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关于基于FPGA滚球法的高光效单片彩色D投影机的设想方式
来源:本站   发布时间:2018-05-19 11:31       作者:admin|浏览次数:

  本设想中所采用的FPGA是Altera公司CvclONe系列中的EP1C6Q240C8。该FPGA的片内存储器容量为90kbits,完万能够胜任对分辩率为XGA显示模式的视频信号进行行处置。若是要支撑更高分辩率的投影模式或对图像进行整帧的处置,只要改换拥有更大片内RAM资本的FPGA或是在FPGA的I/O口外接片外存储器。DVI解码和编码芯片别离选用Sil161和Sil164。

  此时,LCD屏上显示数据的具体算法如图5所示,即R1,2占领G1,1的位置(即第2个单位),R1,3占领B1,1的位置(即第3个单位),R1,4占领第4个单位,以此类推,直至1024个赤色数据在LCD屏上陈列完毕,再起头绿色数据,继而是蓝色数据。如许便可到达图2中在一块LCD屏上别离显示R、G、B图像的目标。

  然而,投影机的次要采购者绝大大都是当局部分、企业和高校。无论是三片式LCD投影机仍是DLP投影机,其昂扬的价钱不断障碍着投影机进入通俗家庭。为了简化设施布局,低落本钱,本文给出了一种基于FPGA的高光效单片彩色LCD投影机的设想方式。

  在投影机设想中,节制电路的感化是对输入的视频和数字图像信号进行处置,以将其改变成适合LCD屏显示的信号。投影体系的电路部门如图3所示。当图像信号由DVI接口授送到DVI解码芯片后,体系可将视频信号分化成24位R、G、B单色信号以及响应的节制信号,再通过FPGA构成的视频信号处置电路进行有关转换,然后颠末DVI编码芯片规复成DVI信号,最初送至液晶屏。

  ① 通过模块挪用将FPGA的片内RAM分为“RAM_A”和“RAM_B”!

  显示手艺正朝着大屏幕、高清楚度、高亮度和高分辩率的标的目的成长。凡是说来,将屏幕显示面临角线英寸)以上的显示称为大屏幕显示。投影机作为一种主要的显示设施,曾经普遍地使用到了金融、教诲、企业、军事等多个范畴,它所拥有的大幅面、高清楚多媒体演示功效,使消息的传送拥有更好的结果。目前,市道上的支流产物是三片式LCD投影机和DLP投影机,此中,三片式LCD投影机的市场份额高达三分之二。

  ② 在第一个行周期,将输入的第一行数据流缓存到“RAM_A”:由于一行视频信号有3K字节,为了实此刻LCD屏上三基色的分手,在对数据进行存储时,不克不及依照数据进入FPGA的挨次来存储,而应将赤色数据顺次存放在第1至第1024个存储单位,绿色数据存放在第1025至第2048个存储单位,蓝色数据则放在第2049至第3072个存储单位,即将本来的象素“打乱”存放!

  因为视频信号在LCD屏上分为R、G、B三个部门,因而,三基色图像通过液晶板汇聚当前,会构成一幅高度和原图像相称。宽度压缩为原图像三分之一的彩色图像。这时,只要要一枚宽银幕镜头即可将该压缩图像拉宽,从而使其规复到一般图像。

  三片式LCD投影机的正常电路道理如图1所示。由图1能够看出,保守LCD投影机的电路道理是把传递过来的视频信号通过彩色解码,以发生R、G、B信号,然后通过视频处置电路把该三基色信号加载在红、绿、蓝三只单色液晶屏上,最初加在三只单色投影管上,并经三只单色投影管还原后,再把图像通过光学透镜放大几十倍后由反射镜反射到屏幕上,最初在屏幕上合成出彩色图像。由此能够看出,因为三只投影管和投影镜头并非都正对屏幕安排,三种图像信号还原到屏幕上所颠末的光路各不不异,而这一定导致R、G、B三色信号在屏幕上不克不及彻底重合在一路,进而惹起会聚失真。

  此刻市道上的TFT液晶板都是有滤色膜的。本设想若是间接利用这种液晶板,那么当R、G、B三单色光别离映照到R、G、B图像区域的时候,滤色膜会接收掉很大一部门光能,从而从投影亮渡过低,无奈到达使用要求。因而,本设想中所采用的液晶板需去掉滤色膜或者没有滤色膜的产物,以提高光源操纵率和投影亮度。

  ④ 反复步调②、③,使读、写操作瓜代在“RAM_A”和“RAM_B”间轮回进行,直至一帧数据传输完毕。

  通过图2能够看出,该没计的最大特点是在一块LCD屏上别离显示出R、G、B三基色图像,并通过对单色光进行调制来投影,而不像保守的投影体系,要用三块LCD屏别离显示R、G、B基色图像。

  跟着家庭影院观点的普及,约来越多的消费者但愿在家中享受大制造影片所带来的强烈震动。然而,高贵的投影机却让良多家庭望而生畏。本文从现实使用出发,设想了一种基于FPGA的高光效单片彩色LCD投影体例。不难看出,该投影体系将拥有如下劣势!

  (1) 一旦财产化,这种新型投影机的本钱比其它的LCD投影机要低良多,因此易于进入通俗家庭?

  ③ 在第二个行周期,依照步调②中所形容的方式将第二行的视频信号存入“RAM_B”,同时将“RAM_A”中所存的第一行视频信号顺次从I/O口读出,再经DVI编码芯片编码后送至LCD屏,即在读出数据时“顺次”读取!

  这种基于FPGA的节制器除可用投影机的视频信号处置外,还可使用于平板显示中相关图像的翻转、截取以及象素的抽取等。其操作的环节是对数据读、写地点的节制。

  从体系电路的示企图可知。以FPGA为焦点(包罗DVI解码、编码芯片在内)的信号处置电路是整个设想中最为环节的部门,图4所示是其数据读写和传输示企图。从DVI解码芯片进入FPGA的数据包罗8位并行R/G/B信号以及行、场节制信号和时钟信号。现实上,为实现及时视频显示,该当对一帧(笔者利用的LCD屏所支撑的最高分辩率为XGA,即1024×768)数据进行处置。但是,若是对整帧数据一路处置,至多必要2 MB以上的外部存贮器来对数据进行缓存,如许既提高了本钱,又添加了电路的庞大性。因而,在本设想中,笔者采用了一种新思绪,即对输入的视频数据一行一行的进行处置,而且在相邻两行的数据流处置中采用“乒乓操作”,如许既可实现及时显示,又简化了电路。具体操作如下!

  于是,本文从图1的视频处置电路和节制电路动手,设想了一种新的投影体例,即在一个液晶屏上出现R、G、B三基色的单色图像数据,并对映照进来的R、G、B三单色光进行调制,然后颠末透射、折射以及图像拉宽等光学体系的处置,最终在屏幕上构成彩色网像,该方式的道理图如图2所示。

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