基于FPGA视频图像处理的分析

曹昊

摘要：在当前的发展阶段下，科技快速发展，在这个过程中图像处理技术也取得了很大的进步，更快的图像处理速度，更高的清晰度以及更好的色彩成为图像处理领域的永恒追求。在对图像处理技术进行研究时，需要重视信息技术信息方法的融合以及应用，从而全面提升视频图像处理的各项指标，使技术能够获得持续的进步。目前来看FPGA视频图像处理技术在实际使用的过程中表现出了比较突出的优势，能够进一步提升视频图像锤过程中的可靠性以及稳定性，符合当下对于视频图像处理的要求，因此需要对FPGA视频图像处理技术进行深入分析，从而更好总结应用FPGA视频图像处理技术的要点。

关键词：FPGA：视频图像：处理

FPGA视频图像处理技术本身具有效率高，稳定性强的特点，但是在实际使用的过程中也有多种因素会影响图像处理的效果。因此在使用该技术的过程中，需要对图像处理的内容进行细致的分析，规划好处置的技术策略，科学的评估图像处理的效果，从而进一步提升相关技术应用的科学性与合理性，充分发挥出FPGA视频图像处理技术的优势，这对于图像处理任务的完成以及图像处理技术的进步具有重要的意义。

1 FPGA视频图像处理技术概述

在对视频图像处理技术进行研究的过程中处理的策略以及处理的方法是研究的重点。目前随着信息技术不断发展成熟，视频图像帧格式以及FIFO缓存，被广泛的应用于图像处理领域，使得图像处理的水平得到很大的提升，图像处理技术体系也进一步完善。FPGA视频图像处理技术的提出以及应用建立在已有技术框架的基础上，是对现有技术体系的拓展延伸，FPGA视频图像处理技术的优势在于，能够保证较为持久稳定的图像处理过程，并具有很强的适用性。从FPGA视频图像处理技术的实际使用情况来看，该图像处理技术在运行的过程中主要基于帧间差分法以及同步的FIFO缓存设计，这两项技术的结合，能够有效的解决传统图像处理技术的一些弊端，在很大程度上提升了图形处理过程中的亚稳态，并较好的解决了异步信号处理等时序性问题，具有比较好的使用效果。

2动态目标检测系统构架

与传统的图像处理技术相比FPGA视频图像处理技术在实际使用的过程中展现出了诸多优势，能够较好的满足实际使用的需求。但是从技术自身发展的角度来看，其自身的构架还有很大的优化空间，在使用技术的过程中，如果仅按照固定的处理策略以及处理方法，将无法达到理想的使用效果，甚至会导致图像质量损失严重。而动态目标检测系统构架就是一种基于不同处理对象的系统构架，在使用的过程中，能够根据处理对象的不同，采取不同的图像处理方法策略，保证图像处理的效果。

从动态目标检测系统构架对于FPGA视频图像处理技术改善情况来看，在系统构架运行的过程中，通过应用视频采集模块、视频图像缓存模块、数据视频检测模块来实现对视频图像类别的判定，通过三个模块的协同运作，能够综合提升视频图像的处理效果，并有效提升内部处理策略的灵活性，改善了由于单一策略方法所导致的图像处理质量问题，在实际的使用环节中，表现出了较好的使用效果。在硬件平台运行的过程中，FPGA视频图像处理芯片能够对所接收到的模拟视频信号进行分析，结合TVP5150解码芯片，将模拟信号转化为数字信号，在此基础上对图像信息进行高效处理，在应用FPGA视频图像处理技术的过程中，采集模块首先会对图像视频的信息进行采集，依托于高效的采集与数据分析，从而实现动态目标检测的效果，同时检测的过程具有较高的可视化水平，能够满足使用人员的要求，进一步提升技术应用的效果。

3 FIFO缓存与帧差法设计

在使用FPGA视频图像处理技术的过程中，需要从实际的使用需求以及使用条件出发，加强对技术的调整优化，通过将FIFO缓存与帧差法应用于FPGA视频图像处理技术中能够进一步提升图像处理的效率，并改善图像处理的质量。在使用FIFO缓存与帧差法的过程中，视频图像的信息会通过转码芯片传输到FPGA视频图像处理芯片中，芯片能够依托FIFO缓存与帧差法对视频信号的频率进行有针对性的调整，例如，该系统利用VPIN_LLC分频时钟clk_675将亮度信号（灰度数据信号）单独提取出来写入FIFO做处理，实现这一点的前提是能够对相关的信号进行准确的判断，分析出相关的信号是否为有效信号。在实际应用的过程中可以通过综合性的VHDL程序代码写状态FSM、EVA信号的分析，确保所获得信号具有较高的准确性，从而改善相关技术的使用效果

4 Chipscope在线逻辑分析

在当前的发展阶段下，随着信息技术的发展，图像处理技术也有了很大的进步。目前的图像处理技术具有更为丰富的功能以及更强的拓展性，在实际使用的过程中展现出了良好的使用性能。Chipscope在线逻辑分析主要被用于对图像的检测与分析纯，从而更好的对图像信息进行判读，在此基础上不断提升图像处理技术的针对性，在提升图像处理效率的同时，改善图像处理的质量，这对于图像处理技术进一步发展完善具有重要的意义。

Chipscope在线逻辑分析的优势在于能够对系统处理图像的效果进行检测分析，从而为完善处理策略提供了基础。在使用的过程中，需要针对系统内部的节点以及信号等进行详细的分析，全面的了解系统的运行情况，无论是对于嵌入式的硬件，还是软件都可以应用Chipscope在线逻辑分析功能，从而完善系统设置。比如可以应用Chipscope在线逻辑分析对图像信号的实时波形图进行分析以及调整，此外Chipscope在线逻辑分析还能对视频输入信号VPIN，缓存FIFO输出douf等进行检测分析，从而进一步视频图像处理技术实际的使用效果。

参考文献：

[1]阳斌，谢亮，金湘亮.基于FPGA的实时图像采集与显示系统设计[J].中国集成电路，2021，30（11）：61-64+72.

[2]查志勛. 基于FPGA的实时边缘检测系统研究[D].合肥工业大学，2021.

[3]王博. 基于FPGA的视频信号处理的应用[D].山东大学，2016.