一种基于FPGA的红外视频采集系统设计

摘要：介绍了一种基于FPGA技术的红外视频采集系统组成架构，给出了各功能模块的实现方法，包括主要的HDL代码、SignaltapII波形以及QuartusII顶层原理，并制作电路板进行调试，最终的红外图像通过VGA实时显示。结果表明该系统能充分利用FPGA技术的优势，具有扩展性好、控制灵活、开发周期短等特点。
关键词：FPGA；红外视频；VGA显示

1 系统架构
红外视频监测系统的FPGA部分由5个模块组成，分别是I2C配置模块、图像采集模块、YUV2RGB模块、SRAM控制模块、VGA控制模块。配置模块通过I2C总线来对ADV7181B芯片进行配置。配置成功后，ADV7181B将产生图像采集模块所需的行场同步信号，并将红外摄像头输入的复合视频信号转化为标准的NTSC／PAL制式，输入到图像采集模块；图像采集模块用来提取YUV(BT656)图像中的有效数据；YUV2RGB模块将YUV图像数据转化为RGB格式以供VGA显示；VGA控制模块用来产生D／A芯片(ADV7123)工作的同步信号、图像数据，以及控制图像数据从SRAM中读出。红外视频监测系统框图如图1所示。

2 系统硬件设计
2．1 I2C配置模块
ADV7181B是Analog公司的一款应用广泛的视频解码芯片。该芯片自动监测输入的复合视频信号，通过I2C总线配置接口，可选择图像输出方式(NTSC／PAL等)，本文以输出NTSC制式视频图像为例，给出了所需配置的寄存器地址和配置参数值，NTSC制式视频图像寄存器地址和配置参数值如表1所列。