基于FPGA的视频格式转换系统设计

　　假设g ( u，v )为经缩放后输出图像中一点，其还原到原图像的最近点为f ( i，j) 且两者在原图中相差( x，y )的坐标，则输出点g ( u，v)的数学表达如下，从其可以看出实际上分为两步实现分别进行垂直滤波和水平滤波。

　　其中有关系式: i = ( u ×W in ) /W out，j = ( v ×H in) /H out; x = ( u × W in)% W out，y = ( v ×H in)%H out。W in 和Wout分别为缩放前后的图像宽度，H in和H out分别为缩放前后的图像高度。图12为4 ×4领域水平垂直相位，其中的水平相位值分别为PH 0,PH 1，PH 2，PH 3，垂直相位值分别为PV0，PV1，PV2,PV3。只要根据上述关系式求得x，y 值就能获得8 个相位值，就能实现多相位滤波。

图12 4×4 领域水平垂直相位

　　图13为本文设计的图像缩放器中滤波器部分框图，其中的垂直水平查找表里分别存放着4个不同相位的Lanczos2 函数值。

图13 图像缩放器中的滤波器

　　2. 4 视频DAC

　　视频编码到模拟R、G、B 由视频DAC 芯片ADV7123，它内部有三独立通道10 bit高速DAC，如图14所示为其功能图及其系统作用。

图14 ADV7123系统图

　　3 系统电源设计

　　电源的可靠性是电子系统设计成败的关键。在设计电源时，在保证电源的可靠性的基础之上需要综合考虑电源电路的效率与体积，此系统需要0. 9 V,1. 2 V，1. 8 V，2. 5 V，3. 3 V，5 V 共6种电源。

　　LM2737输出电流最大为5 A，效率高达90%，封装为SO IC，体积小。DDR2的VTT 与VRef的0. 9 V电压由DDR 参考终端电压通用芯片TPS51100 转换而来。

图15 电源设计框图

　　4 结束语

　　本文采用C yc lone III的EP3C1*84C6器件及相关的视频编解码芯片设计视频格式转换系统，实现了普通电视信号到较为通用的VGA 接口信号的转换，同时通过对视频信号的缩放等处理增大视频分辨率。另外，采用FPGA作为核心视频处理器件，使得系统对视频制式的支持具有很好的灵活性。