一種基于FPGA的立體視頻轉換系統研究設計

　　當某一幀數據到來(lái)時(shí)，輸入端的數據不停地從雙端口RAM的一個(gè)端口寫(xiě)入SRAM_Rx。每當檢測到DE的下降沿，說(shuō)明已經(jīng)有一行的數據寫(xiě)入完畢，則從另外一個(gè)端口將SRAM_Rx的數據寫(xiě)入DDR用于保存當前幀數據的存儲區。寫(xiě)入一行結束時(shí)，輸入端要等到下一個(gè)DE下降沿到來(lái)才會(huì )再次有讀寫(xiě)SDRAM的需求。也就是說(shuō)SDRAM此時(shí)處于空閑期，于是馬上從之前保存好的上一幀數據中讀出相應的一行數據寫(xiě)入SRAM_Tx，輸出端則在寫(xiě)入SRAM_Tx一行完畢后從SRAM_Tx的另一個(gè)端口讀出數據。這樣一直到一幀結束。當下一幀數據到來(lái)時(shí)，交換讀寫(xiě)所指向的幀存儲區，這樣保證了原視頻信號的幀率不變。

　　為了使設計簡(jiǎn)單，DDR控制器模塊DDR_IF使DDR工作在BL（Burst Length）即數據突發(fā)長(cháng)度等于2的狀態(tài)[4]，并且以行為單位完成一次讀寫(xiě)流程。每次要寫(xiě)入或者讀出一行數據時(shí)，主控制模塊MAIN_CTL向DDR_IF發(fā)送讀寫(xiě)請求，然后發(fā)送一行數據所需要傳送的突發(fā)長(cháng)度的數量BL_CNT，以及該行數據要存入DDR的bank地址、行起始地址、列起始地址。之后，MAIN_CTL和DDR_IF進(jìn)入讀寫(xiě)流程。一行數據讀寫(xiě)操作的Modelsim時(shí)序仿真如圖6所示，圖中以一行數據有3個(gè)像素為例。

　　根據以上分析，DDR在一行數據的時(shí)間內被復用，理論上只要滿(mǎn)足寫(xiě)入一行加讀出一行數據的時(shí)間小于一行數據的持續時(shí)間Th即可。在1 600×1 200@60 Hz的分辨率下，行周期Th=13.3，當DDR工作在165 MHz時(shí)，其讀一行數據加寫(xiě)一行數據的時(shí)間為：Tl=1 600×2/165 M×2=9.7Th。即使考慮到DDR在讀寫(xiě)之外的其他操作上花費的額外時(shí)間，也能夠滿(mǎn)足要求。

　　2.3 格式轉換

　　2.3.1 3D模式

　　2.3.2 2D模式

　　對于本文設計的系統，對程序稍作修改即可實(shí)現2D/3D兼容。只須在輸入端，第k個(gè)像素到達時(shí)，各分量分別存入地址addr=k即可。

　　本文介紹的立體視頻轉換系統能夠在不影響幀率的情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)轉換，并且滿(mǎn)足2D/3D兼容的需要。該系統目前已應用于立體顯示器格式轉換。DVI接口的使用，使得該系統有著(zhù)廣泛的兼容性。此外，系統用一片SDRAM實(shí)現了幀緩沖的功能，在充分利用系統資源的同時(shí)，使得整個(gè)系統的設計更為簡(jiǎn)潔，有利于減小體積和降低成本。同時(shí)，該系統實(shí)際上構建了一個(gè)通用的視頻處理架構，具有很好的擴展性，程序只需稍作修改即可用于其他尺寸、其他格式視頻源（如上下格式、時(shí)分格式）、其他立體實(shí)現方式（如按行或者按列分割左右圖像）的立體顯示器。

　　參考文獻

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