비디오 및 이미지 처리 제품군

감마 보정기

감마 보정기는 픽셀 값을 디스플레이 정보를 기반으로 하여 특정 범위로 제한해야 할 때 사용됩니다. 일부 디스플레이는 비디오 신호의 전압에 대한 비선형 응답을 가지며 결과적으로 디스플레이를 수정하기 위해 픽셀 값을 다시 매핑해야 합니다. 감마 보정기는 Avalon®-MM 인터페이스 조회 테이블을 사용하여 픽셀 값을 변경된 값에 매핑합니다.

감마 보정기의 예시로는 0~255비트 색상 값을 가진 Y'CbCr 입력이 감마 보정기를 통과한 뒤 16~240 범위에 맞도록 값을 다시 매핑하고 클럭 비디오 출력으로 전송되는 것이 있습니다.

Alpha Blending Mixer 및 Mixer II

Alpha Blending Mixer 및 Mixer II 코어는 각각 최대 12개 또는 4개의 이미지 레이어를 혼합할 수 있는 기능을 제공하며 Avalon-MM 인터페이스를 통해 런타임을 제어할 수 있습니다. Avalon-MM 인터페이스를 통해 Nios II 프로세서에서 액세스하면 표시된 각 레이어의 위치와 레이어가 오버레이되는 순서를 동적으로 제어할 수 있습니다(Mixer I만 해당). Mixer I의 알파 블렌딩 기능은 투명 또는 반투명 픽셀 표시를 지원합니다(Mixer I만 해당).

Mixer II 코어에는 배경 레이어로 사용할 테스트 패턴 생성기가 내장되어 있습니다. 4개의 입력 중 하나가 테스트 패턴 발전기 코어에서 나올 필요가 없기 때문에 이는 추가적인 이점이 됩니다. Mixer II의 또 다른 이점은 4K 비디오를 지원하는 기능입니다.

Mixer 코어가 어떻게 사용되는지 보여주는 블록 다이어그램 예시는 입력 0의 활성 비디오 피드, 내장된 테스트 패턴 생성기가 제공하는 배경 레이어, 입력 1의 회사 로고와 같은 고정 그래픽을 읽는 프레임 리더 코어와 함께 표시됩니다. 이러한 피드는 테스트 패턴 생성기에서 제공하는 배경과 그래픽으로 비디오 이미지를 표시하기 위해 함께 혼합됩니다.

믹서 입력은 입력 및 출력의 각 프레임 속도와 입력 레이어의 상쇄가 데이터 기아와 비디오의 결과적으로 잠금을 초래하지 않는 한 프레임 버퍼로부터 직접 공급되는 것이 좋습니다.

클리퍼 II

클리퍼 코어는 비디오 피드의 고정된 영역을 가져와서 전달할 때 사용됩니다. 클리퍼 코어는 컴파일 중에 구성하거나 Nios II 프로세서 또는 다른 주변 장치로부터 Avalon-MM 인터페이스를 통해 업데이트할 수 있습니다. 클리퍼는 모서리에서 오프셋을 하거나 고정된 직사각형 영역을 사용하여 클리핑 방법을 설정할 수 있는 기능이 있습니다.

예를 들어 각각의 비디오 입력에서 400x400 픽셀 영역을 차지하는 클리퍼의 두 가지 인스턴스를 보여줍니다. 이 두 개의 잘린 비디오 피드는 배경으로 내장된 테스트 패턴 생성기 및 다른 그래픽과 함께 Mixer 코어에서 혼합됩니다. Mixer에는 비디오 입력의 위치를 조정할 수 있는 기능이 있어 필요한 경우 프레임 버퍼를 추가하여 두 개의 잘린 비디오 피드를 나란히 배치할 수 있습니다.

컬러 플레인 시퀀서

컬러 플레인 시퀀서는 비디오 시스템에서 컬러 플레인 요소를 재배열하는 데 사용됩니다. 컬러 평면을 직렬에서 병렬 전송(또는 그 반대로)으로 변환하거나, 비디오 채널을 "복사"하거나(예: 보조 비디오 모니터 하위 시스템을 구동하는 데 필요할 수 있음), 비디오 채널을 "분할"하는 데 사용할 수 있습니다(예를 들어 프레임 판독기에서 4개의 평면으로 출력되는 3개의 RGB 평면에서 알파 평면을 분리하는 데 필요할 수 있음).

컬러 플레인 시퀀서의 예는 비디오가 직렬로 컬러 평면과 함께 입력되고 출력되어야 하는 2D FIR 필터 비디오 IP 코어와 함께 표시되는 경우입니다. 비디오를 원하는 형식의 클럭 비디오 출력으로 전송하려면 컬러 플레인 시퀀서로 컬러 플레인을 병렬 변환해야 합니다.

