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视频格式转换芯片中去隔行模块的研究和实现

作　者: 邵凯
导　师: 肖夏
学　校: 天津大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 去隔行运动检测视频格式运动自适应平板显示器逐行信号
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 37次
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内容摘要

多种不同的视频格式共存,对液晶、等离子及其他一些大屏幕平板显示器的兼容性有着一定的要求,否则就会制约它们的应用范围。大屏幕平板显示器只能显示逐行视频,而且对显示的视频格式有着严格的要求,为了使得这些显示器能够顺利播放各种不同的视频格式,需要将不同扫描格式的视频图像数据进行格式转换,使其满足平板显示器的格式要求。格式转换的主要工作有帧频变换、去隔行、视频缩放和视频图像增强等。本论文的课题源于天津市科委科技发展项目“视频信号处理芯片的研发”,主要完成视频后处理中去隔行模块研究和设计。本文主要介绍去隔行子系统的理论研究和设计实现过程。去隔行系统是视频后处理系统中的核心部分,主要分为五个子模块:视频数据输入、运动检测、亮度插值、色度插值、视频数据输出。视频数据输入模块主要负责将由前端FIFO组输入的并行32-bit视频数据进行并串转换,分离出方便处理的8-bit亮度和色度数据,并在转换后按周期连续输出。运动检测模块对输入的图像数据进行边缘检测、场间检测、帧间检测、运动统计校正和运动扩展,得到视频图像的运动状态。亮度插值和色度插值则根据亮度和色度数据各自的特点对亮度和色度进行不同的场内场间插值,其中亮度场内插值较为复杂,包括半像素生成、相关性方向检测、定向滤波和边缘平滑连接等过程。视频数据输出模块则负责将原始行像素和插值后生成的新像素按顺序输出至后端视频缩放模块。本文首先介绍了视频处理,主要是视频去隔行的相关背景、国内外发展现状以及去隔行算法的一些主要理论依据;然后介绍本文所采用的视频去隔行算法,主要包括软件算法模型、模块划分、RTL代码实现、功能仿真的结果。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 视频去隔行技术的发展  8-9
  1.3 本文研究的内容和论文结构  9-11
第二章去隔行系统算法  11-43
  2.1 去隔行需要解决的问题  11-12
  2.2 常用去隔行算法介绍  12-32
    2.2.1 非运动补偿的去隔行算法  12-22
      2.2.1.1 线性去隔行算法  12-15
      2.2.1.2 非线性去隔行算法  15-18
      2.2.1.3 运动自适应去隔行算法  18-22
    2.2.2 基于运动补偿的去隔行算法  22-32
      2.2.2.1 运动估计和运动补偿算法概述  23-25
      2.2.2.2 运动估计  25-31
      2.2.2.3 运动补偿  31-32
  2.3 本文所采用算法介绍  32-42
    2.3.1 运动检测部分  34-40
    2.3.2 像素插值部分  40-42
  2.4 本文所采用算法介绍  42-43
第三章去隔行系统电路设计  43-60
  3.1 数据输入部分电路设计  43-48
  3.2 运动检测电路设计  48-55
    3.2.1 视频格式转换芯片2.0 版去隔行运动检测电路  48-49
    3.2.2 视频格式转换芯片3.0 版去隔行运动检测电路设计  49-55
  3.3 像素插值电路设计  55-58
    3.3.1 亮度场内插值  55-57
    3.3.2 亮度场间插值和自适应插值  57-58
    3.3.3 色度插值  58
  3.4 数据输出电路设计  58-60
第四章去隔行系统的仿真与验证  60-71
  4.1 数据输入部分仿真与验证  60-61
  4.2 运动检测部分仿真与验证  61-62
  4.3 像素插值部分仿真与验证  62-64
  4.4 数据输出部分仿真与验证  64-65
  4.5 去隔行整体仿真与验证  65-71
第五章总结与展望  71-73
  5.1 总结  71
  5.2 展望  71-73
参考文献  73-76
发表论文和科研情况说明  76-77
致谢  77

视频格式转换芯片中去隔行模块的研究和实现

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