王 濤，喻金華，肖鐵軍

(江蘇大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

隱藏式字幕解碼與顯示系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)

王 濤，喻金華，肖鐵軍

(江蘇大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與通信工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)字電視隱藏式字幕解碼與顯示方案中廣泛采用專用解碼芯片，其代碼不易移植、接口不易修改、功能不易擴(kuò)展以及額外的芯片花費(fèi)多等問(wèn)題，提出了一種采用FPGA作為處理芯片，研究設(shè)計(jì)了基于SMPTE協(xié)議和708CC標(biāo)準(zhǔn)的隱藏式字幕解碼與顯示方案。該方案采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了隱藏式字幕原始數(shù)據(jù)的提取，以及DTVCC數(shù)據(jù)包、字幕服務(wù)數(shù)據(jù)的重組。并對(duì)字幕服務(wù)數(shù)據(jù)解碼，實(shí)現(xiàn)了字幕的疊加顯示。同時(shí)提出并應(yīng)用了一種待顯示字符的疊加方法，實(shí)現(xiàn)了字幕窗口、字幕字符的定位。測(cè)試結(jié)果表明，F(xiàn)PGA運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了隱藏式字幕的解碼與顯示。

隱藏式字幕；FPGA； 708CC； DTVCC

隱藏式字幕(Closed Caption，CC )最初的理念就是給聽(tīng)力有障礙的人士帶來(lái)更完美的視頻觀看體驗(yàn)[1-3]，后來(lái)運(yùn)用到像聲音嘈雜的機(jī)場(chǎng)或者候車大廳以及人們用來(lái)學(xué)習(xí)和練習(xí)外語(yǔ)和口語(yǔ)，并取得了良好的效果[4]。

隨著高清節(jié)目源的增多，高清數(shù)字電視成為了當(dāng)今的主流。采用專用的解碼芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕，不僅難以滿足集成度高的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也增加了產(chǎn)品的成本。并且單純的專用解碼芯片設(shè)計(jì)方案，在數(shù)據(jù)處理速度上也將出現(xiàn)瓶頸。采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的隱藏式字幕實(shí)現(xiàn)方案是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，F(xiàn)PGA集豐富的硬件資源于一體，擁有強(qiáng)大的并行處理數(shù)據(jù)能力，即能夠滿足集成度要求高的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，又能夠?qū)崿F(xiàn)高速處理數(shù)據(jù)的要求。

目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多專用監(jiān)視器廠商采用FPGA作為處理視頻的主處理器。如果利用其FPGA的資源實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕解碼與顯示系統(tǒng)，不僅節(jié)約成本，也提高了產(chǎn)品的集成度。因此實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕系統(tǒng)的FPGA方案具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要對(duì)數(shù)字電視高清SDI信號(hào)進(jìn)行分析并提取出隱藏式字幕原始數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行DTVCC數(shù)據(jù)包的重組，接著對(duì)字幕服務(wù)包數(shù)據(jù)重組，再去對(duì)用戶選擇的字幕服務(wù)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼，并添加同步處理模塊，實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕與音頻的同步顯示。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文研究的隱藏式字幕解碼與顯示系統(tǒng)以SMPTE標(biāo)準(zhǔn)中的VANC協(xié)議和CDP協(xié)議作為隱藏式字幕原始數(shù)據(jù)提取的依據(jù)[5-7]，并以708CC協(xié)議作為實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕數(shù)據(jù)解碼和顯示的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)[8]，通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[9]。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要分為7個(gè)部分，如圖1所示，場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)檢測(cè)、字幕傳輸包CDP分析、字幕數(shù)據(jù)分析、字幕服務(wù)數(shù)據(jù)分析、字幕服務(wù)數(shù)據(jù)解碼、字幕同步、字幕數(shù)據(jù)顯示。

