隐藏式字幕解码与显示系统的fpga实现

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1、分类号TP302密级公开UDC004编号10299Z1308027硕士学位论文隐藏式字幕解码与显示系统的FPGA实现FPGAimplementationofClosedCaptiondecodinganddisplaySystem指导教师肖铁军教授作者姓名王涛申请学位级别工程硕士专业名称计算机计术论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期答辩委员会主席_______________评阅人______________独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取

2、得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被

3、查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日江苏大学硕士学位论文摘要隐藏式字幕（ClosedCaption,CC）最初的理念是让听力有障碍人士可以和正常人一样获得更多的视频信息，享受更加完美的视频观看体验，是欧美等国家的数字电视必不可少的组成部分，也是专业视

4、频监视器中重要的组成部分。隐藏式字幕解码与显示系统通常采用专用解码芯片或者软件来实现，但随着高清视频的普及和电子技术的发展，消费者对处理器处理视频数据的速度和系统的集成度提出了更高的要求，传统的隐藏式字幕实现方案越来越难以满足这类要求。FPGA集丰富的硬件资源于一体，拥有强大的并行处理数据的能力，尤其适合大量数据的实时处理工作，在视频图像处理领域具有相当大的优势。本文研究的目标是设计基于FPGA的隐藏式字幕解码与显示系统，不仅满足了集成度高和处理速度快的优点，而且具有实时性好、资源消耗低、节约成本、商业价值高等优势，因此实现

5、隐藏式字幕系统的FPGA方案具有深远的现实意义。本系统以实现针对北美市场的专业视频监视器中隐藏式字幕解码与显示功能为应用背景，深入研究了有关隐藏式字幕数据语法结构的SMPTE标准中的相关协议和708CC标准。同时提出并应用了一种待显示字符的叠加方法，实现了字幕窗口的定位，字幕字符待显示区域的定位，字幕字符待显示区域字符基地址的确定，读取字型码数据以及实现字幕窗口内显示区域的划分。在此基础上结合FPGA并行处理数据的特点，提出了一种基于高清SDI视频信号的隐藏式字幕原始数据的提取方法。实现了隐藏式字幕原始数据的提取，然后进行数

6、字电视隐藏式字幕（DTVCC）数据包的重组，接着进行字幕服务数据的重组，再对用户选择的字幕服务数据进行解码，最后实现隐藏式字幕数据与源视频的叠加显示。整个设计采用VerilogHDL硬件描述语言进行代码的编程，并在Xilinx公司XC7K325T-2FFG900为核心芯片的Kintex7FPGA开发板上实现。系统测试结果表明，隐藏式字幕解码与显示系统的功能达到了预先的设计目的，能够提取出原始隐藏式字幕数据并进一步做解码等处理，最后与源视频图像叠加显示定位正常，系统运行功能稳定，达到了很好的显示效果。该系统资源消I隐藏式字幕解

7、码与显示系统的FPGA实现耗少，完全可以利用FPGA处理视频的富足资源去实现隐藏式字幕功能，具有较好的实际运用价值。关键词：隐藏式字幕，数字电视，SMPTE，708CC，DTVCCII江苏大学硕士学位论文ABSTRACTClosedCaption(ClosedCaption,CC)istheindispensablepartofdigitalTVintheEuropeanandAmericanandalsoisanimportantpartinprofessionalvideomonitor,theinitialideaof

8、whichistomakethehearingdisabledpeoplecanhavemorevideoinformationlikenormalpersoninordertoachievemoreperfectvideoviewingexperience.Ingeneral,Close