一種基于FPGA的紅外視頻采集系統設計

摘要：介紹了一種基于FPGA技術的紅外視頻采集系統組成架構，給出了各功能模塊的實現方法，包括主要的HDL代碼、SignaltapII波形以及QuartusII頂層原理，并制作電路板進行調試，最終的紅外圖像通過VGA實時顯示。結果表明該系統能充分利用FPGA技術的優勢，具有擴展性好、控制靈活、開發周期短等特點。
關鍵詞：FPGA；紅外視頻；VGA顯示

1 系統架構
紅外視頻監測系統的FPGA部分由5個模塊組成，分別是I2C配置模塊、圖像采集模塊、YUV2RGB模塊、SRAM控制模塊、VGA控制模塊。配置模塊通過I2C總線來對ADV7181B芯片進行配置。配置成功后，ADV7181B將產生圖像采集模塊所需的行場同步信號，并將紅外攝像頭輸入的復合視頻信號轉化為標準的NTSC／PAL制式，輸入到圖像采集模塊；圖像采集模塊用來提取YUV(BT656)圖像中的有效數據；YUV2RGB模塊將YUV圖像數據轉化為RGB格式以供VGA顯示；VGA控制模塊用來產生D／A芯片(ADV7123)工作的同步信號、圖像數據，以及控制圖像數據從SRAM中讀出。紅外視頻監測系統框圖如圖1所示。

2 系統硬件設計
2．1 I2C配置模塊
ADV7181B是Analog公司的一款應用廣泛的視頻解碼芯片。該芯片自動監測輸入的復合視頻信號，通過I2C總線配置接口，可選擇圖像輸出方式(NTSC／PAL等)，本文以輸出NTSC制式視頻圖像為例，給出了所需配置的寄存器地址和配置參數值，NTSC制式視頻圖像寄存器地址和配置參數值如表1所列。