一種基于FPGA的視頻邊緣檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5 VGA顯示模塊

VGA顯示器的顯示采用逐行掃描，從屏幕左上方開始，從左到右，從上到下掃描。每一行的現(xiàn)實(shí)受到行同步信號(HREF)控制，每一幀的信號受到場同步信號(VSYNC)控制。本系統(tǒng)中CMOS攝像頭采集圖像分辨率為640×480像素，VGA(640×480)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為行掃描：Ta(同步脈沖)=96，Tb(行消隱后肩)=40，Tc=8，Td(有效時序)=640，Te=80，Tf(行消隱前肩)=8，Tg(行周期)=800;場掃描：Ta(同步脈沖)=2，Tb(場消隱后肩)=25，Tc=8，Td(有效時序)=480，Te=8，Tf(場消隱前肩)=2，Tg(場周期)=525。圖6為由SignalTapII抓取的VGA時序圖，其中最后一行數(shù)據(jù)為當(dāng)前一幀視頻所顯示的行數(shù)統(tǒng)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由QuartusII軟件綜合仿真后可知，系統(tǒng)最高工作頻率為100MHz，片上資源使用情況如表1所示。通過DE2-115開發(fā)板為驗(yàn)證平臺，對上述系統(tǒng)進(jìn)行測驗(yàn)，結(jié)果如圖7所示。其中，圖7(a)為對所采集到的視頻直接通過液晶顯示器顯示的彩色圖像，圖7(b)為對采集的視頻進(jìn)行處理得到的灰度圖像，圖7(c)灰度圖像經(jīng)過Sobel邊緣檢測算法處理后的圖像。實(shí)際液晶顯示彩色圖像、灰度圖像、邊緣檢測圖像完整順暢，并沒有斷禎現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)論

設(shè)計(jì)了一個基于FPGA的的視頻實(shí)時邊緣檢測系統(tǒng)，利用FPGA良好的并行結(jié)構(gòu)，使計(jì)算速率得到了很大提升，達(dá)到了系統(tǒng)的實(shí)時性要求。實(shí)現(xiàn)了VGA分辨率視頻在液晶屏上的彩色顯示、灰度顯示、邊緣檢測圖像顯示，在圖像紋理復(fù)雜的情況下也能較好的提取圖像邊緣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的應(yīng)用在目標(biāo)識別、目標(biāo)跟蹤、智能視頻監(jiān)控等領(lǐng)域。