FPGA在视频图像处理中的应用：一种高效系统设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的视频图像处理系统的实现。作者杨宁在电路与系统专业指导下，研究如何解决大规模视频数据处理时的速度和效率问题，以及提高视频算法软硬件仿真验证的灵活性。 论文首先介绍了视频信号处理的过程和典型的视频图像处理系统架构，提出了基于FPGA的处理系统总体设计方案。FPGA因其可重构性和高速处理能力，常被用于高性能的图像处理任务。 在系统设计中，选择了视频转换芯片SAA7113进行图像采集模块的构建。这一模块包括对芯片的初始化设置，解析输出数据流中的控制信号，如奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号，并利用Verilog硬件描述语言编程实现图像数据的采集。同时，利用SRAM进行数据存储，通过控制读写时序确保数据的正确存储。 为了验证设计的正确性，论文进行了软件测试文件的编写，并在ISE Simulator环境下进行仿真和运行，通过分析仿真结果确认了数据采集和存储功能的正确性。 接着，论文重点探讨了如何实现常用的视频图像算法，如平滑滤波和锐化滤波。采用MATLAB进行算法仿真，结合System Generator for DSP工具，利用模块化设计方法构建了视频算法平台。这不仅简化了算法的硬件实现，还能够自动生成硬件描述语言（HDL）代码和网表，便于资源分析和优化。 论文的创新点在于利用System Generator for DSP作为新的开发环境，它提供了更灵活的设计方式，缩短了设计周期，便于算法验证，符合视频图像处理技术的发展趋势。 关键词涵盖了视频信号处理、视频采集技术、Verilog硬件描述语言以及图像处理算法的应用，反映了论文的核心研究内容和技术路线。" 这篇论文深入研究了基于FPGA的视频图像处理系统的各个方面，对于理解FPGA在图像处理领域的应用，以及如何利用硬件加速技术提高视频处理效率具有重要的参考价值。