[发明专利]一种基于FPGA的视频格式转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于FPGA的视频格式转换器，更具体地说，涉及一种用于实现对隔行视频信号进行帧频提升、隔行-逐行变换和分辨率放大的转换器。属于电子信息领域。

背景技术

近年来数字视频显示技术迅猛发展，逐行扫描、大屏、高清显示逐渐推广。而传统隔行扫描视频在日常生活、工作当中仍然有广泛的应用。因此，将隔行扫描视频信号转换为新型显示装置支持的视频格式，有很大的市场空间。很多隔行-逐行转换方法和装置应运而生。

经相关检索调研，传统隔行-逐行转换都是用专用芯片实现，而这就不可避免的存在扩展性差、升级困难、开发周期长、成本高的缺点。另一方面，20世纪90年代出现的现场可编程器件(FPGA)，其设计方便灵活，开发周期短，可根据需要定制IP核，易于升级、扩展，随着性能的不断提升，基于FPGA设计嵌入式系统已成为可能，可编程片上系统(S0PC)概念随之提出，与此同时，FPGA的功耗、价格逐年下降，已逐渐抢占了传统的微处理单元(MCU)和标准数字逻辑电路(ASSP)的市场份额。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于FPGA的视频格式转换器。以FPGA为核心处理芯片，将视频处理技术与FPGA技术相结合，既可实现视频格式的实时转换，又可以定制不同的IP核，满足更多更具体的功能需求，提高了性价比。同时随着FPGA性能的不断提高，还可以实现更复杂的处理过程，使转换器功能更加完善。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于FPGA的视频格式转换器由有源晶体振荡器、电源变换模块、FPGA、编程接口和本地控制接口、FLASH、片外SDRAM组(3片)、视频输入模块和视频输出模块组成，其相互连接关系为：电源变换模块分别与有源晶体振荡器、FPGA、FLASH、片外SDRAM组、编程接口、视频输入模块、视频输出模块相连接，FPGA与FLASH相连，通过SDRAM总线分别与片外SDRAM组中三片SDRAM相连，视频输入模块与FPGA相连，视频输出模块与FPGA相连，有源晶体振荡器与FPGA相连，编程接口和本地控制接口与FPGA相连。

上述FPGA包括同步信号控制器、读写状态控制器、i²c控制器、SDRAM控制器、RAM控制器、片内RAM组、YUV/RGB转换器。其内部相互连接关系为：所述读写状态控制器通过内部控制总线分别与同步信号控制器、SDRAM控制器、RAM控制器、YUV/RGB转换器、i²c控制器相连；所述RAM控制器通过内部控制总线与读写状态控制器相连，通过内部数据总线分别与SDRAM控制器和YUV/RGB转换器相连，通过内部数据总线、地址总线及控制总线与片内RAM组相连。

上述FPGA内部各模块对外连接关系为：所述同步信号控制器外接视频输入模块和有源晶体振荡器；所述SDRAM控制器外接视频输入模块，同时通过SDRAM总线分别外接片外SDRAM组中三片SDRAM；所述i²c控制器通过i²c总线外接视频输入模块和视频输出模块；所述YUV/RGB转换器通过系统数据总线外接视频输出模块。

上述RAM控制器包括多路选择控制器a、多路选择控制器b、多路选择控制器c、场内插值器、场间插值和运动检测器、纵向放大插值器。

上述片内RAM组包括RAM1、RAM2、RAM3、RAM4、RAM5，其中RAM1、RAM2、RAM3、RAM4为输入输出分离控制，容量为16X720Bits的片内RAM，RAM5为输入输出分离控制，容量为17X720Bits的片内RAM。

上述RAM控制器，其内部相互连接关系为：所述场内插值器通过经过一行延时以后的8位亮度数据总线Yin’和经过一行延时以后的8位色度数据总线Cin’接收来自多路选择控制器a的数据，通过8位亮度数据总线Ys和8位色度数据总线Cs将数据传输至多路选择控制器b的数据输入口，通过当前处理场的8位亮度数据总线Yin接收来自多路选择控制器c的数据；所述纵向放大插值器通过经过一行延时以后的8位亮度数据总线Yin’和经过一行延时以后的8位色度数据总线Cin’接收来自多路选择控制器a的数据，通过8位数据总线Yso和8位数据总线Cso接收来自多路选择控制器b的数据；所述多路选择控制器c通过当前处理场的8位色度数据总线Cin、当前处理场的8位亮度数据总线Yin将数据传输至多路选择控制器a的数据输入口，通过当前处理场的8位亮度数据总线Yin将数据传输至场内插值器的数据输入口。