一種基于FPGA的視頻邊緣檢測系統設計

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。每一行的現實受到行同步信號(HREF)控制，每一幀的信號受到場同步信號(VSYNC)控制。本系統中CMOS攝像頭采集圖像分辨率為640×480像素，VGA(640×480)的工業標準為行掃描：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，其中最后一行數據為當前一幀視頻所顯示的行數統計。

3 實驗結果

由QuartusII軟件綜合仿真后可知，系統最高工作頻率為100MHz，片上資源使用情況如表1所示。通過DE2-115開發板為驗證平臺，對上述系統進行測驗，結果如圖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)為對采集的視頻進行處理得到的灰度圖像，圖7(c)灰度圖像經過Sobel邊緣檢測算法處理后的圖像。實際液晶顯示彩色圖像、灰度圖像、邊緣檢測圖像完整順暢，并沒有斷禎現象發生。

4 結論

設計了一個基于FPGA的的視頻實時邊緣檢測系統，利用FPGA良好的并行結構，使計算速率得到了很大提升，達到了系統的實時性要求。實現了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，在圖像紋理復雜的情況下也能較好的提取圖像邊緣。實驗結果表明，該系統具有速度快、精度高等優點，能夠很好的應用在目標識別、目標跟蹤、智能視頻監控等領域。