8K视频信号处理

     整个系统设计的关键在于8K视频信号的处理。截止到目前为止,因为8K的标准没有非常明确,相应的视频处理芯片厂家也在观望,所以,相关的8K视频处理芯片非常少。如目前SiI9779、SiI9630等厂家宣传支持8K,但是最终也没有推出该功能。目前主推8K技术的是日本NHK,其预计在2020年的东京奥运会上进行8K直播。富士通株式会社与松下电器产业株式会社对两家公司的系统LSI业务进行合并,成立索喜科技有限公司(Socionext)。新品牌体现了公司的核心业务在于SoC及具有竞争优势的Imaging(视频和成像领域)和OpticalTransport Network(光纤通信网络领域)技术领域意义。Socionext在2016年推出一款单芯片8K处理芯片SCH801A。SCH801A与日本卫星广播HEVC编码的标准ARIB STD-B32第一部分一致,能够单芯片单通道解码8K 60P,其配备一个PCI Express二代插槽,4路 Tx外部接口。8K的视频码流通过前端芯片SCH801A解码后,输出4路HMDI2.0的视频信号。从带宽上来看,HDMI2.0的最高带宽高达18Gbps,4个通道加起来带宽可达72Gbps,足够传输一路8K的视频信号。

  在本设计中是采用高速FPGA进行HDMI2.0信号的解码,通过HDMI的解码模块来将标准的HDMI信号转换为并行的data数据。具体HDMI的解码模块设计框图如图3。TMDS数据进入Deskew模块进行数据的重新对齐与重排;数据进入TMDS decoder模块,从模块中分离出video data与AUX data。视频数据进入视频采样模块,分离出clk、HS、VS和video data。辅助数据进入Auxiliary Packet Capture模块,分离出控制数据包和音频数据等。视频数据分离出后,为了方便在拼墙处理器中进行数据传输,在通过FPGA的并串转换模块时,转为串行数据进行传输。每对HDMI的信号通过2对高速的serdes信号进行传输,方便视频调度模块进行调度。

 视频调度模块

  在该模块中,主要是视频信号调度、时钟处理模块、通信模块、CPU系统模块等为各个模块业务控制的核心。视频信号交叉调度模块采用高速串行空分交换技术,调度高速串行数据信号,传输该高速串行数据信号。根据预定的输入端口与输出端口的对应关系,将各输入的高速串行数据信号通过相应的端口输出,传输到相应的视频处理模块中。

  时钟处理模块用来产生参考时钟信号,并将所生成的参考时钟信号提供给各个8K视频模块、各个视频信号处理模块、信号扩展交换平台等。8K视频模块、视频信号处理模块及信号扩展交换平台等在本单板提供的系统参考时钟的同步下,分别产生用于本模块高速串行处理业务所需的模块时钟。


视频处理模块

  视频信号处理模块对视频信号调度后的高速串行信号进行解串行化、切割、缩放、叠加等处理,最后输出处理后的图像信号。

  通过图像信号采集模块对信号的串行化处理和主控交叉模块的调度,在视频信号处理模块的输入端口可获得任意需要的输入信号,输入的信号是高速的串行信号,必须进行解串后才能进行信号之后的处理。解串行化是串行化的逆向过程。输入信号的分辨率与所需显示的窗口大小通常都是不相同的,从解串行化模块还原出的图像必须进行缩放处理,同时,显示的窗口可能跨多个显示单元,每个单元只显示一部分,通过切割截取所需的图像数据,并进行相应的缩放处理。最后,由输出驱动部分完成叠加后的图像信号转换成标准的16路DVI信号输出。

视频基础算法




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转载自blog.csdn.net/mazhitong1020/article/details/79716504
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