視頻輸入模塊的結構示意圖如圖6所示。經過灰度變換YcrCb4：2：2格式視頻信號在像素時鐘控制下輸入FIFO緩沖器。彩條測試信號模塊在系統測試時，給出一個非常簡單的測試信號，可以模擬為信號源，以方便系統的調試。色度轉換模塊將YCrCb格式轉換為RGB格式，并把其值寫到FIFO緩沖器中。Avalon DMA把圖像數據寫到系統存儲器(SDRAM)中，當完成一幀圖像需寫操作時，給Nios II處理器一個中斷信號。

在色度空間的轉換模塊中，采用FPGA片內的資源，利用MegaCore構造一個乘加器件完成運算。根據轉換矩陣中YUV的比例關系，將信號放大一定的倍數，使其接近一個整數值。YUV信號的最大值為255，但是10 bit DATA可以接收1 023亮度等級的調節，所以這個比例可以放大4倍左右(如果超出1 023就按1 023的等級計算)。根據反復實驗最后得出，按照如下的運算規則最接近轉換矩陣：

　　4 Nios II系統的生成

　　用SoPC Builder可以進行系統模塊硬件設計和底層軟件生成。進行硬件模塊設計時，SoPC Builder提供了圖形化配置界面，備有一些常用外設的IP模塊，如SDRAM、Flash RAM、UART、Interval timer、Parallel I/O等。Nios II軟核所含的組件如圖7所示。

　　在SoPC Builder自帶的IP核庫中并沒有I2C配置模塊、視頻輸入模塊和LCD controller模塊的IP核，這些模塊是根據寄存器特點以及功能要求自行設計的，并以IP核的形式通過Avalon總線連接到SoPC系統上。在建立了基于Nios II處理器的SoPC系統后，需要進行一些系統設置才能生成最終的Nios II系統。因此，系統配置除了對外設設置外，還包括啟動程序、中斷向量表、系統啟動地址等的設置。

　　本文介紹了基于SoPC技術的視頻采集方案以及對視頻信號進行灰度直方圖統計及灰度均衡化的實現。該方案結合SoPC技術在軟硬件可裁剪、可升級、可擴充等優點，大大縮短了系統整體設計周期，有很好的應用前景和科研價值