文献综述及主要参考文献
1.研究现状
图像采集系统广泛应用于许多行业领域。陈丰饶等在基于FPGA的CCD图像采集系统在木板色选中的应用[[3]]中介绍了一种图像采集系统的设计方案，并将其运用于木板的色选系统中来判断木板颜色的深浅；吴智宁等在高质量城市街景图像采集系统与应用[[4]]中提出了一套高质量图像采集处理系统,用于支撑三维城市的快速建模；乔永征等在基于OV7620和FPGA的图像采集系统设计[[5]]中利用CMOS数字图像传感器以及FPGA芯片为微型飞行器完成空中侦察设计了一套可应用于狭小环境的图像采集系统。这些系统的实现无不彰显了FPGA
作为图像采集系统的芯片的优越性。然而国产作为图像采集系统性能保障的FPGA芯片以及图像传感器核心技术较之美国，日本差距较大。但是国内正在大力发展相关技术突破这些瓶颈，争取缩小与他们的差距。
对于一般的基于FPGA的图像采集系统，整个采集系统主要包括以下5个模块:时钟驱动模块、图像采集模块、图像格式转换模块、SDRAM控制器模块和VGA序列控制模块[[6]]。每个模块都集成在FPGA中，并通过编译环境中的Verilog语言实现了全面的集成。
时钟驱动模块主要负责向图像传感器发送配置信息，包括曝光、RGB增益、行大小和列大小，实现图像传感器的参数配置，驱动图像传感器收集环境信息，并将采集的数字视频数据流传输到FPGA。配置是通过I2C总线协议实现的。
图像采集模块通过在DE2上的GPIO获得图像传感器输出端口的数字视频信号，其中主要包括:帧有效信号、行有效信号和像素信号，即图像捕获模块的输入端口信号。图像采集模块通过帧和行有效信号判断收集有效的像素，然后输出主要包含的像素信息:行/列数值，即像素位置、有效像素标记和像素值，即图像捕获模块的输出端口信号。
图像格式转换模块将图像传感器传来的其他格式下的数据转换为VGA顺序控制模块的RGB显示格式。
SDRAM 控制模块将对格式转换模块输入的图像数据进行缓存，其存在于图像转换模块和VGA顺序控制模块用于解决前端和后端之间速度不同的问题。
VGA时序控制模块将暂时存储在SDRAM中的视频数据传输到显示器进行显示。通过不断的行扫描和帧扫描完成图像的显示。
通过对各个模块的verilog HDL实现,并将各个模块进行整合，将程序下载到FPGA开发板，连接好硬件，进行测试，即可得到基于FPGA的图像采集系统。
2.发展趋势
随着图像采集系统各模块的元器件以及与之配套的技术也得到了迅速的发展，图像采集系统在实用性、商业应用中取得了很大的进展。许多图像采集系统已经得到实际应用。但是高质量高速的实时采集系统的实现也有较大的难度，还是研究者奋斗的目标。未来的研究的热点主要有以下几个方面。
2.1系统的小型化
随着某些领域对系统的小型化甚至微型化的要求不断提高，例如不断变轻变薄的手机图像采集以及军事侦察等对体积、重量严苛要求。图像采集系统的小型化变得越来越重要。实现这一目标可从电路及元器件的集成，元器件的小型化着手。
2.2图像的实时性
图像的实时性在日常生活中常用于数码相机，视频电话，视频会议等。因此，图像的实时性是非常重要的参考指标。在一些对延迟要求很高的应用中，实时性决定了整个系统的性能优劣。
2.3图像的高速获取
在对一些高速运动的对象的图像获取中，若图像获取采样速度跟不上，则获取到的图像将会有拖影，模糊等问题。这些问题极大的影响了图像的成像质量。图像的高速获取对整个系统各个模块都提出了很高的要求，比如图像传感器的采集频率，SDRAM的存储、读出速率，显示器的刷新率等。
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参考文献
- 宋宇,刘彬,耿益营.基于FPGA的实时图像采集系统[J].长春工业大学学报,2016,37(06):565-569.
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