基于fpga的多模式视频实时采集系统设计与实现

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1、电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的多模式视频实时采集系统设计与实现姓名：肖文才申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：樊丰20070601摘要H．264／AVC是由国际电信联合会和国际标准化组织共同发展的下一代视频压缩标准之～。由于其具有比以往标准更出色的性能，被人们称为新一代视频编码标准，研究H，264视频编解码技术已为世界的热点。基于H．264的视频采集编码系统由视频采集部件和视频压缩部件构成，视频采集部件与视频压缩部件紧密配合、协同工作，从而提高整个数字视频压缩系统的性能。视频采集部件对系统处理性能有重要的影响，本论文设计并实现了应用于H．264视频编码

2、器中的视频实时采集系统。本文设计的视频采集系统由视频A／D转换模块、视频采集总控及数据处理模块、视频存储模块和模式接收模块组成，能够进行PAL制模拟视频输入信号的数字化以及多种模式下数字视频数据的预处理、存储，同时负责高效地向视频压缩系统提供所需的视频数据。本系统的设计包括硬件设计与逻辑设计。以ALTERA公司的STRATIX系列EPlS25开发板为基础构建了系统主硬件处理平台，结合视频A／D采样及片外大容量缓存接口子板组成系统的硬件构架。在FPGA逻辑设计中，根据特定的视频处理算法对数据存储格式及吞吐量的要求和SDRAM的性能特点，对视频数据的存储格式及读写时序进行了优

3、化，大大提高了对SDRAM的访问速率，能够应用于大容量，高数据吞吐率的数字视频处理系统中。通过对视频采集系统的数据处理流程及控制流程进行分析，本文所确定的逻辑功能划分主要包括：模式的接收及切换检测、基于IzC总线协议的视频A／D转换模块工作方式初始化、Ⅱu—BT656格式视频的解码、视频数据的预处理、片外视频存储控制器、视频压缩部件数据获取等。系统的所有数字逻辑均采用可编程逻辑器件实现，提高了系统的可靠性，同时也为系统的调试和修改增加了灵活性。系统在QuartusII5．0和Modelsim软件平台下开发，通过ProtelDXP绘制电路板并在硬件上得到实现。硬件调试结果表

4、明，本系统能够正常工作。【关键词】视频采集，iZc总线，视频解码，存储控制，现场可编程门阵列ABSTRACTAsoneofthevideocodingstandardofthenextgeneration,H．264／AVCisdevelopedjointlybyICUandISO．Itiscalledasthenewgenerationvideocodingstandardduetoitsexcellentperformancecomparedtotheformerstandards．ResearchH．264videocodectechnologyisbecoming

5、oneoftheworld'shotspots．ThevideoacquisitionandcodingsystembasedonH．264iscomposedofthevideoacquisitionpartandthevideocompressionpart．Thetwopartsworkcloselytogether,thusenhancetheperformanceoftheentiredigitalvideocompressionsystem．Thevideoacquisitionparthasanimportantinfluencetotheprocessin

6、gperformanceofthesystermThereal—timevideoacquisitionsystemfortheH．264videoencoderhasbeendesignedandcompletedinthisessay．ThevideoacquisitionsystemismadeupofvideoADC(AnalogtoDigitalConverter)module、videoacquisitionandcontrolmodule，videostoragemoduleandmodereceptionmodde．Itd：i西talizestheanal

7、ogvideosignalclassifiedasPALtelevisionsystemandpreprocessesthedigitalvideodatabeforestoringthemacoastomedtomultiplemod韶．Additionally,thesystemcanprovidevideodatatovideocompressibnsystemwitllappropriateformatefficienflywhenneeded．Thejobofthisessayincludesconstruction