雷妍

（西安石油大学电子工程学院，西安 710065）

0 引言

随着电子科技的发展，视频监控技术已经广泛走入人们的生活，得到了各行各业的青睐［1］。视频图像采集的速度快慢和采集图像分辨率大小的问题，都会直接关系到工业的生产效率。常见的图像传感器分为CCD图像传感器和CMOS图像传感器。虽然CCD图像传感器在成像方面要优于CMOS传感器，但CCD传感器具价格昂贵、功耗大，不适合工业化大批量生产［2］。故CMOS图像传感器以其开发周期短、功耗小的特点成功进军工业、监控、航天等领域。传统的方法是对采集的视频图像进行采样处理，以牺牲图像的分辨率为代价来换取较高的控制速度。这样的方式显然不适合与分辨率要求高的场合。近年来，随着集成电路技术的发展，为现场可编程门阵列进入现代电子舞台开辟了新的路径［3］。FPGA不仅具有灵活、方便的可编程能力，而且因其并行处理特性非常适合于高速控制场合［4］。

本文将视频采集中的问题与FPGA自身的优势相结合，对图像传感器的工作原理进行分析，介绍了一种CMOS视频图像数据高效采集的FPGA实现方案。该设计方案选用Intel公司的Cyclone IV系列EP4CE10F17C8芯片，和Omni Vision公司的CMOS图像传感器OV7670，在Quartus II开发环境下采用硬件描述语言Verilog设计了OV7670摄像头驱动电路，完成了摄像投的配置以及数据采集［5］。

1 图像传感器工作时序分析

OV7670传感器内部集成了SCCB接口、图像阵列、时序发生器、A/D转换器、DSP处理器等电路。光源信号照射到图像阵列产生相应的电荷，传输到模拟信号处理器电路，再经A/D转换电路将模拟信号数字化，最后将数字信后传送至DSP处理器变为RGB信号输出。……