文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于FPGA的视频高速采集与监控系统设计
姓名:杨计
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:雷鑑铭
2010-05-22
摘要
随着电子技术、计算机技术和数字图像处理技术的高速发展,视频监控技术广
泛应用于各种场合。人们对视频监控的性能要求也越来越高。视频采集系统是视频
监控系统的前端部分,传统的视频采集技术是采用 DSP 作为整个系统的控制器,然
而 DSP 不能采用并行处理的方式处理数据,且也不能实现硬件加速,这样就造成采
样速率太低,这就造成传统的视频采集技术已经不能满足现今对高速视频采集的要
求。为了满足系统对视频采集速度的高速要求,例如一些视频实时处理系统,这就
需要我们设计出一个具有高速度,高精度的视频采集系统。
本论文介绍了一种新的视频监控系统的设计方案,实现了具有前端视频采集的
FPGA 系统。该系统充分应用了 FPGA 在视频处理方面的优势,提高了视频的采集速
度。该系统采用 Altera 公司的 FPGA 作为控制器,FPGA 系统由异步 FIFO 模块、视
频采集模块、I2C 配置模块、视频帧存控制模块、VGA 控制模块、FPGA 配置电路模
块构成。D 传感器输出,经视频 AD 芯片解码为数字视频信号后,
信号经过 FPGA 系统进行处理后再将信号传输到 VGA 显示器显示。
本论文的视频采集系统采用 Verilog HDL 语言来编写,代码在 Modelsim 中得到
了仿真,并经过 Quartus Ⅱ下载到 FPGA 中进行验证。结果表明整个视频采集系统
相比于传统的采集系统,视频采集速度有大幅提高,能满足现阶段对高速采集的要
求,具有很大的应用价值。

关键词: 视频监控,视频采集,FPGA ,Verilog

I
Abstract
With the rapid development of electronic science, computer technology and digital
image processing technology, now video monitoring system is used in many fields. The
performance of video monitoring system is needed much higher. Video capture system is
the front part of the video monitoring system. The technology of the traditional video
capture uses DSP s a whole acquisition system controller. However, DSP can’t make use
of a way of the parallel processing to handle the data. And hardware acceleration can’t be
achieved. As a result, the sampling rate is too low. It can’t meet the requirements of
high-speed video capture. To adapt the requirements of high-speed of the video capture
system, for example, real-time video processing system, we should design the video
captureing system with high-speed and high-precision.
This paper introduces a new design of video monitoring system. The FPGA system
which has the function video capture is implemented. This system makes full use of
superiority of FPGA in the video processing, enhancing the capture speed of system. The
system used a FPGA of pany as processor. FPGA system consists of an
asynchro