圖1 隱藏式字幕解碼與顯示系統(tǒng)架構(gòu)圖

該系統(tǒng)研究了一種隱藏式字幕解碼與顯示的硬件實(shí)現(xiàn)方案，并實(shí)現(xiàn)了針對(duì)高清SDI信號(hào)源的隱藏式字幕數(shù)據(jù)的分析提取方法。方法描述如下：首先需要對(duì)SDI信號(hào)進(jìn)行場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)包開(kāi)始的判斷，并進(jìn)入到用戶數(shù)據(jù)字UDW數(shù)據(jù)段，然后近一步對(duì)UDW中高清字幕數(shù)據(jù)中的CDP進(jìn)行分析，提取出隱藏式字幕原始數(shù)據(jù)并緩存。整個(gè)硬件實(shí)現(xiàn)方案中包括以下幾個(gè)關(guān)鍵模塊：隱藏式字幕數(shù)據(jù)提取模塊、字幕數(shù)據(jù)分析模塊、字幕服務(wù)數(shù)據(jù)分析模塊、字幕服務(wù)數(shù)據(jù)解碼模塊、字幕同步處理模塊、字幕數(shù)據(jù)解析顯示模塊。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2.1 隱藏式字幕數(shù)據(jù)提取模塊

該模塊主要包括3個(gè)處理部分：場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)VANC的分析、字幕傳輸包CDP的分析以及字幕原始數(shù)據(jù)的緩存。對(duì)于輸入的高清SDI數(shù)字視頻信號(hào)，場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)VANC的分析通過(guò)狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)機(jī)如圖2所示。

圖2 場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)VANC分析狀態(tài)機(jī)

當(dāng)進(jìn)入場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)分析狀態(tài)機(jī)中，只有在包頭信息ADF、DID、SDID都正確的情況下，進(jìn)入對(duì)用戶數(shù)據(jù)字UDW數(shù)據(jù)分析即實(shí)現(xiàn)字幕傳輸包CDP分析，并通過(guò)UDW字節(jié)數(shù)DC實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)回到空閑狀態(tài)，等待下一個(gè)場(chǎng)輔助數(shù)據(jù)的到來(lái)。字幕傳輸包CDP的分析也是通過(guò)狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。字幕傳輸包CDP分析狀態(tài)機(jī)如圖3所示。

圖3 字幕傳輸包CDP分析狀態(tài)機(jī)

當(dāng)VANC狀態(tài)機(jī)進(jìn)入到用戶數(shù)據(jù)字UDW狀態(tài)時(shí)，只有在CDP包頭信息正確的情況下，進(jìn)入到CDP分析狀態(tài)機(jī)。從CDP語(yǔ)法結(jié)構(gòu)可以知道，只有包頭和包尾是必有的，其時(shí)間碼、字幕數(shù)據(jù)和字幕服務(wù)信息3部分是不一定的。依據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，雖然在CDP分析狀態(tài)機(jī)對(duì)每一部分都進(jìn)行分析，但是只對(duì)字幕數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，通過(guò)字幕數(shù)據(jù)段的cc_count讀出24 bit字幕數(shù)據(jù)并通過(guò)FIFO進(jìn)行緩存輸出到字幕數(shù)據(jù)分析模塊。

2.2 字幕數(shù)據(jù)分析模塊

從隱藏式字幕數(shù)據(jù)提取模塊緩存中讀出的24 bits字幕數(shù)據(jù)，即5 bit的marker_bits，1bit的cc_valid、2 bits的cc_type和兩個(gè)分別為8 bits的字幕數(shù)據(jù)cc_data_1和cc_data_1。通過(guò)判斷cc_valid和cc_type值，實(shí)現(xiàn)DTVCC數(shù)據(jù)包的重組。當(dāng)cc_valid為0時(shí)，字幕數(shù)據(jù)無(wú)效。當(dāng)cc_valid為1時(shí)，cc_type為00和01時(shí)，為608CC字幕數(shù)據(jù)，未進(jìn)行緩存處理；cc_type為10時(shí)，為DTVCC數(shù)據(jù)，通過(guò)FIFO進(jìn)行緩存，并盡力輸出給字幕服務(wù)數(shù)據(jù)分析模塊；cc_type為11時(shí)，表示DTVCC數(shù)據(jù)包開(kāi)始。通過(guò)給予定義的內(nèi)部變量dtvcc_pkt_start一個(gè)時(shí)鐘的高電平表示DTVCC數(shù)據(jù)包開(kāi)始，并輸出給字幕服務(wù)分析模塊，判斷DTVCC數(shù)據(jù)包的開(kāi)始。

