基于FPGA的实时图像采集系统设计.pdf

马利刚 :基于 FP GA 的实时图像采集系统设计 　　　51 　　　　　 基 于 F P GA 的 实 时 图 像 采 集 系 统 设 计 Design of Image Sa mpling System B ased on F P GA 马利刚　马铁华 ( ) 中北大学信息与通信工程学院 ,山西 太原 0 3005 1 摘 　要 :本文主要介绍了基于 F P GA 利用视频解码芯片设计实时图像采集系统的方案和工作原理 。 关键词 :F P GA ;视频解码芯片 1 　整体结构方案 置 ,本设计通过 F P GA 设计 了一个 I2 C - AV - Config 模 目前 ,基于 DSP 的人脸识别平 台的运算性能 已经成 块 ,以用于模拟 I2C 的时序 ,从而对 ADV7 181B 进行配 为一个技术瓶颈 ,而基于 DSP FP GA 的高性能人脸识 置 。212ADV 7181B 的 I2 C 配置 接 口 ADV 718 1B 的 I2 C 别模块 ,不但 继承 了原有 平 台的优越 性 ( 比如 :接 口方 总线配置接 口应按照 I2 C 总线规范和标准时序来进行 , 便) , 同时可依托 F PGA 来大力加强平 台的运算功能 ,有 其时序关系如 图 2 所示 。采用 V erilo g 硬件表述语言设 望满足类似于布控系统的要求 。本设计采用 FP GA 实 计时 ,该接 口的功能可 由两个模块来完成 。其 中 I2C - 现高速图像运算和处理 , 以降低 D SP 的负荷 ; 同时采用 Con troller 模块用来产生 I2C 总线规范的时序 , I2 C - AV 模块化方法在 FP GA 中实现 图像采集 、格式转换 、存储 - Config 模块用来产生需要配置 的寄存器地址和配置参 和显示控制 , 以方便大规模布 控系统的部 署 。此外 , 用 数 。 FP GA 实现 D SP 上的图像处理运算 ,也可达到更快 的运 112 　I2C - AV - Config 模块 算速度 ,进一步降低布控系统 中心端 的运算压力 。图像 ADV 718 1B 内部共有 240 个控制寄存器 ,可通过配 传感器件主要有 CCD ( Ch ar ge Coupled Device) 和 CMO S 置这些控制寄存器来设定和实 现 A DV 7181B 的各种功 ( Comp lementary Met al Oxide Scmicon ductor ) 。其 中 能。本设计中ADV 7181B 的功能是采集 PAL 制式的模 CCD 技术现在 已经非常成熟 , 因而 CCD 摄像头仍然是 拟视频信号 ,并 以27M Hz 的时钟频率进行 A/ D 转换 , 以 高端应用的首选器件 。它输 出的模拟视频信号包括 图像 输出 8 位宽的 、格式为 YCbCr4 ∶2 ∶2 的数字信号 。在此 信号、行与场消隐信号 、行与场同步信号等七种信号 。 要求下 , 只要对 ADV 7181B 的 40 个寄存器进