FPGA在视频检测中的图像采集预处理系统设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了在视频检测中基于FPGA的图像采集预处理系统设计，由河海大学的杨飞撰写，导师为江冰，专业是通信与信息系统。该研究受常州音成电子有限公司委托进行。" 在现代工业自动化进程中，传统的质量检测方法由于成本高和效率低，已无法满足快速生产的需要。视频检测技术以其非接触、高精度、高速和高效的特点，逐渐成为现代制造业质量检测的重要手段。本文详细阐述了一种利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）构建的图像预处理系统设计方案。 该系统的核心是Altera公司的FPGA芯片，它集成了多个功能模块，包括视频采集模块、异步FIFO（First-In-First-Out，先进先出）模块、视频解码模块、I2C（Inter-Integrated Circuit）配置接口模块、图像帧存控制模块、图像低级处理模块、通信接口模块以及FPGA配置电路。系统接收由CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）传感器产生的模拟视频信号，通过视频A/D转换器ShhTll3将其转换为数字视频信号，并送入异步FIFO中进行缓冲。视频解码模块解析视频流数据以获取图像数据，随后将数据送入帧存储器。图像低级处理模块对数据进行预处理，然后通过通信接口将预处理后的图像数据传输给后端的数字信号处理器，用于进一步的图像检测。 该系统在Quartus II、ModelSim和Synplicity软件平台上开发，并成功在硬件上实现，达到了预期的性能。此外，由于其高速处理能力，该系统也可应用于其他需要快速处理图像的场景。 关键词涉及到的技术包括：FPGA、Verilog语言（一种硬件描述语言）、I2C总线、视频采集、异步FIFO、视频解码和中值滤波。中值滤波是一种常用的图像去噪方法，尤其适用于去除椒盐噪声。 这篇论文提供了一个完整的基于FPGA的视频检测图像预处理系统设计方案，展示了FPGA在视频处理领域的潜力和实用性，对于提升工业自动化中的图像检测效率有着重要意义。