随着高端电视的快速发展,数字电视技术的研究与应用,传统模拟电视的隔行扫描方式引起的彩色爬行、画面闪烁和图像快速运动时产生的边缘模糊及锯齿等现象越来越突出。然而由于经济发展的原因,模拟电视在一定时期内仍将在市场上占有一席之地。因此模拟电视的隔行扫描到逐行扫描的转换即去隔行是当前视频后处理等电视产品的重要组成部分。 由于电视信号处理的实时性要求,大多数去隔行技术采用了计算量小、易于硬件实现的基于非运动补偿的算法。随着半导体技术的发展,大规模集成电路技术的提高,尤其是ASIC技术的应用,使得人们开始将基于运动补偿的去隔行算法应用于消费类的电视产品中。 本文采用基于运动补偿的算法,对去隔行系统及其FPGA设计作了深入的研究。该系统包括三个关键模块:运动估计模块、运动补偿模块和缓存器模块。其中运动估计模块是去隔行系统的设计重点,设计为双向运动估计,采用菱形快速搜索算法,与目前普遍采用的全搜索算法相比极大的减少了计算量,但增加了控制的复杂度。该模块主要分为计算和控制两大部分。计算部分为SAD计算模块,采用累加树和流水线技术;控制部分根据菱形搜索算法的第三步搜索的特点,对比较模块、SAD暂存器等模块做了具体的设计,以提高运动估计模块的计算效率。对于运动补偿模块采用双向补偿的算法,补偿精度为半像素。根据半像素点的位置将运动补偿计算分为四个状态,并通过对四个状态计算特点的分析设计了加法器的结构复用,节约了大量资源。同时基于视频数据处理的需要,设计了四个具有双体存储结构的内部缓存器,由FPGA内部的嵌入式阵列块实现。根据运动估计模块和运动补偿模块的计算特点,分别对缓存器的结构、读写时序和列序号控制进行设计,有效提高了数据的存取效率。本文对于这三个去隔行系统的关键模块都给出了RTL级设计和模块的功能仿真,并在最后一章中给出了去隔行系统的FPGA设计。