高帧率视频广泛运用于安防监控、工业生产、军事侦察等多个领域,但国内在这一领域的技术开发还不是很成熟,因此研究高帧率视频系统意义重大。本文侧重在高帧率相机的关键技术研究及实现。基于柯达公司的KAI0340 CCD(Charge Coupled Device)图像传感器,本文研究了图像传感器的时序逻辑与高速驱动、高速模数转换电路模块与FPGA高速接收等关键电路的设计与实现,高帧率相机系统中无损压缩算法与FPGA实现等关键技术,最后实现了该高帧率视频相机。研究内容如下:高帧率视频系统主要包括:高帧率视频系统硬件设计、高速传输接口设计、无损压缩算法设计。高帧率视频系统硬件设计主要包括电源模块设计、驱动时序模块设计、模数转换模块设计。电源模块主要负责各个电源方案的实现,本系统涉及的电源电压种类多而且压差大,驱动时序生成模块包括FPGA时序逻辑和高速驱动电路,模数转换模块主要完成模数转换器AD9928外围硬件电路设计及其相关相关寄存器的配置。高速传输接口电路设计模块包括传输数据,部分数据处理和控制下位机等电路。本系统采用Camera Link接口进行图像数据传输,在计算机端配置专门的图像采集卡进行图像数据接收。数据处理部分主要包括数据的串并转换,同步字的提取,以及时序约束。下位机的控制通过RS422串口进行,主要实现对模数转换芯片的相关配置、图像传感器芯片的相关时序控制和FPGA中寄存器值的读写。为降低数据量以提高信道传输效率,充分利用BWT变换的高效数据聚类能力和LZW算法对相同连续片段数据的较好压缩能力,本文研究了基于BWT(Burrows-Wheeler Transfer)变换和LZW(Lemple-Ziv-Welch)编码相结合的数据压缩方法。该压缩算法在MATLAB和FPGA平台上分别进行了仿真与实现。系统实现测试结果表明,本文提出的设计与实现方案是可行的。