基于FPGA的数字视频展台的研制.rar

本文选用Sharp(夏普)公司的47万像素彩色CCD(电荷耦合器件)图像传感器套件来实现图像信号的采集，采用FPGA对其输出的图像信号进行处理，可使图像传感器采集的图像在VGA显示器上实时显示。该方案比采用专用图像处理芯片有着很强的价格优势，且利于系统的功能扩展。本文的主要工作概括如下： (1)系统硬件结构设计 完成了图像信号采集、信号处理及输出和控制部分的硬件电路设计。 (2)实现图像格式转换及帧率提升 将图像传感器套件输出的PAL(逐行倒相)制数字YUV(4∶2∶2)格式信号转换成RGB(5∶6∶5)格式，利用两个SDRAM作为帧缓存，采用场间插值算法，完成隔行到逐行的转换，并将帧率由25HZ提升到60HZ。 (3)实现图像放大 利用FPGA内部Block RAM作为行缓存，采用线性插值算法，将图像分辨率由738*575放大到800*600，即SVGA格式。 (4)实现PS/2鼠标的驱动及显示 根据PS/2协议，完成了对PS/2鼠标的初始化，可实现PS/2鼠标的在屏幕显示，同时产生SVGA@60HZ的行、场同步信号。 (5)提出并实现了一种改进的自动聚焦算法 提出一种改进的灰度差分法作为聚焦评价函数，即将一场图像的所有像素的亮度值与周围像素的亮度值差的绝对值和作为聚焦评价函数，求出相邻同场(奇场或偶场)的聚焦评价函数的比较结果，单片机根据此信息并采用一定的搜索策略来控制步进电机的转动，可实现图像的自动聚焦。 (6)实现一些辅助功能 实现了视频展台中常用的图像冻结、负片显示、图像文本选择、黑白彩色图像选择输出等功能。 上述功能均采用VHDL描述，并在Xilinx(赛灵思)公司Spartan3E系列FPGA XC3S250E上实现，已经应用于视频展台的生产中。本文实现的各功能模块既可应用于本系统中，也可作为独立的、拥有自主知识产权的IP Core应用与其它系统中。

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