基于FPGA的實時視頻圖像采集與VGA顯示系統(tǒng)設計研究.pdf

1、視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)，并隨著計算機網(wǎng)絡以及圖像處理技術的飛速發(fā)展而廣泛應用于軍事、醫(yī)療、生產(chǎn)等許多場合。本文研究設計了一種基于FPGA（Field Programmable Gate Array，可編程邏輯器件）的實時視頻圖像采集與VGA（Video Graphics Array，視頻圖像陣列）顯示系統(tǒng)，圖像采集和顯示速率分別為25幀/秒和60幀/秒，像素為640*480，并給出了不同速率

2、設備通訊的一種處理機制和優(yōu)化設計目標的方法。
　　實時視頻圖像采集與VGA顯示系統(tǒng)主要包括編碼芯片配置、視頻圖像采集、幀存控制、格式轉換和圖像顯示五個模塊。系統(tǒng)的I2C時序采用硬件描述語言通過FPGA實現(xiàn)，無需使用專用的I2C硬件電路，降低了硬件系統(tǒng)的復雜度；此外在快慢速率設備處理上，采用乒乓操作和狀態(tài)機聯(lián)合的設計方法，不僅解決了速率匹配問題，而且降低了設計復雜度，優(yōu)化了設計目標。該系統(tǒng)中的編碼芯片配置模塊產(chǎn)生i2c（Inter-

3、Integrated Circuit）協(xié)議來初始化芯片，視頻圖像采集模塊提取有效視頻圖像信號，幀存控制模塊用于圖像數(shù)據(jù)存儲，格式轉換模塊完成信號格式轉換，圖像顯示模塊實現(xiàn)視頻圖像顯示；幀存控制模塊給出了不同速率設備通訊的一種處理機制，使采集速率為25幀/秒的慢設備能夠滿足顯示速率為60幀/秒的快設備要求，不僅簡化了設計任務，而且優(yōu)化了設計結果。
　　最后，對系統(tǒng)進行了測試案例仿真、綜合以及代碼覆蓋率分析，結果表明系統(tǒng)時序正常，功能