基于FPGA的四畫面分割器的研究.pdf

1、隨著人們對環(huán)境安全的需求日益強烈,視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種安全防范的有效手段,越來越受到各界的廣泛關注。它以其視覺直觀、信息量大、控制靈活、安全防范嚴密及時等優(yōu)點,被廣泛用于現場工控監(jiān)視、銀行安防監(jiān)視、商場監(jiān)視等場所。在有多個攝像機組成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,如果每一個攝像機都占用一個監(jiān)視器屏幕顯示,則會大大增加系統(tǒng)成本。為了使監(jiān)控人員能同時看到所有監(jiān)控點的情況,即一臺監(jiān)視器屏幕上能同時顯示多個攝像機信號,就需要使用畫面分割器。畫面分割器能夠把多

2、路視頻信號合成為一路輸出,在一個屏幕上同時顯示多個視頻畫面,它是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。如使用一臺四畫面分割器,可以在一臺監(jiān)視器上同時顯示四個攝像機的圖像,即降低了系統(tǒng)成本又提高了監(jiān)控效率。
　　目前在市場上,基于專用DSP芯片方式、“PC+多媒體卡”方式和傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)方式實現的畫面分割器的運算量小、成本較高、開發(fā)時間長,產品升級慢。為此,本文介紹了一種基于FPGA的四畫面分割器系統(tǒng)的設計與實現。
　　本文以FPGA芯片作

3、為核心,采用模塊化設計的思想,利用硬件描述語言Verilog編程,使用QartusII軟件進行仿真和綜合,設計并研制了四畫面分割器。
　　首先對四畫面分割器系統(tǒng)進行設計,并確定設計任務。其次,分析了四畫面分割器系統(tǒng)的工作原理。再次,介紹了實現四畫面分割器系統(tǒng)的方案。最后,進行實現四畫面分割器系統(tǒng)功能模塊的Verilog設計。在FPGA中設計IIC總線配置模塊對視頻ADC芯片ADV7180進行配置;以FPGA作為視頻數據處理核心,接

4、收四路視頻信號編碼芯片的ITUR656格式信號,根據視頻信號的格式與畫面分割的要求把視頻數據進行整理,數據整理的過程分為ITUR656視頻的解碼、插值、解交織、轉換色彩空間、視頻幀抽取和合成處理;處理后的視頻信號送到高速SDRAM作為視頻數據緩存,通過視頻編碼芯片DAC芯片ADV7123把數字視頻數據換成模擬信號輸出到VGA顯示器,從而實現本地視頻監(jiān)控。視頻顯示模式分為單路全屏、畫中畫或多路視頻畫面,通過按鍵信號實現了視頻畫面顯示切換。