FPGA中图像格式转换实现方案-Altera 视频工作台

　　服务器、交换机、前端编码器以及专用演播显示器等广播基础设备系统支持各种输入图像格式，在存储、编码和显示之前，通常需要将图像转换为高清晰(HD) 或者其他分辨率格式。专用ASSP 虽然满足了这一市场需求，取得了一定的成功，但仍然面临通过采用单芯片方案来满足广播设备供应商各种特殊需求这一挑战。在这一ASSP 行业合并和重新定位过程中， FPGA 视频处理功能不断增强，成为定制图像格式转换应用的理想平台。为支持加速实现FPGA 图像格式转换， Altera 开发了本白皮书介绍的1080p 视频设计工作台，帮助系统设计人员轻松开发定制图像格式转换信号链。本文所讨论的图像格式转换参考设计可以作为起点，适当修改后用于定制视频处理应用开发。本设计经过硬件验证，可以提供给授权用户。

　　1 视频设计工作台

　　Altera 视频设计工作台集成了各种工具和构建模块视频功能，有助于加速定制图像格式转换设计的开发和实现。它包括以下组成：

　　■ 构建模块视频知识产权(IP) 内核

　　■ 格式转换参考设计，展示FPGA 功能，提供设计起点。

　　■ 低开销开放视频接口，支持混合匹配定制或者商用IP 模块。

　　■ 用于集成处理器和存储器子系统的系统级设计工具

　　■ 可迅速进行原型设计的各种视频开发套件

　　Altera 为视频处理开发了各种构建模块，即，视频和图像处理(VIP) 包( 参见图1)。在这一开发包的众多功能中，缩放和去隔行是图像格式转换设计最常用的功能。Altera 的VIP 包具有复杂的多相缩放引擎和去隔行功能，可以配置实现运动自适应去隔行功能。其他常用的功能包括色度重新采样、颜色空间转换以及帧速率转换等，这些都含在VIP 包中。可以把这些视频功能结合在一起，开发定制视频格式转换设计。

　　图1. 视频图像处理(VIP) 包

　　这一视频设计工作台提供以前由ASSP 实现的功能，还具有定制设计并进行更新的优点( 参见表1)。

　　表1. Altera 视频设计工作台与广播ASSP 的对比