FPGA-Video-Capture 开源项目教程

2025-04-18 20:57:56作者：何将鹤

1. 项目介绍

本项目是基于紫光同创 FPGA 和 YOLO 模型的多路视频采集与识别系统，荣获2023集创赛紫光同创杯一等奖。该项目使用 HDMI、双目 OV5640 作为输入，通过 HDMI、PCIe、以太网进行输出。FPGA 负责对输入视频进行双线性插值算法缩放，并采用 AXI 仲裁架构实现四路视频的缓存。上位机开发基于紫光同创 Linux PCIe 驱动，使用 gtk 和 ffmpeg 进行视频接收，同时能够调用 YOLO 模型进行视频识别。

2. 项目快速启动

环境准备

紫光同创 FPGA 开发板
紫光同创 Linux PCIe 驱动
gtk 图形库
ffmpeg 库
YOLO 模型

FPGA 设计

首先，你需要将以下代码片段添加到你的 FPGA 设计项目中，该代码负责实现视频缩放和缓存功能：

// 示例代码：FPGA 视频缩放和缓存
module video_capture(
    input clk,
    input reset,
    // 其他必要的输入输出信号
);

// 你的代码逻辑

endmodule

上位机开发

接下来，你需要在上位机上安装并配置 PCIe 驱动。然后，使用以下示例代码片段创建一个简单的视频接收和显示程序：

// 示例代码：上位机视频接收和显示
#include <gtk/gtk.h>
#include <ffmpeg/ffmpeg.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 初始化 GTK 和 ffmpeg
    gtk_init(&argc, &argv);
    ffmpeg_init();

    // 创建窗口、视频显示组件等

    // 主循环
    gtk_main();

    return 0;
}

模型调用

最后，你需要在上位机程序中调用 YOLO 模型进行视频识别。以下是一个简单的模型调用示例：

// 示例代码：YOLO 模型调用
void detect_video_frame(YOLO_model *model, AVFrame *frame) {
    // 将视频帧传递给 YOLO 模型进行识别
    // 输出识别结果
}

3. 应用案例和最佳实践

在实际应用中，你可以使用本项目作为视频监控、无人驾驶车辆、智能交通系统等领域的视频采集与识别解决方案。最佳实践包括：

确保使用高质量的视频输入源，以提高识别准确率。
优化 FPGA 设计，减少资源占用，提高系统运行效率。
在上位机程序中实现用户友好的界面，方便用户操作。

4. 典型生态项目

以下是一些与本项目相关的典型生态项目：

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