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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

fpga（field－programmablegate array），即现场可编程门阵列，它是在pal、gal、cpld等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（asic）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

利用硬件并行的优势，fpga打破了顺序执行的模式，在每个时钟周期内完成更多的处理任务，超越了数字信号处理器（dsp）的运算能力。著名的分析与基准测试公司bdti，发布基准表明在某些应用方面，fpga每美元的处理能力是dsp解决方案的多倍。在硬件层面控制输入和输出（i/o）为满足应用需求提供了更快速的响应时间和专业化的功能。

cmos光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压）信号，信号读取十分简单；ccd图像传感器仅能输出模拟电信号，输出的电信号还需经后续地址译码模数转化图像信号处理器处理，需提供3组不同的电源和同步时钟控制电路，集成度非常低。

由于cmos图像传感器的应用，新一代图像系统的开发研制已经得到了迅速发展，并且随着经济规模的形成，其生产成本也得到了降低.高集成单芯片cmos图像传感器使有关图像的应用更容易实现. 增加和改善了许多功能，如自动增益控制、自动曝光控制、伽玛校正、背景补偿和自动黑点校正。所有的彩色矩阵处理功能都被集成在芯片上cmos集成度高，将会在功耗、大小、系统及成本上有竞争优势.带cmos图像传感器的手机价格低，使用方便，同pc机结合可进行编辑，配合高性能的打印机以及计算机上网的普及，市场需求量会快速增长。

2. 研究的基本内容

基于fpga的特性，并结合coms型v7670摄像头，通过quartus设计软件和modalism仿真程序，设计出对图像的实时采集和处理的系统，要求时序设计合理，使得数据采集和处理的速度达到要求，通过图像处理的基础算法，将采集到的图像和视频进行处理，再根据vga显示原理，将结果实时地显示在液晶显示器上。

具体内容包括：采集系统方案的设计、元器件的选型、模型的设计与仿真、算法分析与软件设计、系统的制作与调试以及数据测试等工作。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本文对基于fpga的特性和cmos类摄像头的图像采集原理进行系统设计。在合理选择器件的基础上，着重分析系统的设计及实现方法。

（1）首先，对fpga和ov7670的简单应用进行学习。

（2）重点分析fpga在高速信号处理时所需要解决的问题和图像传输处理实现方法。

4. 参考文献

[1]宋词.基于fpga的实时图像处理的研究[j].信息与电脑(理论版),2018(24):174-175 178.

[2]毛菲菲,王正彦,张斌.基于fpga的vga显示技术在dds信号发生器中的应用[j].青岛大学学报(工程技术版),2018,33(03):138-144.

[3]申中杰,王素珍,胡安峰,宗卫华.基于fpga的vga多幅图片动态显示系统[j].单片机与嵌入式系统应用,2018,18(01):52-56.