基于FPGA的双路视频预处理系统设计与实现

摘要

双路视频技术就是可以满足将两路视频图像或者更多路的图像信息整合到一帧图像内的技术，其优点是可以将多个采集传感器采集到的优点数据信息进行互补，有利于克服一个单独的传感器收集图像的缺陷。由此可见，双路视频信号融合技术对于实际生活以及工程应用都有很大方便。本次课题研究用FPGA作为处理芯片，能够满足高速处理图像数据的要求，很好的实现课题要求。
　　为了满足课题要求详细研究双路视频采集系统及各个功能模块的实现原理，设计出双路视频信号预处理系统的可行性方案。研究视频传输格式Bt.656的标准，明确数据流解码的工作原理。解决视频数据的高速缓存问题，本次课题使用两片DDR2芯片，通过交替存储可以极大的提升数据写入和读取效率。优化了图像去噪的滤波方法，最终将数据编码传输信号传至上位机。
　　实验结果表明，该视频系统设计结构合理，更易于实现，且占用的资源较少，达到设计预期效果，最终通过上位机的界面显示情况进一步证明系统满足课题需求。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 紫外探测国外发展状态与趋势

1．2．2 双路视频采集的研究与发展现状

1．3 本文的主要研究内容和重点

1．4 本文的组织结构

第2章 课题研究相关知识

2．1 Bt．656标准介绍

2．2 图像去噪方法介绍

2．3 DDR2接口介绍

2．4 DDR2的初始化

2．4．1 DDR2的初始化过程

2．4．2 模式寄存器的配置

2．4．3 外部模式寄存器的配置

2．5 DDR2的访问操作指令

2．5．1 DDR2的操作原理

2．5．2 行有效与列寻址

2．6 DDR2的读／写时序

2．6．1 读操作

2．6．2 写操作

2．7 本章小结

第3章 双路视频采集系统的设计

3．1 视频采集系统架构

3．1．1 课题总体设计方案

3．1．2 系统设计框图

3．2 视频解析模块设计

3．3 视频数据处理模块设计

3．3．1 视频输入处理模块

3．3．2 视频输出处理模块

3．3．3 异步FIFO设计

3．4 视频存储模块设计

3．4．1 视频缓存存储器选型

3．4．2 DDR2帧存取模块设计

3．4．3 乒乓存储视频缓冲模块的设计

3．5 图像去噪处理模块设计

3．5．1 图像滤波方法选择

3．5．2 快速中值滤波算法

3．5．3 快速中值滤波算法的FPGA设计

3．6 视频编码模块设计

3．7 本章小结

第4章 双路视频采集系统的实现

4．1 系统开发环境介绍

4．1．1 开发工具简介

4．1．2 硬件语言选择

4．1．3 测试工具介绍

4．2 基于FPGA设计及Modelsim仿真验证

4．2．1 视频解析模块实现与仿真

4．2．2 视频数据处理模块实现与验证

4．2．3 DDR2控制模块实现

4．2．4 图像去噪处理模块实现

4．2．5 视频编码模块实现与验证

4．3 在硬件平台上进行测试

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的科研成果

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