一種嵌入式的實(shí)時(shí)視頻采集系統(tǒng)

圖4 SAA7111A采集一行圖像的時(shí)序圖

啟動(dòng)采集前必須對(duì)SAA7111A內(nèi)部的32個(gè)寄存器寫入相應(yīng)的值。在采集的過(guò)程中，僅采集奇場(chǎng)圖像信號(hào)而不采集偶場(chǎng)圖像信號(hào)。因?yàn)橹徊杉鎴?chǎng)信號(hào)也能得到穩(wěn)定的圖像，而可以利用偶場(chǎng)圖像時(shí)間等待處理圖像。對(duì)有效像素、無(wú)效像素、有效行和無(wú)效行進(jìn)行計(jì)數(shù)，產(chǎn)生RAM的地址、讀寫、選通等控制信號(hào)，均由FPGA完成。由于只采奇場(chǎng)圖像，行數(shù)也減少為原來(lái)的一半，為286行，前后各去掉23行，取中間240行。當(dāng)RTSO為高電平且VREF上升沿到來(lái)時(shí)，標(biāo)志奇數(shù)場(chǎng)開(kāi)始，啟動(dòng)無(wú)效行計(jì)數(shù)器對(duì)HREF信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)滿前23行后，啟動(dòng)有效行計(jì)數(shù)器，置COUT信號(hào)為高電平，且在水平同步信號(hào) VREF=1、垂直同步信號(hào)HREF=1、

圖5 SAA7111A奇數(shù)場(chǎng)采集的時(shí)序圖

奇偶場(chǎng)信號(hào)RTSO=1時(shí)，啟動(dòng)無(wú)效像素計(jì)數(shù)器，對(duì)LLC2二分頻后的像素時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。LLC2二分頻后頻率降為6.75MHz，每行像素點(diǎn)由原來(lái)的720點(diǎn)，減少為360點(diǎn)，將其截頭去尾，前后各去掉20個(gè)像素，取一行中間的320個(gè)像素點(diǎn)，即得到分辨率為320 X 240的一幀圖像[5]。當(dāng)無(wú)效像素計(jì)數(shù)器計(jì)滿前20后，啟動(dòng)有效像素計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，并將數(shù)據(jù)緩沖器打開(kāi)，每計(jì)一次數(shù)，地址發(fā)生器加1，產(chǎn)生地址信號(hào)，讀寫信號(hào)WR，選通信號(hào) RAM_SEL，當(dāng)一幀圖像寫完后，置FLAG信號(hào)為低，觸發(fā)中斷信號(hào)，以便處理器處理圖像。值得注意的是，利用FPGA可以很靈活地控制存入RAM存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)量。這里將圖像分辨率設(shè)計(jì)為320 X 240，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要靈活設(shè)置。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：該系統(tǒng)能夠完成對(duì)視頻信號(hào)的采集，適應(yīng)性極強(qiáng)的FPGA主要用于控制圖像信號(hào)的采集，F(xiàn)PGA除了完成對(duì)SAA7111A配置以外，還完成圖像提取處理、圖像存儲(chǔ)地址產(chǎn)生器等功能。由于FPGA的在線可編程特性使該系統(tǒng)變得更加靈活。此外，成熟的編譯環(huán)境和FPGA與 SAA7111A簡(jiǎn)單的外圍電路大大縮短了開(kāi)發(fā)和調(diào)試的周期。在未來(lái)的FPGA中還可以加入圖像預(yù)處理流程，縮短后續(xù)處理時(shí)間，因此具有較高的推廣價(jià)值。實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)速度快、可靠性高、實(shí)時(shí)性好，在視頻采集和圖像處理方面有著很好的應(yīng)用前景。

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