提取图像边缘是图像处理类算法的基础,对于图像边缘提取具有重大意义。现如今视频图像数据朝着高分辨率、高帧数的方向发展,这就大大增加了图像数据量,处理难度也大大提升了。传统的软件处理由于是串行结构处理的方式,处理速度有限,在一些对于处理速度要求较高的图像处理的场合难以保证较高的可靠性与实时性。FPGA技术脱颖而出,因其并行处理方式与流水线结构,可完成针对大量图像数据的高速处理,较高的处理速度保证了图像数据处理的实时性,FPGA技术在图像数据处理领域的应用将是一往无前的。本设计采用CycloneⅣE系列的FPGA主控芯片以及verilog HDL硬件描述语言,将摄像头OV5640采集的视频图像彩图画面以640×480分辨率、40帧/秒进行图像数据的实时边缘检测算法处理,最终将提取的视频图像边缘通过百兆以太网发送到上位机进行实时显示。该基于FPGA的视频图像边缘实时检测系统可应用于动态特征识别领域,例如一些对图像帧数要求较高的人脸识别、交通道路上号牌识别等场合。本设计主要FPGA实现模块有IIC协议驱动以及配置、图像数据采集及转换、图像边缘检测、SDRAM控制器、图像数据封装、UDP协议上传。所需外设有摄像头OV5640、SDRAM外部存储器、上位机,其中上位机需要由RJ45水晶头也就是网线在PHY芯片(以太网MAC层与PHY芯片接口为MII接口)支持下与FPGA相连接。本系统的特点在于将传统的Sobel边缘检测算法的处理矩阵模板进行了矩阵系数的改进,同时对图像噪声进行滤波处理,最后将检测到的边缘图像通过以太网多层协议(底层为UDP协议)发送到上位机进行了实时显示,该与上位机的联网操作是为了以便进一步完成后续图像处理算法,利用传统软件或者FPGA做进一步处理均可,可操作性强。