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随着自动化水平的提高,基于机器视觉的检测系统与实时处理系统在人们的生活中出现得越来越频繁,并广泛应用在公安交通、安全监控、力学试验、工业检测等领域。在目前现有的视觉系统中,大多还是以视觉采集和监控系统为主,能够完成实时视觉算法处理的系统很少,浪费了大量的硬件资源。而在嵌入式系统中,基于FPGA、DSP等处理芯片的处理能力越来越强,尤其是在FPGA中,利用其可并行处理的优势,一些像素级算法完全可以在FPGA中实时完成,如视频编解码、图像滤波、边缘提取等。同时,在资源允许的情况下,FPGA可在一片芯片中复制多路这样的算法结构。可以说,FPGA在提高视觉处理系统实时性方面有着极大的优势。本文在分析现场可编程门阵列(FPGA)结构和工作方式的基础上,指出了应用可编程逻辑器件FPGA进行图像采集与实时处理的优势,用来解决系统实时性的问题。本文针对一款具体型号为OV7725的摄像头传感器,设计了一套实时图像采集和处理系统,该系统采用了Altera公司的Cyclone IV EP4CE15F17C8N系列FPGA作为核心处理芯片来完成对OV7725摄像头的配置和驱动,实时处理图像数据并对图像数据进行实时采集与显示。FPGA凭借数据并行处理能力强、开发周期短及灵活性好等特点,在数字图像处理领域发挥着越来越重要的作用。整个系统包括OV7725摄像头配置与驱动模块、图像釆集模块、图像预处理模块、视频编解码模块、图像存储模块以及VGA驱动模块,整个系统在II Quartus 12.0平台下成功设计并实现该方案。整个系统利用Verilog HDL语言对各个功能模块进行了逻辑实现,尤其是对OV7725输出的视频流进行了RGB888转YCb Cr444算法和YCb Cr422转RGB888算法的HDL实现,对实验结果利用Modelsim,Signal Tap II软件进行了仿真分析。实验结果表明,使用FPGA进行视频图像采集与处理能够有效提高处理速度,满足视频图像处理实时性的要求,具有较高实际应用价值。