随着信息技术的发展和电子设备的普及,图像采集设备的应用越来越广泛,对采集到的图像要求也越来越高;为了获得满足特定需求的视频图像源,人们往往需要定制专用的视频图像采集系统。本文介绍了视频图像采集系统的整体架构,为了获得足以实现图像拼接的视频源,该系统负责输出两路视频图像并支持采集区域的实时调整。随后从系统输入模拟视频源和输出的数字视频信号时序出发,详细地分析了系统的工作控制流程和数据传输流程并分别对视频图像采集系统的硬件单元和软件原型进行了设计。视频图像采集硬件部分的实现主要是对视频解码单元和伺服控制单元的设计,采用SAA7111和AL251芯片将摄像头采集到的隔行模拟视频信号转化为逐行数字信号,并利用Altium Designer实现了视频解码板原理图和PCB的绘制;摄像机标定模块和步进电机实时电控模块实现了双路摄像头位置多自由度的实时调整功能。同时,为了验证视频图像采集硬件单元输出数据的准确性,对软件视频激励生成器进行了设计并根据输出时序进行了断言验证;为了提高采集图像的质量,对随机脉冲噪声特点和图像滤波方法进行了研究,提出了一种基于开关型加权中值滤波的随机脉冲噪声去除算法,该算法具有较好的噪声检测能力,既能有效地滤除图像中的随机脉冲噪声又能较好地保护图像边缘和细节;为了验证视频采集系统通信模块功能的正确性,自行开发验证组件搭建了基于UVM(Universal Verification Methodology)方法学的验证平台,采用scoreboard实现自动检查验证环境,通过顶层随机化的事务级激励实现了对功能覆盖率的统计,调整激励使代码覆盖率和功能覆盖率都达到100%。