基于FPGA的四畫面分割器的研究.pdf

1、隨著人們對環(huán)境安全的需求日益強(qiáng)烈,視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種安全防范的有效手段,越來越受到各界的廣泛關(guān)注。它以其視覺直觀、信息量大、控制靈活、安全防范嚴(yán)密及時(shí)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于現(xiàn)場工控監(jiān)視、銀行安防監(jiān)視、商場監(jiān)視等場所。在有多個(gè)攝像機(jī)組成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,如果每一個(gè)攝像機(jī)都占用一個(gè)監(jiān)視器屏幕顯示,則會大大增加系統(tǒng)成本。為了使監(jiān)控人員能同時(shí)看到所有監(jiān)控點(diǎn)的情況,即一臺監(jiān)視器屏幕上能同時(shí)顯示多個(gè)攝像機(jī)信號,就需要使用畫面分割器。畫面分割器能夠把多

2、路視頻信號合成為一路輸出,在一個(gè)屏幕上同時(shí)顯示多個(gè)視頻畫面,它是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。如使用一臺四畫面分割器,可以在一臺監(jiān)視器上同時(shí)顯示四個(gè)攝像機(jī)的圖像,即降低了系統(tǒng)成本又提高了監(jiān)控效率。
　　目前在市場上,基于專用DSP芯片方式、“PC+多媒體卡”方式和傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)的畫面分割器的運(yùn)算量小、成本較高、開發(fā)時(shí)間長,產(chǎn)品升級慢。為此,本文介紹了一種基于FPGA的四畫面分割器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　本文以FPGA芯片作

3、為核心,采用模塊化設(shè)計(jì)的思想,利用硬件描述語言Verilog編程,使用QartusII軟件進(jìn)行仿真和綜合,設(shè)計(jì)并研制了四畫面分割器。
　　首先對四畫面分割器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并確定設(shè)計(jì)任務(wù)。其次,分析了四畫面分割器系統(tǒng)的工作原理。再次,介紹了實(shí)現(xiàn)四畫面分割器系統(tǒng)的方案。最后,進(jìn)行實(shí)現(xiàn)四畫面分割器系統(tǒng)功能模塊的Verilog設(shè)計(jì)。在FPGA中設(shè)計(jì)IIC總線配置模塊對視頻ADC芯片ADV7180進(jìn)行配置;以FPGA作為視頻數(shù)據(jù)處理核心,接

4、收四路視頻信號編碼芯片的ITUR656格式信號,根據(jù)視頻信號的格式與畫面分割的要求把視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,數(shù)據(jù)整理的過程分為ITUR656視頻的解碼、插值、解交織、轉(zhuǎn)換色彩空間、視頻幀抽取和合成處理;處理后的視頻信號送到高速SDRAM作為視頻數(shù)據(jù)緩存,通過視頻編碼芯片DAC芯片ADV7123把數(shù)字視頻數(shù)據(jù)換成模擬信號輸出到VGA顯示器,從而實(shí)現(xiàn)本地視頻監(jiān)控。視頻顯示模式分為單路全屏、畫中畫或多路視頻畫面,通過按鍵信號實(shí)現(xiàn)了視頻畫面顯示切換。