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项目信息
项目名称:基于FPGA的实时裸眼3D播放器  
项目信息:
应用领域:消费类电子
设计摘要:
3D显示对于大多数人来说其实并不陌生。相信很多人都看过3D电影,只要戴上一副特制的眼镜,我们就能进入到仿佛真实的电影3D世界中。但是由3D眼镜给我们带来的压迫视觉疲劳严重阻碍了3D电影的发展。裸眼立体显示(auto-stereoscopic display,也称自由立体显示),主要原理是利用人眼视差特性,可以在多人同时裸视条件(无须佩带头盔、偏光镜等辅助设备)下呈现出具有空间深度和影象悬浮于屏幕外的逼真立体影像。其中基于深度图像的3D视频(depth-image-based 3D video)格式依靠其兼容性好、实现方式简便、应用广泛的特点而被广泛接受。有广阔的市场前景和效益。
本作品主要有一下几个功能:
 1.支持HDMI(High Definition Multimedia Interface, 高清晰度多媒体接口)视频接口输入和输出;
 2.支持10-bit像素位宽(RGB或YCbCr各分量分别为10bit);
 3.采用异步复位方式;
 4.支持最高720P分辨率视频输入;
 5.支持基于深度图像的3D视频格式(即“V+D”格式);
 6.支持多视点(≤9幅视图);
 7.支持裸眼3D显示。
系统原理和技术特点:

 本系统主要由基于深度图像的3D视频输入模块(“V+D视频输入模块)DIBR模块(基于深度图像绘制模块)、裸眼3D图像融合模块和参数配置模块组成。

(1)   基于深度图像的3D视频输入模块(“V+D视频输入模块)

本模块位于DIBR模块的前端,用于用于读取HDMI接口输入的V+D格式视频,在数据有效信号data_valid为高时开始启动。

(2)   DIBR模块(基于深度图像绘制模块)

DIBR模块实现由一幅参考图像及其对应深度图像合成质量较高的新视点视图(目标图像)的功能,它包含4个子模块:三维图像变换(threed_image_warping)、视差图中值滤波(disparity_median_filter)、空洞填充(hole_filling)和像素拷贝(pixel_copy)

1)        三维图像变换

根据深度图像将参考图像中的像素点映射到目标图像。三维图像变换部分包括画家算法、三维图像变换等子模块。

2)        视差图中值滤波

经过三维图像变换后,图像中会有一些突变噪声,所以,本模块完成滤除噪声的功能。

3)        空洞填充

三维图像变换后得到的目标图像往往存在空洞。空洞填充完成的主要功能便是填充这些空洞,并尽可能地改善目标图像的画质。

4)        像素拷贝

空洞填充之后,需要从原参考图像拷贝像素,以得到最终的目标图像。

(3)   裸眼3D图像融合模块

该模块将DIBR模块生成的8个视点的目标图像按照裸眼3D显示器的图像排列要求融合成一幅裸眼3D图像输出。

 

(4)   参数配置模块

本模块的主要功能是完成整个系统(包括各个子模块的参数)的参数设置。每次绘制新的目标图像,系统都会从该模块读取相关参数。用户在场消隐期间可以将参数设置成上次相同的值(即保持参数值不变),也可以根据需要更改某些参数值。由于DIBR模块的参数也是在这个模块设置的,因此可以通过改变DIBR模块的参数来调节视差,从而实现裸眼3D深度的调节。

 

参数配置模块首先启动,对整个系统完成配置后,“V+D”视频输入模块,DIBR模块、裸眼3D图像融合模块才开始启动,但这三个模块是基于流水处理。

“V+D”视频输入模块将HDMI接口输入的3D视频传给DIBR模块,DIBR模块根据深度图产生8个(或9个)目标图像,最后,裸眼3D图像融合模块将这些目标图像,输出给裸眼3D显示器。

 

 

系统硬件处理流程简述如下:

Ø  系统上电,“V+D”视频信号通过HDMI输入接口实现数据串并转换,然后在多口内存控制器模块的控制下,将数据存入DDR2中;

Ø  根据多口内存控制器模块的控制,将数据从DDR2中读出到深度估计模块中;

Ø  深度估计模块处理后的数据,经DIBR模块处理后送回至DDR2中;

Ø  多口内存控制器模块从DDR2中读出数据到输出接口,然后送给显示器显示。

值得注意的是,为了提高系统的性能,本作品采用片内RAM作为像素级数据缓存单元,实现视频输入和视频输出的流水处理。

A_看图王.jpg
系统框图:A_看图王.jpg
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系统框图:B_看图王.jpg
计划书:基于FPGA的实时裸眼3D播放器——计划书.doc [11.6 MB]
当前项目状态:
参赛信息:
指导老师姓名: 刘然
指导老师职称: 副教授
学校: 重庆大学
研究方向: 医学、立体影像处理;集成电路设计;计算机视觉。
参赛情况: OpenHW2014开源硬件与嵌入式计算大赛
需求信息:
拟采用的平台:Virtex-5 OpenSPARC 评估平台
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
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