LCD视频缩放与增强处理的设计与实现

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随着平板显示技术的飞速发展和广播电视中视频分辨率日益增加,人们可以获得更好的视觉观赏享受。平板化和数字化是当今电视发展的两大主要方向。LCD高清数字电视以其较好的图像质量和较高的性价比成为发展最快、市场占有率最高的电视种类,针对LCD的视频信号处理技术也成为了电视技术的研究热点。由于显示器的尺寸越来越大,人们对图像质量的要求也越来越高,LCD需要单独的视频缩放(scaling)和图像增强(enhancement)模块来提供更好的视频效果。 本文作为广东省教育部产学研结合重点项目《高清晰高画质LCD数字视频后处理芯片的研制》的一部分,主要完成了视频缩放和图像增强的设计及硬件实现。本文分析了现有的各种插值算法,根据实时视频信号处理的要求,采用面向硬件实现的改进的bi—cubic插值方法来进行图像缩放。本文的缩放模块采用同一缩放内核实现视频放大或缩小,且不限制放大缩小的比例,将邻域选择和偏移量计算分开,准确地定位新插值像素点在原图像中的位置。为了获得更好的图像质量,本文设计的图像增强模块可以对图像的亮度、对比度、色调和饱和度进行调整,并包含gamma校正模块,进一步改善缩放后的图像显示效果。本文的图像增强模块使用了cordic算法,使图像调整算法更适合硬件实现且减少了存储空间。本文通过对算法的改进与优化,在确保处理效果的前提下,大大降低了硬件复杂度,提升了处理速度,从而能够实现全高清分辨率的图像格式变换。 视频缩放和增强模块采用VHDL实现,通过功能仿真和FPGA原型验证,满足了预期的功能要求,可交付后端设计。
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