视频处理的应用范围非常广泛,主要包括消费类电子、视频监控、远程医疗和视频会议等领域。目前视频处理算法主要通过软件实现,随着新需求的提出,如实时压缩高清视频,即使最为强大的单片DSP芯片也难以实现。另一方面,FPGA性能优越,资源丰富,采用平行处理方式,在视频处理领域具有很大的优势。随着深亚微米工艺和大规模集成电路技术的发展,使得一般嵌入式研发人员利用SOPC技术构建基于单个芯片的视频采集及处理系统成为可能。SOPC具有设计灵活、可裁剪、可扩展、软硬件在系统可编程等优点。而IP核是SOPC的基础。鉴于此,本文提出设计基于PLB总线的视频预处理IP核,用户可以方便地将该IP核添加到视频采集及处理系统中,用硬件实现视频的预处理算法,达到硬件加速的目的,大大提高系统的整体性能。　　 本文首先介绍视频处理基础方面的知识,接着详细介绍视频预处理IP核的硬件逻辑设计,包括行解码、4:2:2转4:4:4、YCbCr转RGB、VGA时序信号发生、行缓存和缓存控制逻辑模块等。特别地,本文以边缘检测作为视频预处理算法的一个实例,详细介绍如何用System Generator工具在Simulink环境中设计LOG滤波器,并进行硬件仿真,生成Verilog代码。最后,设计了三种不同的测试方法。以Xilinx公司大学计划XUP Virtex-Ⅱ Pro开发系统作为视频预处理IP核的测试平台,测量视频预处理IP核对-帧分辨率为720×576的工件灰度图像进行边缘提取所需时间；及相同条件下在MATLAB和VC++6.0中用软件的方法实现所需时间,并比较、分析测量所得的数据。实践证明,本设计的视频预处理IP核实现了视频预处理算法的硬件加速,达到实时处理视频的目的,具有较高的实用性,将在各种视频采集及处理系统中得到广泛应用。　　 本设计具有以下创新点：⑴相对于别的以硬件逻辑的形式实现视频采集及预处理,本设计提出以IP核的形式实现,以达到IP复用的目的。这样可以提高设计能力、节省研发人员、缩短产品开发时间,更好地利用现有的技术,降低成本。⑵采用新的FPGA开发技术,利用System Generator工具设计并实现视频预处理算法。⑶利用本设计的视频预处理IP核及SOPC技术构建基于单个FPGA芯片的视频采集及处理系统。