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4.2 软件开发流程 18
4.3 视频字符叠加设计 20
4.3.1 电视基础知识 20
4.3.2 字符叠加原理 23
4.3.3 LM1881同步信号去抖动 24
4.3.4 DPRAM数据的读与写 25
4.3.5 叠加程序的设计 27
4.4 本章小结 29
5 ARM调试与设计 30
5.1 引言 30
5.1 点灯实验 30
5.2 RTC实时时钟实验 32
5.2.1 STM32 RTC实时时钟 32
5.2.2 软件设计 35
5.3 本章小结 37
6 系统调试 37
6.1 引言 37
6.2 字符叠加模块的调试 37
6.3 控制模块的调试 39
6.4 本章小结 39
结 论 41
致 谢 42
参 考 文 献 43
1 绪论
本次毕业设计的课题是：基于FPGA的多路视频字符叠加的实现。随着电视监控系统在各个领域的应用日趋广泛，视频字符叠加技术得到了迅速的发展。目前，视频字符叠加技术已经应用于电视系统、图像识别系统和监控系统等方面。
1.1 研究背景及意义
近年来，随着视频监控的广泛应用，其市场在不断的扩大，从原来的公共场所，例如：银行、商店、公交车、医院等，扩展到了私人场所，例如：居民房屋，可谓是日益普遍，而在监控系统中字符的显示（OSD）是不可缺少的一部分，以前采用专用的IC来实现，例如：UPD6453、MB90092等，但都有不足的地方，例如：成本高、只能显示英文、字库容量小等。本系统采用Actel Flash 架构的FPGA实现视频字符叠加的功能，能够在原来的视频图像上叠加用户所需要的文字或图片信息，具有低成本、高可靠性、灵活性等特点[1]。
视频字符叠加是在视频信号中混入字符或简单图文信息，从而在屏幕的特定位置上与图像信号同时进行显示的一项技术。这项技术是应用电视技术中的一个重要领域，在应用电视系统中和监控系统中发挥着重要的作用。在摄像机的套件中可用于显示录像带的计数、时间、日期和简短信息，也可用于在电视屏幕上显示频道号、时间和台标等[2]。
在电视监控系统中，往往需要知道所显示的图像是在什么时间、什么地点发生的，特别是在监控点较多，而各监控点的背景图像又相似的情况下，如果能在图像上叠加相应的汉字信息将更方便。此外，对于自动录像系统回放图像时，如果能在图像上叠加摄像的确切日期和时间则将非常实用。视频字符叠加技术已经是应用电视技术的一个重要分支，在该系统中发挥着重要的作用[3]，有着重要的研究意义。
1.2 发展概括和主要技术手段
就视频字符叠加器的软件工作原理和硬件电路结构来看，它经历了如下三个发展阶段：
第一阶段称为“图解显示控制”阶段即GDC阶段。在这个阶段里，各个部分所要求的严格的时序关系是通过中小规模数字集成电路来实现的。并将由电路生成的字符信号同原电视信号在预设的时序关系上混合，然后显示在屏幕上。上面提到的由电路生成字符信号又有两种方法[4]：
一是“文本方式”：该方式通过专用字符发生器实现，它是一种专用的ROM，常用的有MK36000、MCM6670P、8678、MN1217A等。它们将字符或数字以点阵的方式存入存储器中，在外输入对应的地址后便能输出相应的数据信号。这种方式的缺点是一旦选定了某种器件，所显示的字符也就确定了，缺乏灵活性，且不能显示图形。