基于FPGA的体视摄像显示技术的研究

摘要

体视摄像显示技术的研究以应用于微创伤外科的光电医疗仪器——三维电视内窥镜的开发与研制为背景，设计研究一种基于FPGA技术的立体显示系统，以满足三维立体内窥镜、战场立体观察系统和立体电影等设备的技术要求。 主要研究内容是对体视摄像显示系统的进行硬件电路设计、VerilogHDL 语言的软件编程、并采用MCU(Micro Control IJnit)的I<'2>C总线进行视频芯片的初始化配置和寄存器参数的控制。体视摄像显示系统是基于双目立体视觉的原理，采用视频解码芯片ADV7402实现多种视频格式的输入；采用LFXP6C-3P208芯片及利用Verilog HDL语言编程，实现双路视频的采样、合成及处理。完成倍频时钟生成模块、YC信号输入控制模块、VGA信号输出控制模块、SDRAM控制模块、视频颜色空间变换模块及视频同步信号输出模块的设计及功能仿真。 该技术成功的应用于三维立体内窥镜中，支持多种视频格式的输入，具有亮度、对比度的调节功能，100Hz的VGA格式的视频信号输出，采用液晶调制屏及圆偏振技术实现立体显示。

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第一章绪论

§1.1体视摄像显示技术的发展

§1.2体视摄像显示技术的应用领域及本系统的创新点

§1.3本文的主要研究内容

第二章体视摄像显示技术原理

§2.1双目立体视觉

§2.2视频信号A/D变换及显示原理

§2.3体视摄像显示的视频传输原理

§2.4体视摄像显示系统的总体框图

第三章体视摄像显示的硬件实现

§3.1体视摄像显示的总体硬件电路

§3.2视频输入输出硬件实现

§3.3 MCU控制的硬件实现

§3.4FPGA系统硬件实现

§3.5无源眼镜立体显示

第四章体视摄像显示技术的FPGA软件编程

§4.1Lattice XP系列FPGA及其软件开发平台

§4.2系统顶层模块

§4.3倍频时钟模块

§4.4视频输入控制模块编程及功能仿真验证

§4.5 SDRAM控制模块

§4.6视频信号颜色空间变换及功能仿真验证

§4.7同步信号生成模块编程及功能仿真验证

第五章系统实验结果

结论

致谢

参考文献