基于FPGA的數(shù)字視頻幀頻提升技術(shù).pdf

1、隨著數(shù)字電視,特別是大屏幕顯示設(shè)備的發(fā)展,液晶面板中固有的殘影(shadow)、抖動(dòng)、運(yùn)動(dòng)模糊(motion blur)等現(xiàn)象變得尤為突出。為了克服以上弊端,研究人員一方面努力降低液晶分子響應(yīng)時(shí)間;另一方面,通過提高液晶面板的刷新頻率,來減少液晶分子的保持時(shí)間。
　　液晶分子的物理特性決定它的響應(yīng)時(shí)間不能無限降低。因此,很多專家、學(xué)者都在提高液晶面板的刷新頻率方面做努力。這些方法包括兩類幀頻提升方法,第一類即不考慮對(duì)象運(yùn)動(dòng)的幀復(fù)制

2、、幀平均和插灰?guī)?但這些算法比較簡單存在運(yùn)動(dòng)抖動(dòng)等缺陷。第二類即基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(motion estimation and motion compensation,ME/MC)的幀頻提升(frame rate up conversion, FRUC)方法加入了對(duì)對(duì)象運(yùn)動(dòng)的考慮,能夠取得更好的插幀效果。其中,快速而準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)是得到高質(zhì)量內(nèi)插幀的前提。
　　本文正是基于這樣的背景,主要研究了一種幀頻提升算法中運(yùn)動(dòng)估計(jì)器的

3、硬件實(shí)現(xiàn)電路。本文研究的硬件電路實(shí)現(xiàn)基于C語言與Matlab仿真過的算法,并在該算法的基礎(chǔ)上根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)與視覺效果的要求進(jìn)行了折中,使之能夠既滿足視頻信號(hào)實(shí)時(shí)處理的要求,同時(shí)又不降低主觀視覺效果。本文主要工作如下:
　?、僭O(shè)計(jì)了視頻圖像實(shí)時(shí)處理中幀級(jí)流水結(jié)構(gòu)的時(shí)序,一幀圖像內(nèi)的條帶劃分,條帶內(nèi)宏塊數(shù)據(jù)的更新順序;
　　②實(shí)現(xiàn)了基于 SAD匹配準(zhǔn)則的雙向運(yùn)動(dòng)估計(jì)器,分析了實(shí)現(xiàn)原理、工作時(shí)序圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果;

4、　?、垩芯苛嗽紙D像視頻幀中條帶結(jié)構(gòu)的劃分,以及數(shù)據(jù)從 DDR更新到緩存模塊SRAM中的先后次序;
　　④實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)估計(jì)器數(shù)據(jù)緩存單元SRAM模塊,分析了實(shí)現(xiàn)原理、工作時(shí)序圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果;
　?、菰O(shè)計(jì)一種能復(fù)用大量硬件資源,同時(shí)支持 SAD匹配準(zhǔn)則的雙向運(yùn)動(dòng)估計(jì)器,給出了實(shí)現(xiàn)原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作時(shí)序圖和仿真結(jié)果分析;
　　⑥對(duì)比了改進(jìn)方案與原方案的資源消耗,研究了改進(jìn)方案在硬件資源消耗上的優(yōu)勢。
　　通過