FPGA驱动的高速双目视觉采集处理系统：实时1280x720立体影像设计

本文主要探讨了基于FPGA的双目立体视觉图像采集处理系统的设计。作者王东伟，来自航空工业北京航空精密机械研究所，以FPGA作为硬件核心，配合两个OV5640 CMOS摄像头和一个DDR3 SDRAM，构建了一个高效能的系统。FPGA的并行性和流水线设计策略被充分利用，使得该系统能够在30帧每秒（fps）的高速下实时采集分辨率为1280×720的图像，并进行预处理和存储，这对于后续的立体匹配算法测试和实施提供了坚实的基础。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为一种可编程逻辑器件，其灵活性和并行处理能力使其在计算机视觉领域得到广泛应用。通过Verilog语言，设计师能够精细地定制硬件逻辑，实现对视频数据的高效处理。在这个系统中，OV5640 CMOS摄像头负责实时捕获图像，而DDR3 SDRAM则用于存储和快速访问这些图像数据，确保了数据处理的连续性和高带宽需求。 双目视觉是计算机视觉中的关键分支，它模拟人眼的视觉机制，通过两台相机捕捉同一场景的不同视角来获取深度信息。这种技术在自动驾驶、机器人导航、虚拟现实等领域具有广泛的应用潜力。然而，传统的CPU处理能力在处理大规模视频数据和复杂算法时已显得力不从心，因此，利用FPGA这样的异构计算平台成为提升系统性能的关键。 GPU（Graphics Processing Unit），尽管在图形处理上表现出色，但其专为并行图形运算而设计，对于通用计算任务并非最佳选择。相比之下，FPGA的灵活架构更适合实时处理多路视频输入和复杂的图像处理算法。通过将任务分解为并行部分，FPGA能够在硬件层面实现高效的图像采集、预处理和存储，从而减少延迟，提高整体系统的实时性和准确性。 总结来说，本文的设计不仅展示了如何通过FPGA技术优化双目立体视觉系统，还突显了在当前智能化和机器视觉需求增长的背景下，异构计算平台的重要性。未来的研究可能会进一步探索如何在FPGA上集成更先进的算法，以实现更高精度的立体匹配和三维重建。