摄像头视频采集系统的设计与实现VIP专享

摄像头视频采集系统的设计与实现 徐宏亮 2012.07.27 系统采用AD9883a 芯片将摄像头视频信号数字化；然后利用FPGA 芯片进行信号处理，增加行列场有效信号；最后，采用ADV7123 芯片将数字信号转为模拟信号，在本地的显示器输出。 1． 系统总体设计 图1 所示为视频采集系统框图。 FPGA芯片ADV7123本地显示器（VGA信号）视频信号RGB(YUV)模拟信号Hsync,VsyncR [7:0]G [7:0]B [7:0]RGB模拟信号Hsync,VsyncPCLKPCLKR [7:0]G [7:0]B [7:0]IICHsync,Vsync,Href串口AD9883a图1 VGA 视频采集系统框图 1）VGA 输入模块。将RGB 模拟信号或YUV 信号及行同步信号（Hsync）、场同步信号（Vsync）输入给A/D 转换模块。 2）A/D 转换模块。首先根据行、场同步信号确定采样的行频和场频，接着由行频和内部寄存器确定像素同步时钟，然后通过配置AD9883 芯片内部的锁相环（PLL）产生同步时钟。该模块可将输入的VGA 模拟信号转换为8bit×3路的数字视频信号，并通过一系列寄存器调整图像的采样效果。 3） FPGA 转换控制模块。一方面 FPGA 通过I2C 总线向 AD9883a 的寄存器写入控制信息；另一方面根据输入的行场同步信号生成行场有效信号。 内部还有color bar，YUV2RGB, 串口三个模块。 4）D/A 输出显示模块。该模块采用ADV7123 芯片将8bit×3路 RGB数字信号还原为模拟信号，并结合行、场同步信号构成 VGA信号，供本地计算机显示输出。 2． A /D 转换模块 本系统的A/D 转换器采用AD9883a，该芯片专门用于采集模拟R，G，B 信号，将其数字化显示或作为中间转换器件使用。该芯片具有采样精度为8bit×3路通道，最高采样率为140MSPS/s，300MB 的模拟带宽，支持最高分辨率为SXGA（1280x1024），刷新率为75Hz 的视频信号。基于 AD9883a 的电路可为高清电视提供良好的接口，或作为高性能视频设备的前端扫描转换器，它的内部结构如图3 所示，主要包括 A/D 转换电路、时钟产生电路、同步信号产生电路、I2C 总线接口四个部分。 箝位箝位箝位A/D转换A/D转换A/D转换同步处理及时钟产生电源管理及串行寄存器参考RinGinBinR[7:0]G[7:0]B[7:0]REFYPASSA0SDASCLDATACKUSOUTSOGOUTVSOUTHSYNCCOASTCLAMPFILT 图 2 AD9883 的内部结构图 AD9883a 内部的寄存器通过 I2C 总线完全可编程，芯片按照寄存器设定的模式进行工作。如 AD9883 支持多种 VGA 格式，但不能自动检测实现自适应，需要通过 I2C 接口进行寄存器配置，...