基于fpga的图像采集系统设计与实现

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1、基于FPGA的图像采集系统设计与实现摘　　要现在是科技迅速发展的年代，数字图像处理技术在这个年代中得到了迅猛的发展并在各行各业得到了广泛的应用。可编程逻辑器件(FPGA)凭借其较低的开发成本、较高的并行处理速度、较大的灵活性及其较短的开发周期等特点，在图像处理系统中有独特的优势。针对视频图像采集的可靠性和实时性，本设计采用Altera公司生产的CycloneⅡEP2C8Q208C8NK芯片，先由CCD图像传感器采集模拟信号，在经过芯片TVP5150将模拟量转换为标准的YUV4:2:2的数据信号，把数据信号输入到FPGA芯片中并在其中将该数据转换到RGB色域后在输出到ADV7123芯片进行D/

2、A转换，最后经过VGA接口电路把处理过的图像呈现在显示屏上。经过相关的调试工作，系统通用性比较好，并且移动性能也不错。该系统的软件部分采用自顶向下的设计方法，模块化设计思想，硬件语言编程，只修改源程序，不必更改硬件电路，就可实现在线编程，实时控制，从而有效地减少系统的体积，不但增加了系统可靠性，降低研制成本，并且能够对控制逻辑进行修改升级，十分灵活。该系统包括三个功能模块：图像采集模块、图像处理模块、图像显示模块。关键词：FPGA；TVP5150；RGB色域；ADV7123芯片ImageacquisitionsystembasedonFPGAdesignandimplementationAb

3、stractItistherapiddevelopmentofscienceandtechnology,digitalimageprocessingtechnologyhasbeenrapiddevelopmentinthiseraandhasbeenwidelyusedinallwalksoflife,andthematurityofFPGAtechnologyhaschangedthecommonlyusedparallelcomputerordigitalsignalprocessor(DSP),aspecialintegratedcircuit(ASIC)astheembeddedp

4、rocessorusage.Programmablelogicdevice(FPGA)withitslowcost,highparallelprocessingspeed,flexibilityandshortdevelopmentcycleandothercharacteristics,hasitsuniqueadvantagesinimageprocessingsystem.Theprojectdemand,thispaperpresentsasolutionofimageacquisitionandprocessingsystembasedonFPGA,andtheuseoflowco

5、standhighperformanceofAlteracompany'sCyclonelIseriesFPGAEP2C8Q208C8Nasthecore,designanddevelopmentofintegratedsystemofhardwareandsoftwareofimageacquisitionandprocessing.Inviewofthereliabilityofvideoimageacquisitionandreal-timeperformance,thispaperdescribeshowtoFPGAforvideoacquisitionsystemcontrol.U

6、singCycloneⅡEP2C8Q208C8NKchipproducedbyAlteracompany,isresponsibleforreceivingandprocessingvideodatafromtheTVP5150decoding,convertsthedataintoRGBcolorgamutintheoutputtotheADV7123chip.Afterdebugging,thesystembettergenerality,andmobileperformanceisalsogood.Keywords：FPGA；TVP5150；RGBcolorgamut；ADV7123c

7、hip目　　录1　前言11.１　课题背景与意义11.2　研究的现状及特点21.３　研究的主要内容22　图像采集系统的硬件电路设计32.１　采集系统硬件的总体设计32.2　FPGA核心模块52.3　外围电路62.4　图像采集电路72.4.1　图像传感器72.4.2　A/D转换电路82.5　图像显示电路83　图像采集系统的软件设计113.1　系统的设计环境113.2　设计的主要流程123.3　设计内部数据量的变换