幀率變換系統(tǒng)中運動場后處理算法研究與硬件實現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字顯示技術(shù)和芯片技術(shù)的快速發(fā)展，主流的數(shù)字電視的刷新頻率和圖像分辨率越來越高，然而由于視頻源固有拍攝頻率低或傳輸帶寬受限等原因很多視頻的幀率較低，低幀率視頻在高刷新頻率的數(shù)字顯示器上播放，容易產(chǎn)生重影、模糊等問題，因此研究高效的硬件可實現(xiàn)的幀率上變換技術(shù)十分重要。本文主要研究幀率上變換中矢量場后處理的硬件可實現(xiàn)算法與相關(guān)硬件電路。
　　由于三維遞歸搜索的低運算復(fù)雜度和高收斂性等易于硬件實現(xiàn)的特點，本文矢量后處理算法以三維遞歸

2、搜索為前提，對矢量進(jìn)行取精細(xì)化和平滑等操作，從而提高內(nèi)插幀的質(zhì)量。為了提高運動矢量的準(zhǔn)確性和運動矢量場的空間分辨率，本文結(jié)合空間相關(guān)性，采用了高效的矢量取精算法；為了提高矢量場的平滑度，減少視頻的塊效應(yīng)，本文設(shè)計了與位置相關(guān)的平滑算法；本文采用魯棒性較高的中值插值算法，改善運動估計不準(zhǔn)確帶來的影響；在內(nèi)插多幀中，結(jié)合運動物體的空間相關(guān)性及幾何特性，根據(jù)插幀時刻對矢量進(jìn)行縮放，避免進(jìn)行多次運動估計，降低算法復(fù)雜度。
　　矢量后處理的

3、硬件實現(xiàn)是本文研究的重點方向，本文的硬件實現(xiàn)主要是在基于三維遞歸搜索算法的整體硬件框架下進(jìn)行的。首先，本文給出了幀率上變換系統(tǒng)的硬件框架。然后，本文對矢量處理和插值兩大模塊進(jìn)行分析和設(shè)計。在矢量處理模塊中，結(jié)合系統(tǒng)流水線設(shè)計，通過數(shù)據(jù)復(fù)用和狀態(tài)機操作等設(shè)計，使用了較少的硬件資源，利用高速的片上緩存實現(xiàn)了矢量取精細(xì)化和平滑功能。在插值模塊中，結(jié)合多幀內(nèi)插的系統(tǒng)要求，通過并行計算、模塊分時復(fù)用及流水線等技術(shù)，克服了超高清幀率上變換中內(nèi)插數(shù)據(jù)