2.3 字幕服務(wù)數(shù)據(jù)分析模塊

本模塊主要的功能是實(shí)現(xiàn)DTVCC數(shù)據(jù)包的分析，并進(jìn)行字幕服務(wù)數(shù)據(jù)的重組。重組的DTVCC數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 DTVCC數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)圖

由圖4可知，DTVCC數(shù)據(jù)包中主要由DTVCC數(shù)據(jù)包包頭和n個(gè)service block服務(wù)塊組成，每個(gè)服務(wù)塊都有自己的header且不跨越DTVCC數(shù)據(jù)包，其中如果DTVCC數(shù)據(jù)包最后多出1 Byte的數(shù)據(jù)空間，則用NULL補(bǔ)充，即表示DTVCC數(shù)據(jù)包結(jié)束。

該系統(tǒng)中只對(duì)前6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)字幕服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重組。通過(guò)上一個(gè)模塊的內(nèi)部變量dtvcc_pkt_start為高電平判斷DTVCC數(shù)據(jù)包的開(kāi)始，讀取緩存中的DTVCC數(shù)據(jù)。讀入的第一個(gè)數(shù)據(jù)為DTVCC數(shù)據(jù)包header，即DTVCC數(shù)據(jù)包序列號(hào)和DTVCC數(shù)據(jù)包大小，通過(guò)內(nèi)部變量dtvcc_seq_num和dtvcc_pkt_size保存。dtvcc_seq_num應(yīng)該為從0～3的循環(huán)數(shù)，是判斷DTVCC數(shù)據(jù)包是否丟包的依據(jù)。如果DTVCC數(shù)據(jù)包丟包則清空緩存中存在的所有DTVCC數(shù)據(jù)，等待下一個(gè)DTVCC數(shù)據(jù)包的到來(lái)。通過(guò)dtvcc_pkt_size可實(shí)現(xiàn)DTVCC數(shù)據(jù)包的計(jì)數(shù)。讀入的第二個(gè)數(shù)據(jù)即為服務(wù)塊header。如果高3 bit全為1，則為擴(kuò)展字幕服務(wù)，不再分析DTVCC數(shù)據(jù)包剩余的數(shù)據(jù)，等待下一個(gè)DTVCC數(shù)據(jù)包的到來(lái)；如果header高3 bit不全為1，則為標(biāo)準(zhǔn)字幕服務(wù)，通過(guò)內(nèi)部變量service_num和block_size分別保存服務(wù)序列號(hào)和服務(wù)塊大小。通過(guò)service_num進(jìn)行字幕服務(wù)數(shù)據(jù)的分類，block_size進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)字幕服務(wù)數(shù)據(jù)包的重組,并通過(guò)FIFO去緩存字幕服務(wù)數(shù)據(jù)。如果緩存的字幕服務(wù)數(shù)據(jù)為用戶選擇的字幕服務(wù)，在進(jìn)行緩存前，需要判斷Reset和DelayCancel指令字。如果出現(xiàn)Reset指令字，則復(fù)位該字幕服務(wù)緩存中的字幕數(shù)據(jù)。