컨트롤 싱크로나이저

컨트롤 싱크로나이저는 Nios II 프로세서 또는 기타 주변 장치와 같은 Avalon-MM 마스터 컨트롤러와 함께 사용됩니다. 컨트롤 싱크로나이저는 비디오 데이터가 변경될 때 그에 맞춰 하나 이상의 비디오 IP 블록에서 런타임 구성 변경을 동기화하는 데 사용됩니다. 일부 구성 변경은 비디오 프레임이 이전 형식으로 비디오 IP 코어를 통과하는 동안 비디오 IP 코어의 업스트림에서 발생할 수 있습니다. 컨트롤 싱크로나이저는 전환을 원활하게 하고, 화면에서 글리치를 피하기 위해 새로운 수신 비디오 프레임 데이터가 코어에 도착할 때 구성 전환을 정확히 정렬하는 데 사용됩니다.

컨트롤 싱크로나이저의 예는 720p에서 1080p로 프레임 크기를 변경하기 위해 테스트 패턴 생성기를 구성하는 Nios II 프로세서와 함께 표시됩니다. 컨트롤 싱크로나이저는 Nios II 프로세서로부터 비디오 프레임 데이터가 곧 변경될 것이라는 알림을 수신하지만 새 프레임이 프레임 버퍼를 통해 컨트롤 싱크로나이저로 전달될 때까지 클럭 비디오 출력을 재구성하지 않습니다. 컨트롤 싱크로나이저는 프레임의 제어 데이터 패킷을 읽어 새 구성에 해당하는지 확인한 다음클럭 비디오 출력 코어를 새 설정으로 업데이트하여 비디오 출력의 해상도를 원활하게 변경합니다.

프레임 버퍼(I 및 II)

프레임 버퍼 및 프레임 버퍼 II 코어는 프로그레시브 및 인터레이스 비디오 필드를 버퍼링하는 데 사용되며 프레임 삭제 및 반복을 위한 다양한 옵션으로 이중 또는 삼중 버퍼링을 지원합니다. 비디오 디인터레이싱, 비디오의 프레임 속도 변경, 또는 때때로 비디오 믹싱과 같은 경우에는 프레임 버퍼가 필요합니다.

프레임 버퍼 사용 방법의 예는 클럭 비디오 입력 코어가 초당 30프레임(fps)으로 비디오를 수신하고 이를 60fps로 변환해야 하는 경우에 표시됩니다. 프레임 버퍼 코어는 여러 프레임을 버퍼링하는 데 사용되며 반복 프레임을 지원하므로 프레임 속도를 60fps로 변환한 다음 클럭 비디오 출력 코어를 통해 전송합니다.

스케일러 II

스케일러 II 코어는 비디오 프레임의 크기를 늘리거나 줄이는 데 사용됩니다. 가장 가까운 이웃, 쌍선형, 쌍입방 및 다상/Lanczos 스케일링을 포함한 여러 알고리즘을 지원합니다. 온칩 메모리는 스케일링에 사용되는 비디오 라인을 버퍼링하는 데 사용되며, 스케일링 비율이 높을수록 더 많은 스토리지가 필요합니다.

스케일러 II 코어의 예는 클럭 비디오 입력에서 720p 비디오 프레임 크기를 가져와서 1080p로 스케일링하고 클럭 비디오 출력으로 보내는 것이 있습니다.

테스트 패턴 생성기 II

테스트 패턴 생성기 코어를 사용하면 여러 이미지를 생성하여 비디오 인터페이스를 빠르게 테스트할 수 있습니다. 코어는 RGB 및 YCbCr 색상 형식뿐만 아니라 다양한 이미지 크기를 구성할 수 있습니다.

테스트 패턴 생성기 코어를 클럭 비디오 출력 코어와 함께 사용하여 시스템의 비디오 인터페이스를 신속하게 검증할 수 있습니다. 원하는 비디오 사양이 있으면, 인터페이스가 외부 디스플레이에 이미지를 생성할 수 있는지 신속하게 검증하는 데 몇 분 밖에 걸리지 않는 설계를 완성할 수 있습니다.

추적 시스템

추적 시스템은 비디오 진단 정보를 위한 설계에 삽입된 Avalon-ST 비디오 모니터 코어에 액세스하는 데 사용됩니다. 여러 비디오 모니터 코어를 사용하여 추적 시스템 컨트롤러에 연결할 수 있습니다. 추적 시스템은 일반적으로 JTAG 커넥터 또는 가능한 경우 인텔 FPGA 다운로드 케이블 인터페이스와 같은 디버그 인터페이스를 사용하여 호스트에 연결합니다.

예시에는 컬러 플레임 시퀀서 전후에 삽입된 두 개의 Avalon-ST 비디오 모니터 코어와 함께 사용되는 추적 시스템이 있습니다. 이 경우 비디오 모니터는 이 경우 JTAG를 통해 액세스되는 추적 시스템에 연결됩니다.