基于fpga的无线网络传输3d视频的系统设计

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1、分类号TP752学校代码10590UDC530密级公开深圳大学硕士学位论文基于FPGA的无线网络传输3D视频的系统设计张翼扬学位类别工程硕士专业学位专业名称光学工程学院（系、所）光电工程学院指导教师高成余建华深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于FPGA的无线网络传输3D视频的系统设计是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签

2、名：日期：年月日基于FPGA的无线网络传输3D视频的系统设计摘要随着WiFi技术逐渐成熟以及智能产品普遍化、小型化，3D显示技术也可以应用在小屏幕显示当中。本文提出了一种基于FPGA的无线WiFi传输3D视频的系统设计，既可应用在普通显示器上也可应用在手机显示终端。以两路摄像头采集的信号作为输入源，采用Altera公司的CycloneIV系列FPGA芯片为处理核心，实时的完成数据采集和3D显示所需左右格式图像的拼接，以特制3D视频眼镜作为观看单元，从而在手机上实现效果逼真的3D视频图像。系统结构简便、性能稳定、图像清晰、能较好地用于视频监控、医疗监测、户外广告、娱乐

3、游戏、3D视频DIY制作。本文工作内容主要包括以下几点：本文讨论了线性插值算法的思想以及WiFi芯片的选配、WiFi模块的设计，通过FPGA进行视频采集和数据处理，设计了单摄像头、双摄像头及左右视频图像的无线传输系统，最后通过3D视频图像的主客观评测进行图像质量对比。（1）概述3D显示技术的原理和分类以及WiFi技术的发展，再阐述了包括人眼立体视觉原理、色彩空间模型、视频信号制式、BT.656视频流以及视频分辨率缩放等基本理论。结合当前无线WiFi技术的普遍化和手机的便携性最终确定了本系统的设计方案。（2）对几种常见的图像缩放算法进行了比较，在权衡了算法的复杂度、缩

4、放效果和FPGA的逻辑资源等因素后，选择了双线性插值算法来实现图像缩放。（3）用VerilogHDL硬件描述语言设计了两路数字视频信号的实时处理系统，包括视频采集、解码模块、帧缓存控制模块、去隔行模块、分辨率转换模块、色度空间转换、I2C、SPI配置模块以及输出时序控制等，并在Modelsim和QuartusII软件平台上仿真验证。从而完成FPGA的视频采集和视频数据处理（4）通过WiFi芯片的选配和分析最终确定了WiFi模块的硬件设计，从便携性角度考虑，尽量减少PCB板面积，给出了详细的硬件设计电路图，对整个WiFi硬件系统进行分析。（5）分析左右视频3D显示的原

5、理，通过FPGA搭建开发平台完成单摄像头无线传输系统和双摄像头无线传输系统，并进行调试，实现了良好的3D视觉效果。（6）3D视频图像的主、客观评测对比。主观评测采用标准双刺激连续质量分级I基于FPGA的无线网络传输3D视频的系统设计法（DSCQS），客观评测拟采用SSIM（结构相似度）衡量立体图像的质量。关键词：3D显示技术；FPGA；视频处理；无线传输；左右视频；图像评测；II基于FPGA的无线网络传输3D视频的系统设计AbstractWiththegradualmaturityofWiFitechnologyaswellasthegeneralizationan

6、dminiaturizationofintelligentproducts,3Ddisplaytechnologycanalsobeappliedinthedisplayofsmallscreens.BasedonFPGA,thispaperhaspresentedakindofwirelessWiFitransmissionsystemdesignof3Dvideos,whichcanbeusedinbothcommondisplayandmobilephonedisplayterminal.Withthesignalscollectedbytwo-waycame

7、rasastheinputsourceandtheFPGAchipofCycloneIVseriesofAlteracompanyastheprocessingcore,thedataacquisitionandstitchingofLeft-rightvideorequiredby3Ddisplaycanbecompletedinrealtime.Subsequently,withthespecial3Dvideoglassesasaviewingunit,thesystemcanachieverealistic3Dvideoimagesonmobilepho