2.4 字幕數(shù)據(jù)解碼模塊

從字幕服務(wù)數(shù)據(jù)分析模塊緩存中讀入的字幕服務(wù)數(shù)據(jù)主要分為兩種，即字幕指令字?jǐn)?shù)據(jù)和字幕文本數(shù)據(jù)，通過(guò)查找編碼映射表實(shí)現(xiàn)字幕服務(wù)數(shù)據(jù)種類的判定，進(jìn)行字幕服務(wù)數(shù)據(jù)的解碼。對(duì)于雙字節(jié)DTVCC指令字(即ClearWindows、DisplayWindows、HideWindows、ToggleWindows、DeleteWindows、Delay)，則在解碼時(shí)只通過(guò)內(nèi)部定義變量保存低8bits，并只保持一個(gè)時(shí)鐘就清零，這樣即可判斷指令字的變化；對(duì)于多字節(jié)DTVCC指令字(即DefineWindows、SetWindowAttributes)，還需要根據(jù)其指令字的碼長(zhǎng)，全部處理完，再輸出；由于SetpenAttributes、SetPenColor、和SetPenLocation指令字都是出現(xiàn)在SetCurrentWindow指令字之后，出現(xiàn)在字幕文本之前，所以將其緩存到對(duì)于的窗口FIFO中；對(duì)于C0中的字符文本控制指令CR、HCR、FF同樣緩存到對(duì)于窗口的FIFO中；對(duì)于字幕文本數(shù)據(jù)，都是出現(xiàn)在SetCurrentWindow指令字之后，結(jié)束在下一個(gè)指令字或者一個(gè)ASCII字符ETX(end of text)到來(lái)之前。這樣我們就可以通過(guò)SetCurrentWindow指令字將不同窗口的字幕文本數(shù)據(jù)緩存到不同窗口的FIFO中。

2.5 字幕同步處理模塊

從字幕數(shù)據(jù)的提取到字幕數(shù)據(jù)的顯示，如果沒(méi)用接收到Delay指令字，都應(yīng)該采用“盡力交付”的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，以實(shí)現(xiàn)字幕的同步顯示[10]。接收到Delay指令字，當(dāng)延時(shí)時(shí)間完成或者接收到了DelayCancel指令字，則繼續(xù)對(duì)字幕服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，保障字幕的同步顯示。

2.6 字幕數(shù)據(jù)解析顯示模塊

本模塊主要的功能是解析DTVCC指令字和將字幕文本顯示在對(duì)于的窗口中。在本文中只描述一個(gè)窗口和一種大小的字符的顯示原理(因此SetpenAttributes指令字未說(shuō)明)，其余窗口和字符顯示的方法是相同的。

2.6.1 字幕窗口的定位

字幕窗口是實(shí)現(xiàn)字幕顯示的基礎(chǔ)，字幕窗口應(yīng)顯示在屏幕安全顯示區(qū)內(nèi)。對(duì)輸入的DefineWindows指令字，首先需要根據(jù)DefineWindows中的窗口行數(shù)rc和列數(shù)cc，計(jì)算窗口的大小，即窗口寬度 = (列數(shù)cc+1)×字符ROM中字型碼寬度像素；窗口高度 = (行數(shù)rw+1)×字符ROM中字型碼高度像素。然后根據(jù)DefineWindows中的錨點(diǎn)Anchor point的ID和坐標(biāo),計(jì)算出窗口x掃描坐標(biāo)開(kāi)始有效信號(hào)window_x_start_valiad、x掃描坐標(biāo)結(jié)束有效信號(hào)window_x_end_valiad、y掃描坐標(biāo)開(kāi)始有效信號(hào)window_y_start_valiad、y掃描坐標(biāo)結(jié)束有效信號(hào)window_y_end_valiad的有效范圍，實(shí)現(xiàn)窗口的定位。如果當(dāng)前窗口已經(jīng)存在，則只需要更新窗口參數(shù)即可。

2.6.2 字幕窗口中字符顯示區(qū)域的定位

字幕字符顯示區(qū)域的定位是在實(shí)現(xiàn)字幕顯示窗口定位的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。由上可知字幕窗口的大小是根據(jù)字符ROM中字型碼寬度和高度像素以及字幕窗口的rc行數(shù)和cc列數(shù)計(jì)算出來(lái)的，因此字幕窗口正好可以分成(rc+1)×(cc+1)個(gè)字符顯示區(qū)域[11-12]。并定義變量char_eara[P][Q]表示第P行Q列字符待顯示區(qū)域滿足掃描坐標(biāo)條件，高電平有效。

