基于FPGA的模拟视频采集控制器的研究与实现.pdf

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1、2012正仪表技术与传感器20l2第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．1l基于FPGA的模拟视频采集控制器的研究与实现徐光宪，张庆，付晓(辽宁工程技术大学，辽宁葫芦岛125105)摘要：针对目前单处理芯片图像采集实时性不高和FPGA中的毛刺等问题，文中提出了一种基于FPGA的模拟视频采集控制器的解决方案。该设计将图像采集功能区从主控芯片中分离出来，利用处理速度占优势的FPGA实现图像采集，减小了对主控芯片的资源占用。同时该控制器采用模块化设计，通过对程序设计的优化，使控制器能够区别奇偶场数据，将一帧图像顺序的存入SRAM中。在控制器的

2、输出端采用D触发器构成数据缓冲器，用于调节数据的同步输出，有效减少了毛刺信号的产生。实验结果表明该设计工作稳定、能够提高图像处理系统的实时性，具有良好的模拟视频采集效果。关键词：FPGA；模拟视频；图像采集；D触发器；毛刺中图分类号：TP332．1文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)¨一0040—04ResearchandImplementationofAnalogVideoCaptureControllerBasedonFPGAXUGuang—xian，ZHANGQing，FUXiao(LiaoNingTchnicalUniversity，Hulu

3、dao125105，China)Abstract：Forthelowreal—timeofsingle—chipimageacquisitionandtheburrsofFPGA，adesignofanalogvideocapturecon—trollerbasedonFPGAwaspresented．ItseparatedtheimageacquisitionfunctionalareasfromthemainchipandusedFPGAwithaprocessingspeedadvantagetocompleteimageacquisition．Soitredu

4、cedthemainchipresourceconsumption．Meanwhile，thecon—trollerusedmodulardesign．Byoptimizingtheprogramdesign，makingthecontrollercandistinguishtheoddandevenfielddataandputtinganimageintotheSRAMintheorder．Atthecontroller’Soutput，itusedtheDflip—floptoconstituteadatabuffer．Soitcanadjustthedatas

5、ynchronizationoutputandreducetheburrsignaleffectively．Experimentalresuhsshowthatthedesignisstableandimprovesthereal—timeofimageprocessingsystem．Ithasagoodanalogvideocaptureeffect．Keywords：FPGA；analogvideo；imageacquisition；Dflip—flop；burr0引言上电后IIC配置模块首先对ADV7181B进行解码配置。配文中提出了一种模拟视频采集的解决方案

6、，设计并实现了置完成后，该芯片向FPGA提供8位精度4：2：2分量视频数据基于FPGA的模拟视频采集控制器。信号。该设计思想是将图像采集功能从主控芯片中分离出来，采图像存储是由图像采集控制模块和SRAM组成。而图像用FPGA来实现，减少主控芯片的负担，以提高图像处理的实采集控制模块又分为4个小模块。(1)有效数据检测器是将数时性要求。FPGA的I／O端口多，且可以自定义端口功能；而且据流中的消隐期数据滤除，输出有效图像数据；(2)帧检测模其并行处理的速度快，可以满足高速采集的速度要求。并且块：主要负责检测一帧图像数据的起始以及结束位置；(3)地址在FPGA中编写的图像

7、采集控制器采用模块化设计，通过检测产生模块：产生与数据同步的地址并自动调节地址，将一帧图相关有效信号实现一帧图像的顺序存人。在图像采集控制器像顺序的存人SRAM；(4)SRAM的控制信号输出模块：主要负的数据、地址以及控制信号输出端分别加设了D触发器以调节责根据读、写或者等待状态的需要，产生对应的SRAM控制信数据的同步输出。并且，该D触发器有效地减少了由于FPGA号。图像采集总体框图如图1所示。内部传输延时所产生的毛刺信号。FPGA1总体设计．模拟视频信号的A／D转化主要是由视频解码芯片集控制hlADV7181B完成，该芯片属ADI新一代集成式视频