基于FPGA的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).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(diǎn)，使其無(wú)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(yīng)用市場(chǎng)及研究前景。而現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA（Filed Programmerable Gate Array）以其應(yīng)用靈活、集成度高、設(shè)計(jì)周期短、開發(fā)成本低的特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用在視頻圖像監(jiān)控處理領(lǐng)域。實(shí)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(guò)方案論證設(shè)計(jì)出系統(tǒng)框架，包括視頻圖像采集、存儲(chǔ)、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(tái)，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(chǔ)及處理部分。
　　具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程大致如下：采用了OV7670芯片采集實(shí)時(shí)視頻圖像，通過(guò)SCCB接口將數(shù)據(jù)送到EP3C5F256A7N中，進(jìn)行I2C總線配置，使采集芯片工作在預(yù)定的模式下；將采集得到的標(biāo)準(zhǔn)RGB格式數(shù)據(jù)送至SDRAM控制器模塊中，通過(guò)寫時(shí)鐘控制將RGB數(shù)據(jù)存在SDRAM中，同時(shí)可通過(guò)讀時(shí)鐘讀出數(shù)據(jù)；此時(shí)是兩塊SDRAM進(jìn)行乒乓操作：一路SDRAM接受來(lái)自視頻采集得

4、到的圖像，進(jìn)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(shí)時(shí)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(shí)，該SDRAM進(jìn)行讀取；反復(fù)如此。
　　整個(gè)視頻圖像處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵部分是FPGA主控處理模塊的程序設(shè)計(jì)，利用硬件描述語(yǔ)言完成，并在Quartus Ⅱ軟件開發(fā)平臺(tái)和Modelsim軟件下完成了系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證。最后，簡(jiǎn)單介紹了調(diào)試測(cè)試過(guò)程及檢測(cè)結(jié)果。結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠完成圖像處理和