本系統(tǒng)中對(duì)字符只采用從左到右，從上到下的顯示風(fēng)格(因此SetPenLocation指令未解析)，因此字幕窗口中第一個(gè)字符待顯示區(qū)域即為字幕字符實(shí)際顯示區(qū)域。通過(guò)字符指令CR、HCR、FF、ETX控制字符在字幕窗口顯示中每行字符之間的轉(zhuǎn)換，確定每行字幕待顯示區(qū)域?qū)嶋H需要顯示的字符個(gè)數(shù)；同時(shí)定義內(nèi)部變量window_enchar[K][N]表示第K行N列待顯示區(qū)域有字幕字符顯示，高電平有效。對(duì)于同時(shí)滿足char_eara[A][B]和window_enchar[A][B]都為高電平的字符顯示區(qū)域，給予定義的字符顯示使能變量window_char_dispaly[A][B]高電平。

2.6.3 字符字型碼存儲(chǔ)與讀取

字符字型碼的存儲(chǔ)通過(guò)單端口ROM來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)ISE中的coe文件將95個(gè)像素為32×64的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼存儲(chǔ)在ROM中[13]。其中輸入地址addr為17 bits；輸出像素?cái)?shù)據(jù)data_pix為1 bit的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。圖5為字型碼ROM接口圖。

圖5 字型碼ROM接口圖

通過(guò)變量window_char_dispaly[A][B]為高電平，確定在窗口中哪一個(gè)字幕顯示區(qū)域有字符的顯示。將從窗口緩存中讀出的字幕窗口文本數(shù)據(jù)減去8’h20，然后將低7 bit保存到變量window_char_base_addr作為讀字型碼基地址；由于字幕窗口中字符的顯示是連續(xù)的，所以字型碼水平偏移地址x_offset_distance等于(vid_x_coord-window_x_satrt-32*B)擴(kuò)號(hào)內(nèi)的差值,同理垂直偏移地址y_offset_distance等于 (vid_y_coord-window_y_satrt - 64*A)括號(hào)內(nèi)的差值。其中vid_x_coord和vid_y_coord為來(lái)自SDI接口模塊的像素掃描坐標(biāo)值，window_x_satrt和window_y_satrt為窗口水平x和垂直y的開(kāi)始像素坐標(biāo)值。通過(guò)地址addr,其中高7 bit為字型碼索引號(hào)(基地址)；低5 bit為水平x偏移地址，中間6 bit為垂直y偏移地址，即可讀出字型碼像素?cái)?shù)據(jù)data_pix。同時(shí)給窗口讀字型碼變量window_rdstring_en高電平。

2.6.4 字幕窗口中顯示區(qū)域的劃分

字幕窗口中顯示區(qū)域分為3部分，即窗口背景區(qū)、字符前景區(qū)、字符背景區(qū)。3個(gè)區(qū)域都應(yīng)滿足window_x_start_valiad、window_x_end_valiad、window_y_start_valiad和window_y_end_valiad這4個(gè)變量同時(shí)有效的情況，如果無(wú)效則為窗口外的視頻顯示區(qū)域。當(dāng)上述4個(gè)變量同時(shí)有效時(shí)，同時(shí)變量window_rdstring_en為低電平時(shí)為窗口背景區(qū)；變量window_rdstring_en為高電平時(shí)，同時(shí)輸出像素?cái)?shù)據(jù)data_pix為高電平時(shí)為字符前景區(qū)，反之data_pix為低電平則為字符背景區(qū)[14-15]。

字幕窗口中每個(gè)區(qū)域定位實(shí)現(xiàn)之后，根據(jù)指令字SetPenColor和SetWindowAttributes實(shí)現(xiàn)各區(qū)域的著色。

