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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20081187工程硕士学位论文基于FPGA的实时视频处理系统设计学位申请人：刘英导师：郭宝增教授学位类别：理学硕士学科专业：集成电路工程授予单位：河北大学答辩日期：二零一五年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20071185ADissertationfortheDegreeofMasterReal-TimeVedioProcessingsystemdesignbasedonFPGACandidate:LiuYingSupervisor:Pr
2、of.GuoBaozengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:IntegratedCircuitEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofAccomplishment:June，2015摘要摘要当今国内外视频处理器产品，视频采集系统趋于实时性。实时视频处理技术要求实时处理的数据量大、处理实时性要求高、且常常包含有比较复杂的算法。因此具有系统内可再编程速度高、密度大和性能好特点的FPGA正日益成为系统的关键部
3、件。采用一片FPGA来实现整个系统已经成为了一个新的发展方向。针对视频图像采集对可靠性、实时性及图像质量的要求，本文设计并实现了一种以FPGA为控制器的实时视频处理系统。设计选用Altera公司的CycloneIVEP4CE10E22C8N，结合CMOS摄像头OV7725来构建实时视频处理系统。首先在QuartusII软件上用VerilogHDL硬件描述语言进行描述模拟IIC协议，并在FPGA中设计I2C总线配置模块对摄像头进行合理的配置，使其正常采集视频信息。然后设计SDRAM控制器，并使视频信号通过乒乓机制存储到SD
4、RAM缓存，最后按照VGA的时序送到显示器正常显示，并进一步运用直方图均衡化实现实时视频信号的图像增强。设计最终实现了视频采集、存储和显示等功能，并完成实时视频的图像增强，使图像内容更加清晰可见。本文实现了实时视频处理系统设计，并具有开发周期短，效率高，成本相对低廉，易于批量生产和产品后期维护方便等优点。关键词现场可编程门阵列实时视频处理硬件描述语言IAbstractAbstractNow,thevideoprocessingproductsathomeandabroadtendstobeinrealtime.Thete
5、chnologyrequirementsoflargeamountsofdata,real-time,andoftencontainsmorecomplexalgorithm.So,FPGAwhichhashighspeed,highdensituandgoodperformancecharacteristicshasbecomethekeypartsofthesystem.UsingapieceofFPGAtorealizethewholesystemhasbecomeanewdirectionofdevelopmen
6、t.Accordingtothevideoimageacquisition’srequirements,thatthesystemshouldbereliable,real-timeandhavehighimagequality,thepaperdesigndareal-timevideoprocessingsystembasedonFPGA.ThisdesignusesAltera'sCycloneIVEP4CE10E22C8N,withCMOScameraOV7725tobuildareal-timevideopro
7、cessingsystem.First,throughtheQuartusIIsoftwareusesVerilogHDLtodescribetheIICprotocol,andconfigurethevideoprocessingchip.Then,designstheSDRAMcontroller,andmakesthevideosignalstoredintheSDRAMbyapingpongmechanism.Finally,compelesthenormaldisplayofthedataaccordingto
8、thesequenceoftheVGA.Thefurther,useshistogramequalizationtoprocessetheimage.Thedesignrealizedvideoacquisitionmodule,storageanddisplayfunction,andcompletedtherea
