基于fpga的视频信号采集与处理系统

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1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘要图像是人类获取和交换信息的主要来源。现如今，图像处理的应用领域已经涉及到人类生活和工作的方方面面，如航天和航空技术、工业和工程、军事公安、生物医学工程等等。在图像处理系统中，实时图像的采集是整个系统的前端部分，也是整个系统最重要的部分。前端的图像采集速度及质量，直接影响到图像处理系统后端的算法处理及应用。本文主要设计图像处理系统的前端部分，即视频信号的采集。本文设计中采用CMOS图像传感器OV7670对外界图像进行实时采集，通过FPGA内部设计的初始化模块对图像传感器输出信

2、号的格式进行配置。根据其输出信号的时序，在FPGA内部设计采集单元。采集到的数据一路送到TFT液晶屏上进行实时显示，另一路送入SRAM缓存。当一帧图像存储完成后，在NIOSII软核中对图像进行处理，并将处理结果以图片的方式，存储到外部存储器SD卡中。关键字：FPGA；实时图像；CMOS；图像采集44河南理工大学毕业设计（论文）说明书AbstractTheimageishumanaccessandexchangestheprimarysourceofinformation.Nowadays,Imageproces

3、singapplicationshaveinvolvedhumanlifeandallaspectsofthework,suchasaerospaceandaviationtechnology,industryandengineering,militarypolice,biomedicalengineeringandsoon.Intheimageprocessingsystem,Real-timeimagecollectionistheheadpartofthewholesystem,isalsothemost

4、importantpartofthewholesystem.Partoftheimageacquisitionspeedandquality,directlyaffecttheimageprocessingsystemandthealgorithmafterprocessingandtheapplication.Thispapermainlydesignsimageprocessingsystem,namelytheheadpartofvideosignalcollection.Thispaperapplied

5、tothedesignofCMOSimagesensortotheoutsideworldOV7670real-timeimageacquisition.ThroughtheFPGAdesigninsidetheinitializationofthemoduleofimagesensoroutputsignalformatconfiguration.Accordingtoitsoutputsignaltiming,IntheFPGAdesigninsideacquisitioncell.Thedatacolle

6、ctedonewaytoTFTLCDscreenonthereal-timedisplay,andtheotherwayintoanSRAMcache,whenaframeimagestoragecompleted,processingtheimageintheNIOSIIMCU.Andtheresultofprocessing,storagetoexternalstorageSDcard.Keywords：FPGA;Real-timeimage;CMOS;Imageacquisition44河南理工大学毕业设

7、计（论文）说明书目录1前言11.1数字图像处理发展史11.2系统整体设计32CMOS原理和特性及CMOS摄像头的基本结构42.1CMOS原理及特性42.1.1CMOS数字图像传感器基本原理42.1.2CMOS图像传感器的特性52.2COMS传感器的基本结构62.2.1OV7670简介62.2.2OV7670内部结构83系统设计及硬件实现123.1系统结构及工作流程123.1.1系统结构123.1.2系统工作流程123.2器件选型及硬件电路实现123.2.1FPGA选型123.2.2FPGA配置电路133.2.3

8、SDRAM电路实现153.2.4SRAM电路实现173.2.5其他硬件电路184系统软件设计194.1软件设计概述194.2VHDL简介及特点204.3OV7670初始化模块214.4OV7670数据采集模块234.5SRAM控制模块和TFT液晶控制模块254.6MCU单元设计2644河南理工大学毕业设计（论文）说明书4.6.1SOPCBuilder简介264.6.2主控制单元MCU的