基于FPGA的视频图像处理技术研究

基于FPGA的视频图像处理技术 **视频图像处理技术的发展** 随着电子技术和计算机技术的飞速发展，视频图像处理技术近年来得到极大的重视和长足的发展。其应用范围主要包括数字广播、消费类电子、视频监控、医学成像及文档影像处理等领域。 **视频图像处理技术的挑战** 当前视频图像处理主要问题是当处理的数据量很大时，处理速度慢，执行效率低。而且视频算法的软件和硬件仿真和验证的灵活性低。 **基于FPGA的视频图像处理系统** 本论文首先根据视频信号的处理过程和典型视频图像处理系统的构成提出了基于FPGA的视频图像处理系统总体框图。该系统主要包括视频图像采集模块、图像处理模块和图像显示模块。 **视频图像采集模块** 视频图像采集模块是基于视频转换芯片S丸钾113，完成视频图像采集的设计。采集模块主要分三步完成：1)配置视频转换芯片的工作模式，完成视频转化芯片SAA7113的初始化；2)通过分析输出数据流的格式标准，来识别奇偶场信号、场消隐信号和有效行数据的开始和结束信号三种控制信号，并根据控制信号，用Verilog．硬件描述语言编程实现图像数据的采集；3)分析SRAM的读写控制时序，采用两块SRAM完成图像数据的存储。 **图像处理模块** 图像处理模块是基于MATLAB和ISE Simulator仿真环境进行程序测试与运行，并分析仿真结果，验证了数据采集和存储的正确性。然后，对常用视频图像算法的MATLAB仿真，选择适当的算子，采用工具MATLAB、System Generator for DSP和ISE，利用模块构建方式，搭建视频算法平台，实现图像平滑滤波、锐化滤波算法，在Simulink中仿真并自动生成硬件描述语言和网表，对资源的消耗做简要分析。 **视频图像处理技术的发展趋势** 本论文的创新点是采用新的开发环境System Generator for DSP实现视频图像算法。这种开发视频图像算法的方式灵活性强、设计周期短、验证方便、是视频图像处理发展的必然趋势。 **关键词** 视频信号；视频采集；Verilog；图像算法