视频信号处理芯片中格式转换模块的设计与实现.pdf

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
摘要关键词: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、说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,验证工作,并且给出了最终的仿真结果和实现效果图。格式转换帧频提升分辨率提升
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却专炙学位论文作者签名:王薨学位论文作者签名:土南舀冲≥年签字日期:力力晟拢蝴独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得丞鲞盘堂或其他教育机构的学位或证,本学位论文作者完全了解丞壅盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权岙鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的加吖年研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:∑月
⒄骨熬自从世纪年代开始,数字电视⋯技术在世界范围内飞速发展,美国、欧洲、日本等技术先进国家也认识到数字电视对本国经济发展的重要性,因此也加入到数字电视技术的研究开发行列,并制定了现代数字视频压缩编码技术的系列标准。我同当时的电视技术相对落后,意识到发展数字电视的重要性,也加入到数字电视技术研究开发的行列中来。年月,美同开始数字电视广播,年所有电视台全面实现数字电视广播,并全部收回模拟电视的频道,以彻底停止模拟广播。中国广播电视系统的数字化进程早己启动。年拢泄氖值缡庸悴猅在中央电视塔上进行广播试验成功,并宣布中国数字电视广播分三步走的计划,中国计划将于年正式试播—苹杲媸迪质值缡庸悴ィ时,将停止模拟电视广播。根据国情,中国电视系统的数字化不可能一步到位,从技术与性能两方面来看,大致应经过以下鼋锥危第一阶段实现普通电视的数字化,即利用数字信号处理技术,改进现有模拟电视的不足,提高图像与伴音质量,增加电视功能。第二阶段把现行模拟电视制式下的图像、声音信号进行数据压缩,其图像质量可以达到电视演播的质量水平,图像水平清晰度达线以上,传输声道环绕声效果的伴音。这种标准清晰度电视系统是目前我国电视广播的发展重点,因为它与现行大屏幕彩色显象管的极限清晰度笥线嗍视Α第三阶段图像质量达缬敖浩剑枷袼角逦却笥线,以达到的水平,估计全国普及至少需要年时间。数字电视关键技术的研究重点主要涉及两方面内容:以压缩码率为中心的第一一章视频时空域插值模块的设计与实现
.悠敌藕糯硇酒墓谕庀肿醇凹际醴⒄骨魇高效编码方法和电视接受与显示的数字化技术。一个完整的数字电视系统包括数字信号调谐、数字信号解调、解解码和高清晰电视的显示技术。其中,信道解调和信源解码芯片由于具有较为统一的标准,功能相对固定;对于视频后处理芯片,由于数字电视应用领域和视频质量要求的不同,所采用的显示规格、方式以及视频处理方法都存在着很大的不同。本文的视频信号处理芯片为数字电视的显示技术,将数字电视信号高质量、无失真的通过各种显示器件鏟、等氏指壑凇目前视频处理芯片多为美国和台湾公司所垄断,其产品占据了大部分高端到低端领域的份额。国内在该方面目前尚