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正文摘录:

武玉华等：电视墙控制丞缠笪!旦鱼垒塑土系统。整个电视墙系统所要实现的视频转换分割，放大显示等功能都需要在电视墙控制系统这个大模块中实现，可以说电视墙控制系统是整个电视墙系统的核心。在设计中把电视墙控制系统划分为图像分割电路、帧存储器、时序控制电路、图像放大电路等部分。图像分割电路把输入的视频图像根据要求分割成与分屏幕数目相同的部分，并存入帧存储器内；帧存储器负责存储图像数据，每一块分屏幕都对应于一块或多块分存储器的输出，在本3×3电视墙控制系统中，每一个图像通道采用2块帧存储器实现2帧轮换。时序控制电路是处理系统的关键，他为系统提供所需的控制时序信号，如果各信号处理时序不能完全配合，根本不可能实现图像的存储和放大，甚至图像的分割，因此数字处理系统调试的一个关键就是调整各信号的时序关系。图像放大电路是把各个已分割的分屏幕图像信号从存储模块中读出并放大成和原图像分辨率相同的图像信号。图像的放大有多种算法，经测试，在既要保证放大图像质量，又要保证显示速度的条件下，单线性插值算法是实现本系统放大功能的最佳算法。2.2三大功能模块和信号接口电视墙控制系统主要实现的功能是：输入逐行扫描的RGB信号，经过处理，输出经过分割、放大并优化的视频信号，输出的视频信号能直接应用到电视墙上。遵循模块化的设计思路，将FPGA电视墙控制系统的设计分为3个基本功能模块，分别实现电视墙控制系统的3大功能，即：协同控制、视频分割、放大显示。协同控制模块的功能在于将视频采集设备传输过来的视频信号编制为合适的适用于视频分割和放大显示的信号形式和相关的地址信息，并将这些信息随时序输出。视频分割模块的功能在于将输入进来的标准RGB，通过写入不同处理子板的存储器并读出(使用两帧轮换存储原理)，将整幅图像的不同部分分割到合适的子板进行处理。放大显示模块的功能在于将存储器中已经分割好的图像块，进行3×3的放大，并通过伪线性内插算法进行优化，处理最终要输出到电视墙显示屏上的视频信号。其实现的内容包括：将图像读出存储器，并进行锁存放大、伪线性内插等一系列处理的过程，并随场、行同步信号一起输出作为新的处理好的视频信号。2.3硬件系统的具体设计整个FPGA电视墙控制系统由1块主板，27块子板，6块高速存储器组成，完成上述3大功能。其中每块子板对应2块SRAM，以实现2帧轮换存储，整个系统调试控制相当灵活方便。附加上分屏幕切换等特技效果控制装置.并且经过合理布局以后，可以将整个硬件装置做成盒装控制器，具有较高的实用价值。硬件系统如图1所示。图1中视频信号输入到主板当中，由主板做第一步处理，通过全局时钟信号和行同步、场同步信号等将每一个图像点进行地址编码，并将其控制发送到相应子板所对应的帧存当中，主板相当于一个大的接口，起到对9个子板的协调控制作用，但并不直接处理RGB信号。输图1硬件系统示意图子板是本系统的核心处理部分，要完成的任务包括对存储器的控制以及整个图像的放大功能。每一块子板需要根据两帧轮换的原理，实时地给每个存储模块中两块帧存储器赋予控制信号，并按从主板过来的地址信号将RGB数据信号写入存储器中。为了实现放大功能，在读存储器时还必须控制好存储器地址信号和读信号的持续时间。子板最重要的功能是充当放大芯片的作用，实现单线性插值放大。每块子板输出他所对应的显示屏的视频信号。三块子板负责一个分屏幕的处理工作，每个子板处理一路图像信号，以第一个分屏幕为例来说，子板1，2，3分别处理一号分屏幕的R，G，B信号，每个子板又对应一个由两块帧存组成的存储模块，3块子板的工作原理一模一样，功能也一样，对于其他分屏幕，子板的工作原理和功能也基本一样，只是根据不同的行地址、列地址处理一帧图像的不同部分而已。子板的结构相似也使设计制造的成本大大降低。子板的存储模块是由2块SRAM组成，处理同一图像通道的子板使用同一个存储模块，共需3个存储模块，考虑到SRAM需要存储的数据是一个屏幕的单通道数据，即640×480的8位R，G，B信号，所以选用容量为512k×8b的SRAM。主板、子板、存储模块合起来构成了整个电视墙控制系统，系统输入分辨率为640×480，刷新率为50～80Hz逐行扫描的RGB视频信号，经过分割、放大等内部处理以后，输出到3×3电视墙显示系统上，每一个分屏幕的视频信号也是分辨率为640×480，刷新率为50～80Hz逐行扫描的RGB视频信号。此系统具有相当高的灵活性和兼容性。3系统的具体实现结果3.1主板的设计主板的设计主要是地址发生器，通过对时钟信号和行