Interactive parallel video editing using FPGA structures

Abstract

Bu tezde, Sahada Programlanabilir Kapı Dizleri (SPKD) ortamında gerçeklenmiş gerçek zamanlı bir video işleme sistemi önerilmiştir. SPKD'nin paralel işleme özelliği kullanılarak, çerçeve sıralı video, alan sıralı video, anaglif video gibi 3 boyutlu video uygulamaları gerçeklenmiştir. Ayrıca buna ek olarak, resim içinde resim ve renk anahtarlama gibi endüstriyel video uygulamaları da sisteme dahil edilmiştir._x000B_Bu tez, Altera DE2-70 SPKD geliştirme kartı üzerinde gerçeklenmiştir ve iki bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, bir kameradan alınan video çerçeveleri SPKD kartında tamponlanmış ve fazladan hiçbir video işleme işlemi yapılmadan ekrana gönderilmiştir. İkinci kısımda, ikinci bir kamera sisteme eklenmiştir. Önerilen bu video işleme sisteminde, paralel video uygulamaları için iki video kaynağı kullanılmıştır. Öncelikle NTSC formatındaki kompozit video girişleri dijital video formatına çevrilmiştir. Analog videoyu çözmek için TV çözücü entegreler kullanılmıştır. Daha sonra, SDRAM'ler de video çerçevelerini tamponlamak için kullanılmıştır. Tüm video ön işleme işlemleri ve video uygulamaları SPKD donanımı üzerinde uygulanmıştır. Son olarak, paralel video uygulamaları tek bir tasarımda birleştirilmiş ve uygulanmıştır. İşlenmiş video çıkışı SPKD kartının VGA çıkışına gönderilmiştir._x000B_İşlenmiş videoyu değerlendirebilmek için bazı özel cihazlar kullanılmıştır. Çerçeve sıralı video uygulaması için sanal gerçeklik başlığı, anaglif video uygulaması için renkli gözlükler kullanılmıştır. In this thesis, a real time video processing system is proposed and it is implemented on a Field Programmable Gate Array (FPGA) platform. 3D video applications including frame sequential video, field sequential video and anaglyph video are implemented by using the parallel processing feature of the FPGA. In addition, other common industrial applications such as picture in picture and chroma keying are added to the system._x000B_This thesis is realized on Altera DE2-70 FPGA development board and is divided into two parts. In the first part, the video frames from a single camera is buffered in the FPGA board and sent to the monitor without any additional video processing operations. In the second part, the second camera is added to the system. In this proposed video processing system, two video sources are used for the parallel video applications. Firstly, composite video inputs in NTSC format are converted to digital video format. TV decoder ICs are used to decode the analog video inputs. Then, SDRAMs are used to buffer the video frames. All the video preprocessing operations and video applications are implemented in FPGA hardware. Finally, the parallel video applications are combined into one design and implemented. The processed video is sent to the VGA output of the board._x000B_In order to evaluate the processed video, some special devices are also used. Head mounted display is used for the frame sequential video application and colored glasses are used for anaglyph video application.