题目：多路视频预处理及综合控制器设计

近年来，嵌入式视频处理技术迅猛发展，已经广泛应用在城市交通、安防监控和医疗健康等领域。嵌入式多路视频处理系统以其更全面的视频信息展现处理能力逐渐成为研究热点。多路视频处理系统中成倍增加的视频数据量对系统采集处理能力提出了严峻挑战。因此，嵌入式多路视频处理系统的设计研究具有重要意义。

为满足课题组多路视频预处理需求，本文设计了基于FPGA+DSP结构的多路视频预处理及综合控制器，在此基础上对视频预处理方法、视频关键数据通路进行研究，并完成系统综合控制设计工作。本文主要研究内容包括：

（1）      设计多路视频预处理及综合控制器。在分析课题组项目需求基础上，针对处理性能要求高、视频通路速度快和综合控制任务多等难点，提出一片FPGA与三片DSP通过SRIO并行互连的硬件设计方案，并完成系统总体方案设计和各模块原理设计工作。

（2）      优化视频预处理方法。为实现FPGA平台下快速颜色空间转换，提出基于LUT及流水线技术的颜色空间转换方法，实验结果表明其转换过程最高时钟频率可达358.2MHz，高于现有转换方法；为提高视频标志叠加质量，利用数字抠图技术提取视频标志图像Alpha通道，基于Alpha通道表示的透明度信息，实现了视频标志边缘的平滑过渡效果。

（3）      设计视频关键数据通路。视频关键数据通路包括芯片间SRIO互连和多路视频采集输出。为实现FPGA与DSP间SRIO高效互连，根据视频传输处理特点，提出以FPGA为核心的SRIO互连方案，并采用简化SRIO事务、规定视频数据单元和设计收发缓存队列等方法，获得SRIO数据传输速率达理论值90%以上，同时逻辑资源消耗减少；针对输入视频信号不稳定造成的视频采集错误，利用视频同步信号并增加错误检测机制，提高了视频采集可靠性，实验结果表明本文方法可以消除视频采集错误；根据系统平台特点完成FPGA视频输出设计，经测试输出结果正确。

（4）      设计系统综合控制。系统综合控制包括用户控制和系统控制。为实现用户对系统工作模式控制，设计控制协议并完成视频选择和视频模数数模芯片控制；为保证系统正常工作，设计简单自检复位控制和电源时钟控制。