基于FPGA的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計.pdf

1、視頻監(jiān)控技術(shù)因具有直觀、便利、信息內(nèi)容全面等特點，使其無論是在軍事領(lǐng)域還是在民用領(lǐng)域，都有著重大的作用和廣闊的應用市場及研究前景。而現(xiàn)場可編程門陣列FPGA（Filed Programmerable Gate Array）以其應用靈活、集成度高、設計周期短、開發(fā)成本低的特點，廣泛地應用在視頻圖像監(jiān)控處理領(lǐng)域。實踐證明，F(xiàn)PGA的并行處理能力與流水線作業(yè)能顯著地提高視頻圖像處理的速度，因此基于FPGA的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為一種主流的解決方案

2、。
　　論文首先介紹研究背景，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀。然后通過方案論證設計出系統(tǒng)框架，包括視頻圖像采集、存儲、處理和VGA顯示。本文選取了OmniVision公司的OV7670芯片作為視頻采集圖像傳感器，Altera公司的Cyclone Ⅲ系列FPGA EP3C5F256A7N作為系統(tǒng)主控芯片搭建硬件平臺，然后結(jié)合視頻D/A轉(zhuǎn)換器ADV7123芯片完成VGA視頻圖像顯示,其中還需要搭配兩塊Samsung公司的SDRAM4M*16

3、bit的K4S641632芯片與FPGA完成圖像幀存儲及處理部分。
　　具體的實現(xiàn)過程大致如下：采用了OV7670芯片采集實時視頻圖像，通過SCCB接口將數(shù)據(jù)送到EP3C5F256A7N中，進行I2C總線配置，使采集芯片工作在預定的模式下；將采集得到的標準RGB格式數(shù)據(jù)送至SDRAM控制器模塊中，通過寫時鐘控制將RGB數(shù)據(jù)存在SDRAM中，同時可通過讀時鐘讀出數(shù)據(jù)；此時是兩塊SDRAM進行乒乓操作：一路SDRAM接受來自視頻采集得

4、到的圖像，進行讀取，送至FPGA處理，然后寫出的數(shù)據(jù)直接送到本地VGA顯示，即實時采集的彩色圖像；另一路SDRAM在上一路做寫出數(shù)據(jù)操作時，該SDRAM進行讀?。环磸腿绱?。
　　整個視頻圖像處理系統(tǒng)的實現(xiàn)，關(guān)鍵部分是FPGA主控處理模塊的程序設計，利用硬件描述語言完成，并在Quartus Ⅱ軟件開發(fā)平臺和Modelsim軟件下完成了系統(tǒng)的程序設計與仿真驗證。最后，簡單介紹了調(diào)試測試過程及檢測結(jié)果。結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠完成圖像處理和