一种基于FPGA的视频边缘检测系统设计

2.5 VGA显示模块

VGA显示器的显示采用逐行扫描，从屏幕左上方开始，从左到右，从上到下扫描。每一行的现实受到行同步信号(HREF)控制，每一帧的信号受到场同步信号(VSYNC)控制。本系统中CMOS摄像头采集图像分辨率为640×480像素，VGA(640×480)的工业标准为行扫描：Ta(同步脉冲)=96，Tb(行消隐后肩)=40，Tc=8，Td(有效时序)=640，Te=80，Tf(行消隐前肩)=8，Tg(行周期)=800;场扫描：Ta(同步脉冲)=2，Tb(场消隐后肩)=25，Tc=8，Td(有效时序)=480，Te=8，Tf(场消隐前肩)=2，Tg(场周期)=525。图6为由SignalTapII抓取的VGA时序图，其中最后一行数据为当前一帧视频所显示的行数统计。

3 实验结果

由QuartusII软件综合仿真后可知，系统最高工作频率为100MHz，片上资源使用情况如表1所示。通过DE2-115开发板为验证平台，对上述系统进行测验，结果如图7所示。其中，图7(a)为对所采集到的视频直接通过液晶显示器显示的彩色图像，图7(b)为对采集的视频进行处理得到的灰度图像，图7(c)灰度图像经过Sobel边缘检测算法处理后的图像。实际液晶显示彩色图像、灰度图像、边缘检测图像完整顺畅，并没有断祯现象发生。

4 结论

设计了一个基于FPGA的的视频实时边缘检测系统，利用FPGA良好的并行结构，使计算速率得到了很大提升，达到了系统的实时性要求。实现了VGA分辨率视频在液晶屏上的彩色显示、灰度显示、边缘检测图像显示，在图像纹理复杂的情况下也能较好的提取图像边缘。实验结果表明，该系统具有速度快、精度高等优点，能够很好的应用在目标识别、目标跟踪、智能视频监控等领域。