高清混合视频矩阵的研究及fpga实现

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1100401006密级：工程硕士专业学位论文高清混合视频矩阵的研究及FPGA实现TheresearchandFPGAimplementationofHDhybridvideomatrix作者姓名：陈志杰指导教师：魏腾雄副教授凌朝东教授工程单位导师：工程领域：电子与通信工程研究方向：嵌入式与多媒体技术所在学院：信息科学与工程学院论文提交日期：二零一四年三月二十八日万方数据学位论文独创性声明本人声明兹呈交的学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研究内容，如参考他人或集体的科研成果，均在论文中以明确的方式说明。本人依法享有和承担由此论文所产生的权利和责任。论文作者签名：签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意授权华侨大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：指导教师签名：签名日期：签名日期：万方数据摘要摘要视频矩阵是指能够将任意的输入视频源切换到任意的输出通道的

3、设备，是视频监控系统、视频指挥、视频会议、教育等各种视频系统的核心组成部分。由于视频技术的迅速发展，现在视频源的种类增加迅速，一对一的视频显示已解决不了大量视频图像的显示、切换调看和分配共享，视频矩阵就成了必须的选择。而且现在的视频信号都往高清的方向发展，高清混合视频矩阵就是基于这些的发展产生的。高清混合视频矩阵的实现涉及到对不同视频图像格式的采集，传输以及处理等。高清视频信号的数据量非常大，对视频的实时采集、处理和传输的带宽的要求比较高。所以采集方案和传输方案的设计，减少带宽对混合视频矩阵的限制就成为研究的重要方向

4、。能够适应更多的视频格式，且视频矩阵有更多的视频通道，这样才具有更广阔的市场前景。本文首先分析混合视频矩阵的工作原理及系统的架构体系，然后详细分析系统中各模块的原理及实现方法。本文所讨论系统主要分三个模块，分别为输入模块，交换背板模块和输出模块。分别完成视频数据的采集，视频数据的交换共享和视频数据的处理。整个系统采用模块化设计，结构上采用可插拔板卡的模式，易于扩展。在视频数据的采集和处理上，采用了FPGA实现，进行无压缩的传输方式，保证高清视频的质量。每一路视频数据单独处理，采用纯硬件架构，提高处理速度，增强实时性，

5、避免了CPU处理速度的瓶颈限制。每路视频采用SERDES（串化器/并化器）单独传输，降低视频信号的影响，总线的带宽可以不受CPU总线的影响。图像的输出采用先进的图像缩放技术，采用缩放效果很好的双三次卷积模板算法，确保图像清晰、锐利。最终通过各个模块和整机的测试验证，该课题已经完成预期的设计目标，系统完成了对VGA、DVI、HDMI视频信号的采集、传输、处理及编码输出。用户可以操作视频图像的切换，输出清晰的视频图像，实现视频矩阵的功能。关键词：高清混合视频矩阵总线带宽FPGASERDES图像缩放技术I万方数据华侨大学硕

6、士学位论文AbstractVideomatrixisadeviceswhichcanswitchanyoftheinputvideosourcetoanyoutputchannel,itisacorecomponentofvideosurveillancesystems,videodirecting,videoconferencing,educationandothervariousvideosystems.Becauseoftherapiddevelopmentofvideotechnology,andnowthe

7、rearemoreandmoretypesofvideosources,Videodisplayonebyone,itcannotsolvethevideodisplayhasalargedisplayvideoimages,switchingtonelookandallocationsharing.Sothevideomatrixbecamenecessarychoice.Andnowmostofthevideosishigh-definitionsignals,HDhybridvideomatrixisgener

8、atedbasedonthesedevelopments.ToachiveHigh-definitionvideomatrix.wemustpaycloseattentiontocollectionmixingdifferentvideoformats,transmissionandprocessing.HDvideosignalhasalar