基于FPGA的實時監(jiān)控系統(tǒng)和邊緣檢測的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，基于視覺的監(jiān)控系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)的需求在持續(xù)增長，在公共交通、安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)檢測、衛(wèi)星與實驗等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。而在目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用FPGA處理的并不是很多，由于嵌入式系統(tǒng)中基于FPGA、DSP等處理芯片的能力越來越強，尤其是FPGA的可并行處理優(yōu)勢，一些像素級的復(fù)雜算法在FPGA上可以輕而易舉的實時完成，如視頻的編解碼、邊緣提取、邊緣檢測等，所以FPGA勢必成為今后視頻監(jiān)控領(lǐng)域的一面旗幟。

2、
　　本文深入分析了現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的基本結(jié)構(gòu)和工作方式，提出了利用FPGA并行處理優(yōu)勢完成實時監(jiān)控系統(tǒng)的搭建和實現(xiàn)方案，并實時完成圖像的灰度化、邊緣檢測、腐蝕膨脹算法的實現(xiàn)，得到較好的邊緣檢測效果。該系統(tǒng)采用了ALTERA公司的Cyclone IV系列作為核心處理芯片來驅(qū)動OV7725攝像頭，對采集的數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換、灰度化、邊緣檢測、膨脹腐蝕等算法處理，最后驅(qū)動VGA實時顯示。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比較，此系統(tǒng)具有可重構(gòu)性、

3、實時性好、設(shè)計靈活、處理速度快等優(yōu)勢。系統(tǒng)主要分為圖像采集模塊、預(yù)處理模塊、邊緣檢測模塊、跨時鐘域和圖像緩存模塊、VGA顯示模塊等，此系統(tǒng)利用verilog HDL語言對各個模塊編程實現(xiàn)，在Quartus II平臺上完成測試和板級實現(xiàn)，尤其對OV7725攝像頭輸出的視頻流在不同時鐘域?qū)崿F(xiàn)跨時鐘域的數(shù)據(jù)交互、邊緣檢測和膨脹腐蝕算法的FPGA實現(xiàn)深入分析，利用modelsim和signal Tap II軟件進行了仿真和板級調(diào)試。研究結(jié)果表明