基于运动补偿的隔行视频信号格式转换算法及其VLSI结构研究

摘要

该文所研究的视频信号逐行转换(Deinterlacing)和图象采样率格式变换(Scaling)是对传统制式电视信号做格式转换处理使其高清晰度显示的技术核心部分.为了解决场内和基于运动检测的场间隔行内插算法存在的问题,该文采用了基于运动补偿的内插方法以提高图象的质量.有效的运动估计和合理的数据存取使得系统具有较高的性能价格比.论文围绕研究工作涉及的3个相互联系的部分安排,并分别从不同层次进行了验证.第一章和第二章介绍了视频格式转换技术的意义和现有主要的逐行转换方法,第三章介绍了基于运动补偿的逐行转换算法,第四章给出了这种算法的VLSI结构设计.这一部分的验证包括图象算法的模拟和电路RTL级仿真.第五章对图象采样率转换系统进行了研究,通过FPGA硬件仿真平台实时播放了处理后的图象.第六章介绍了视频处理芯片中的串行数据通信,对电路进行了流片和功能测试.

目录

摘要

第一章引论

第二章现行主要隔行到逐行变换算法

§2.1隔行扫描制式的视觉缺陷

§2.2常用的场内内插算法

§2.3常用的场间内插算法

§2.4运动检测场间内插算法-DLP逐行扫描转换算法

第三章基于运动补偿的去隔行扫描变换算法

§3.1运动模型和估计方法

§3.2利用运动相关性的递归估计方法

§3.2.1运动矢量在时间和空间上的相关性分析

§3.2.2采用运动相关性递归估计方法

§3.2.3产生候选运动矢量和防止误差扩散的算法改进

§3.3隔行图象的运动补偿内插

§3.3.1采用相同极性场的数据运动估计并前向或双向补偿内插

§3.3.2采用相异极性场的数据做运动估计并前向补偿内插

§3.3.3运动补偿后图象的中值滤波

§3.4算法验证结果

第四章基于运动补偿的去隔行扫描变换系统的VLSI结构

§4.1 VLSI总体结构设计和层次分布

§4.2 SDRAM读写数据任务分配

§4.3场存储器的地址安排

§4.4读写控制器设计

§4.5去隔行数据内插处理模块（Intra-interp Module）

§4.6运动估计单元阵列（PE Array）

§4.7同步电路产生

§4.8模拟仿真和结果比较

第五章图象采样率格式转换系统

§5.1比值为有理数的抽样率转换系统

§5.2内插滤波器的设计

§5.3图象采样率变换系统的电路设计

§5.4系统电路仿真和硬件调试

第六章利用I2C总线技术实现芯片与PC机间的数据通信

§6.1 I2C总线技术概述

§6.2利用I2C总线通信的软件控制

§6.3 I2C接口电路设计

§6.4芯片测试结果

结束语

参考文献

致谢