一种基于 ZYNQ 的视频采集处理系统

来源：计算机技术与发展杂志2022年第11期北京时间：

作者：魏洪健;徐琦琳;张瑛;孙科学;'*

单位：1. 南京邮电大学 电子与光学工程学院,江苏 南京 210023;2. 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室,江苏 南京 210023

摘要：针对当前基于 ARM 与 DSP 的图像处理框架存在的带宽低、速度慢的问题,提出了一种 ARM+FPGA 异构的 ZYNQ-7020 芯片作为主控的视频实时处理框架。 该系统由 500 万像素级别 CMOS 摄像头 OV5640 采集 1 280伊720 分辨率下 60 帧图像数据,处理后通过 HDMI 高清接口进行输出。 系统搭建了三种图像滤波处理,图像边缘检测及增强,形态学腐蚀与膨胀等图像预处理算法模块,均采用流水结构最大化处理速度以保证视频信息的实时性,封装为通用视频接口 IP 核,有较好的可移植性与扩展性。 同时系统集成了 RTL8211E 路由芯片,可通过 UDP / IP 协议对内部算法模块进行控制,切换实时输出的算法通道。 搭建 Vivado 与 Modelsim 联合仿真环境,对系统的实时性及算法有效性进行验证。 结果表明,系统可完成对图像的实时采集、处理、输出功能,可很好地抑制摄像头前端采集时产生的噪点,相比传统 ARM 端图像处理速度有较大的提升。

关键词：ZYNQ;ARM 处理器;图像预处理;实时视频处理;现场可编程门阵列