视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现

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1、天津大学硕士学位论文视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现姓名：王南飞申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：姚素英20070101摘要视频信号处理芯片是数字电视的核心芯片之一，其主要功能是将数字电视的源信号，转换成具体显示器件所要求的格式，另外，进行图像增强、OSD菜单显示等其他辅助功能。随着数字电视的发展，该芯片具有巨大的市场前景，成为当今信息技术领域的研究热点之一。视频信号处理芯片中进行格式转换部分运算量大，运算复杂度高，硬件实现难度大，另外，要设计出可配置、可扩展，能够实现多种格

2、式之间的转换尤其困难。因此，格式转换部分是视频信号处理芯片中的难点和重点所在，成为各大欧美厂商重点垄断对象。本文在总结和学习现有技术的基础上，提出适合视频信号处理芯片的算法以及硬件实现方式，最后给出了仿真和FPGA验证结果。具体总结如下：第一，在视频时域插值上，本文提出一种基于较小匹配块、采用全搜索策略的块匹配帧频提升算法，有效的改善了国内同类型芯片在运动估计上产生错误的运动矢量过多的问题；在硬件实现上，采用分时复用的流水线结构，大大减少了硬件资源的消耗。第二，在视频空间域缩放上，本文比较了现行的两种主要

3、算法：滤波器算法和多项式拟合算法；通过两者的实现结果进行对比，得出本文采用的双三次插值算法图像效果较好。第三，在系统的实现架构上，通过循环仲裁的方式实现数据调度，重点考虑了系统的可配置性和可扩展性，实现多种格式之间的转换。最后，整个模块完成了系统集成与仿真，FPGA验证工作，并且给出了最终的仿真结果和实现效果图。关键词：格式转换帧频提升分辨率提升ABSTRACTVideoSignalProcessingChipisoneofdigitalTVcorechips．Thischip’Smainfunction

4、istoconversethesourcedigitalsignalofTVtotheformatofthetargetdisplay．Inaddition，Ithassomeassistancefunctionsuchasimageboostup，OSDandSOon．AsthedevelopmentofdigitalTV,Thischip，whichistheresearchhotspotofcommunicationdomain，hashugemarketforeground．Theformatco

5、nversionpartofvideosignalprocessinghasbeenmonopolizedbyoccidentcompaniesforitsheavycalculate，complexalgorithmanddifferenthardwareimplementespeciallyforitsconfigurableandexpansibility．Thispapersummarizesandstudiesthepresenttechnique，thenbringforwardaalgori

6、thmandmethodofhardwareimplement，whichadapttothevideosignalprocessingchip．Finally,itpresenttheresultoftestandFPGAvalidate．Thispaperissummarizesasfollows：Firstly,onthevideotimedomaininterpolation，tOdealwiththeshortageofsearchtechniqueinthesametypechip，which

7、causetoomuchwrongmovevector，theauthorbringsforwardaframerateup·conversionalgorithmbasedonfull-searchblockmatching，self-adaptiveinterpolationandadoptsthehardwareimplementarchitecturebasedontime-sharingpipeliningtOreducethehardwareresource．Secondly,onthesca

8、ling，theauthorcomparestwopresentalgorithms：thefilterandpolynomialapproach，andfindthebi—cubicisbeRerthroughthecontrastofimplementresult．Thirdly,onthearchitectureofsystem，theauthorusesthecyclearbitertOmobilizedata，tak