGA平台上的算法实现

4.1 色彩空间变换在FPGA平台上的实现

4.2去隔行算法在FPGA平台上的实现

4.3分辨率变换算法在FPGA平台上的实现

4.4针对SM-PDP模组特性的输出优化

4.5视频源系统调试

4.5.1 监视器验证阶段

4.5.2 SM-PDP模组联调

第五章结束语

5.1 结论

5.2改进思路

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文