2.6.5 窗口與字符的顯示

ClearWindows指令字可以刪除字幕窗口中顯示的字幕；DisplayWindows指令字將窗口中的字幕顯示在窗口中；反之HideWindows指令字則是將窗口中顯示的字幕隱藏起來(lái)；ToggleWindows指令字則是將原來(lái)隱藏的字幕顯示出來(lái)或原來(lái)顯示的字幕隱藏起來(lái)；DeleteWindows指令字是將字幕窗口和字幕全部刪除。

3 系統(tǒng)驗(yàn)證與結(jié)果分析

為驗(yàn)證基于FPGA的隱藏式字幕系統(tǒng)的顯示效果，編寫根據(jù)SMPTE標(biāo)準(zhǔn)中相同語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的隱藏式字幕數(shù)據(jù)存入ROM中(由于沒(méi)有含有隱藏式字幕的信號(hào)源設(shè)備)，通過(guò)隱藏式字幕提取模塊去讀取ROM中的數(shù)據(jù)，接著對(duì)隱藏式字幕數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后與輸入的SDI信號(hào)視頻源進(jìn)行疊加，通過(guò)監(jiān)視器終端顯示出來(lái)。圖6所示為1 280×720分辨率的源視頻圖像上顯示隱藏式字幕窗口和字符的顯示效果。

圖6 隱藏式字幕顯示效果圖

字幕窗口的背景色為紅色，字符的前景色為白色和背景色為綠色。這樣夸張的顯示效果是為了驗(yàn)證字幕窗口顯示區(qū)域與字符顯示區(qū)域的劃分。在實(shí)際隱藏式字幕顯示中會(huì)根據(jù)用戶的需求，通過(guò)OSD設(shè)置選擇更完美的視頻和隱藏式字幕顯示效果。用戶也可以選擇關(guān)閉字幕的顯示。

驗(yàn)證結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)隱藏式字幕數(shù)據(jù)的解碼與顯示，但是也有一些不足之處，如沒(méi)有把DTVCC更多的顯示效果實(shí)現(xiàn)出來(lái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隱藏式字幕作為專業(yè)監(jiān)視器重要的功能之一，也是歐美數(shù)字電視必不可少的組成部分，具有廣泛的應(yīng)用。本文根據(jù)SMPTE相關(guān)協(xié)議和708CC標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合FPGA并發(fā)處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)了隱藏式字幕解碼與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，處理數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)利用FPGA處理視頻數(shù)據(jù)的富足資源去實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕功能，具有成本低、集成度高的優(yōu)勢(shì)。是采用FPGA做視頻處理芯片的監(jiān)視器廠商，實(shí)現(xiàn)隱藏式字幕顯示功能的首選方案，具有一定的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。為達(dá)到更佳完美的顯示效果，該系統(tǒng)還有一定的改進(jìn)空間。

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Implementation of Closed Caption Decoding and Display System Based on FPGA

WANG Tao，YU Jinhua，XIAO Tiejun

(School of Computer Science and Communication Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

The special decoder chip used in the traditional DTVCC (Closed Caption, CC) display and decoding scheme suffers difficult code transplant, the interface modification, inflexible function and extra chip cost. In view of the above problems, a new scheme using FPGA is proposed based on SMPTE protocol and 708CC standard. This scheme uses the Verilog HDL hardware description language for programming, implements the extraction of the closed caption original data, realizes the reorganization of DTVCC data packets, and then reorganizes the service data and decodes caption service data. Finally, the overlay display of closed caption is realized. A superposition method is also proposed and used to display the characters, which can be used to realize the positioning of the caption window and the location of the caption character. The test results show that the FPGA is stable and capable of the decoding and display of the closed caption.

closed caption; FPGA; 708CC; DTVCC

2016- 04- 11

王濤(1990-)，男，碩士研究生。研究方向:嵌入式系統(tǒng)等。喻金華(1984-)，男，工程師。研究方向：FPGA設(shè)計(jì)。肖鐵軍(1963-)，男，教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向：嵌入式技術(shù)。

10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2017.02.039

TN873

A

1007-7820(2017)02-149-05