基于fpga的圖像的采集與顯示

　　圖像采集與顯示的區(qū)別

　　圖像采集和圖像顯示是數(shù)字圖像處理領域中兩個重要的概念，它們在圖像的獲取和展示方面有著不同的作用和性質(zhì)。

　　1. 圖像采集：圖像采集是指將現(xiàn)實世界中的光信號或者其他形式的物理量轉換為數(shù)字形式的圖像。這個過程通常通過圖像傳感器（如數(shù)碼相機、攝像機等）來完成。圖像采集不僅包括光學部分，還包括傳感器的電子部分，它將光信號轉換為數(shù)字信號，以便在后續(xù)的處理和存儲中使用。在圖像采集過程中，圖像的質(zhì)量、分辨率和色彩等特性會受到采集設備的影響。

　　2. 圖像顯示：圖像顯示是指將數(shù)字圖像以可視化的方式呈現(xiàn)給觀察者。這個過程可以通過顯示器、投影儀等設備來完成。在圖像顯示中，數(shù)字信號會經(jīng)過數(shù)字到模擬轉換（DAC）的處理，轉換為模擬信號，然后通過顯示屏顯示出來。圖像顯示涉及到光學部分、顯示屏的電子部分和顯示技術等，它決定了觀察者所看到的圖像質(zhì)量、亮度、對比度、顏色準確性等。

　　圖像采集和圖像顯示是互相關聯(lián)但又有不同職能的過程。圖像采集用于獲取現(xiàn)實世界中的圖像信息，并將其轉換成數(shù)字信號，以便后續(xù)的處理和分析。而圖像顯示則是將數(shù)字圖像通過設備展示給觀察者，呈現(xiàn)出可視化的圖像。兩者都對圖像的質(zhì)量和表現(xiàn)能力有著重要影響，但它們在實現(xiàn)方式、功能和技術上有所不同。

　　基于fpga的圖像的采集與顯示方案

　　針對各個需求，我們再進一步深究其內(nèi)涵。

　　攝像頭信號采集，如何采集、根據(jù)什么采集？根據(jù)攝像頭手冊可知，攝像頭將采集到的模擬信號轉為數(shù)字信號，包括 ：場同步信號、行同步信號、8位并行數(shù)據(jù)信號;這里，簡單解釋下，場同步信號代表- -幀圖像的有效范圍;行同步信號確定有效像素數(shù)據(jù)。在場同步信號以及行同步信號都有效時，數(shù)據(jù)為有效像素數(shù)據(jù)。

　　所以，我們只需要在同步信號有效時，采集這8位并行數(shù)據(jù)即可。

　　圖像數(shù)據(jù)傳輸，從采集到輸出顯示，如何保證不丟幀，不撕裂？ -般來說，由于FPGA內(nèi)部存儲容量有限，會外掛DDR芯片作為存儲擴展;所以，常用的做法是，先通過FIFO進行數(shù)據(jù)緩存，然后寫入DDR ，進行緩存一定幀數(shù)的圖像（通常，項目也會要求xxM大小的緩存容量）。同時， FIFO還能起到跨時鐘域數(shù)據(jù)同步的作用。最后，再從DDR讀出圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)送接口的不同，對發(fā)送模塊設計相應的時序控制。

　　LCD屏顯示，需要我們設計驅動模塊，提供LCD顯示所需的行1場同步信號以及RGB信號。RGB數(shù)據(jù)為565格式。即：R［4:0］G［5:0］B［4：.0］

　　接下來，我們可以初步畫出系統(tǒng)框圖了：

　　根據(jù)系統(tǒng)設計，我們將項目分為以下三個子模塊：

　　1.圖像采集子模塊（接收模塊） image. _capture.v

　　2. DDR緩存子模塊（緩存模塊） ddr top.v

　　3. LCD驅動子模塊（發(fā)送模塊）lcd_ driv.v

　　一》接收一緩存一發(fā)送一

　　fpga圖像采集卡住原因是什么

　　FPGA圖像采集卡卡住的原因可能有多種可能性，以下是一些常見的原因：

　　1. 硬件問題：FPGA圖像采集卡可能遇到硬件故障或連接問題導致卡住。這可能包括電源問題、信號線松動、傳感器故障等。在這種情況下，檢查硬件連接、傳感器工作狀態(tài)等可以幫助確定問題。

　　2. 軟件問題：與FPGA圖像采集卡相關的軟件可能會導致卡住。這可能是由于驅動程序或固件的錯誤、配置問題或操作系統(tǒng)的兼容性問題引起的。在這種情況下，升級軟件驅動程序、重置配置或更改操作系統(tǒng)設置可能有助于解決問題。

　　3. 數(shù)據(jù)流問題：FPGA圖像采集卡的數(shù)據(jù)流可能會受到阻塞或不穩(wěn)定的影響，導致卡住。這可能是由于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)溢出、數(shù)據(jù)傳輸速率不匹配、數(shù)據(jù)處理邏輯錯誤等引起的。仔細檢查數(shù)據(jù)流路徑、數(shù)據(jù)處理邏輯和數(shù)據(jù)傳輸設置可能有助于解決問題。

　　4. 配置問題：FPGA圖像采集卡的配置可能不正確或不完整，導致卡住。這可能涉及FPGA設計中的配置寄存器設置、時鐘鏈路配置等。檢查FPGA設計和配置文件，確保正確配置可能有助于解決問題。

　　5. 資源競爭：FPGA圖像采集卡的資源，如存儲器、通信接口等，可能被多個系統(tǒng)組件同時訪問，導致沖突和卡住。在這種情況下，適當?shù)馁Y源管理和同步機制可能有助于解決問題。

　　具體的原因可能因系統(tǒng)配置、應用程序設計和硬件規(guī)格而異。在調(diào)試和排除故障時，深入了解系統(tǒng)和相關技術，并進行逐步的問題診斷可以幫助找到卡住的原因。

　　編輯：黃飛