[发明专利]基于FPGA的用于广播级的异步四分割监视器

权利要求书

1.基于FPGA的用于广播级的异步四分割监视器，其特征在于，包括：

四路SDI/HDMI2.0编解码模块，用于对FPGA信号解码并将解码出来的数据重新排列；

输入通道数据交叉选择模块，用于单通道输入全屏显示时的输入通道选择；

四路视频缩放/去隔行模块，用于对独立通道的视频进行缩放以及自适应去隔行；

四路图像增强/颜色管理模块，用于调节独立通道的图像亮度、对比度、锐度、色温的调节及实现基于六面体插值算法的3D-LUT；

视频叠加/拼接同步模块，根据不同的同步输出功能选择同步时钟来作为存储器模块的同步参考时钟；

存储器模块，用于对四路SDI/HDMI2.0编解码模块的解码信号同步；

屏接口编码输出显示模块；用于实现四路不同分辨率的四分割同步显示；

总线控制模块，用于对上述模块形成视频流通路；

所述SDI/HDMI2.0编解码模块输出输出端连接输入通道数据交叉选择模块，输入通道数据交叉选择模块的输出端连接四路视频缩放/去隔行模块，四路视频缩放/去隔行模块的输出端连接四路图像增强/颜色管理模块，四路图像增强/颜色管理模块的输出端连接视频叠加/拼接同步模块，视频叠加/拼接同步模块的输出端连接屏接口编码输出显示模块；

所述总线控制模块与所述四路SDI/HDMI2.0编解码模块，输入通道数据交叉选择模块、四路视频缩放/去隔行模块、四路图像增强/颜色管理模块、视频叠加/拼接同步模块、存储器模块，屏接口编码输出显示模块连接。

2.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，所述SDI/HDMI2.0编解码模块对FPGA的高速SerDes信号解码为12G SDI和HDMI2.0，并将解码出来的数据根据SMPTE协议重新排列以获得四通道YUV444格式的信号用作后端的视频处理数据。

3.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，所述视频缩放/去隔行模块根据图像静止和运动情况采用时间插值算法和空间插值算法，当相邻两场中的图像静止时，采用时间插值算；当相邻场中存在运动景物时，采用空间插值。

4.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，所述视频缩放/去隔行模块同时采用时间插值算法和空间插值算法，同时运用运动补偿算法计算每个像素的动作，得出物体的运动矢量，然后沿着运动轨迹的方向进行插值。

5.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，所述视频缩放/去隔行模块将缩放技术分为前后两级，前级根据图像的内在相关性和几何相似性，对插值点的空间距离做非线性修正；后级根据计算待插值像素周围已知像素点得出的梯度值调整周围像素点灰度的权重，使得插值后像素点的灰度值接近于平坦区域像素点对应的灰度值。

6.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，还包括同步锁相模块，所述同步锁相模块包括：

时间管理模块，调整输出图像的像素时钟频率用于同步输入场信号和输出图像的场信号即PIVS和POVS；

帧率转换模块，通过比较POVS和PIVS的相位差，并调整从输入图像的脉冲信号POFLD引脚输出的PWM脉冲的占空比来改变VCXO的输入电压，来控制输出图像的像素时钟POCLK的频率。

视频时序产生模块，当PWM脉冲的占空比变大或者变小时，低通滤波器的输出电压变高或者变低，而VCXO的输出频率变高或者变低，以控制输出图像的场信号POVS的相位和频率。

7.根据权利要求1所述的异步四分割监视器，其特征在于，还包括：相位差自动调整模块，所述相位差自动调整模块根据FPGA解码出SDI的延迟信息计算出窗体滑动位置，动态调整窗体位置并填充缓存。