Cyclone IV FPGA驱动的高实时视频边缘检测系统

本文主要探讨了基于FPGA的视频实时边缘检测系统的详细设计和实现。作者郭龙等人，来自西北工业大学电子信息学院，针对视频图像检测与识别的需求，提出了一种创新的设计方案。该系统的核心目标是提升视频处理的实时性和准确性，以适应诸如体育直播、视频会议、导弹电视制导以及交通信息控制等领域的需求。 系统的核心组件包括FPGA，用于控制视频采集过程。FPGA通过与CMOS摄像头OV7670配合，实现高效的数据采集。OV7670是一款广泛应用的低成本CMOS摄像头，能够提供高质量的视频流。双端口SDRAM被用来作为图像数据的高速缓存，确保数据处理的连续性，避免了软件实现中可能出现的断帧问题。 边缘检测是系统的关键部分，采用了流水线结构，这有助于提高处理速度和吞吐量。流水线设计允许不同阶段的处理任务并行执行，从而显著提高了系统处理视频数据的能力。Altera公司的Cyclone IV系列EP4CE115F29CN7 FPGA作为主控单元，其高集成度和性能优势为边缘检测提供了强大的硬件支持。 系统结构包括五个主要模块：摄像头I2C配置模块负责摄像头接口的初始化和配置；视频数据采集模块负责摄像头输出视频信号的捕获；SDRAM控制模块负责数据的存储和传输；Sobel边缘检测模块则是核心功能，通过对像素值的差分计算来检测边缘；最后，VGA控制模块则将处理后的视频信号转换为VGA标准输出，以便于显示和进一步的处理。 通过在DE2-115开发板上进行实验验证，该系统表现出良好的实时性和检测准确性，满足了设计之初的目标。这篇文章深入介绍了基于FPGA的视频实时边缘检测系统的设计方法和技术细节，展示了其在实际应用中的优越性能和前景。