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                一種多路圖像采集系統的軟件設計

                發布日期:2011-07-16 08:57:12   閱讀次數:3688

                 工業現場因為環境復雜,實時性要求高,常常需要對一處或多處重要位置同時進行監控,且能夠在需要時切換其中一幅畫面全屏顯示。這就要求設計一種實時視頻監控系統,既能夠滿足工業現場應用的特殊環境,具有體積小、功耗低、可定制的特點,又能夠對多點進行同時采集和同屏顯示以及對其中的一路進行切換。
                  國內現有的視頻監控方案一般是采用CCD攝像頭
                攝像頭
                  攝像頭是一種輸入器件,是用來組成電腦或其他機器的視覺系統的重要部件。攝像頭如今已成為人們日常溝通,視頻會議,安防監控和遠程醫療等活動不可或缺的器材之一。 [全文]
                +視頻解碼芯片(如SAA7113H/ADV7181B)+FPGA
                FPGA
                  現場可編程邏輯門陣列(FPGA, Field Programmable Gate Array),是一個含有可編輯元件的半導體設備,可供使用者現場程式化的邏輯門陣列元件。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可編輯器件的基礎上進一步發展的產物。 [全文]
                /CPLD+DSP
                DSP
                  dsp是digital signal processor的簡稱,即數字信號處理器。它是用來完成實時信號處理的硬件平臺,能夠接受模擬信號將其轉換成二進制的數字信號,并能進行一定形式的編輯,還具有可編程性。由于強大的數據處理能力和快捷的運行速度,dsp在信息科學領域發揮著越來越大的作用。 [全文]
                的模式實現,其中視頻解碼芯片用來對CCD攝像頭采集的模擬信號進行AD轉換,FPGA/CPLD對數據采集進行控制,DSP最終對數據進行處理。這種方法開發周期長,成本高,且可更改性差。
                  本文介紹的系統主要由兩片Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C8Q20818和飛利浦公司的視頻解碼芯片SAA7113H以及外存儲器
                存儲器
                  存儲器是用來存儲程序和數據的部件,有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。它根據控制器指定的位置存進和取出信息。 [全文]
                件SRAM等組成。兩片FPGA分別完成前端圖像的采集和后端數據的處理,視頻解碼芯片完成模擬信號向數據信號的轉換,存儲器件在FPGA的控制下起到數據緩存作用。
                  1 系統描述
                  系統主要分為采集模塊、解碼模塊、數據格式轉換模塊、存儲模塊、UART模塊和LCD/VGA顯示模塊
                顯示模塊
                  用于顯示數據的模塊。 [全文]
                ,如下圖1所示。四片視頻解碼芯片在FPGA1的控制下通過I2C總線
                總線
                  總線是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說,就是多個部件間的公共連線,用于在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。 [全文]
                完成配置和初始化過程,輸出8位與CCIR656兼容的YCrCb 4:2:2格式的視頻數據,同時還包括行同步HS、場同步VS和奇偶場RTS0等信號。由于顯示終端支持的是標準的RGB格式的數據,所以要對視頻解碼芯片輸出的YCrCb 4:2:2格式數據進行轉換。經轉換所得的RGB數據在FPGA2的控制下,配合相應的時序信號,截取要顯示的有效的640x480個像素,乒乓存入兩個SRAM中,并最終在:LCD /VGA顯示模塊的控制下將數據顯示在屏幕上。UART通訊模塊集成在FPGA里,通過PC機的串口
                串口
                  串口是計算機上一種非常通用的設備通信協議,大多數計算機包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設備的通信協議,并可用于獲取遠程采集設備的數據。 [全文]
                發送相應的控制命令,FPGA接收后切換相應通道的畫面。


                圖1 系統結構圖
                (本文轉自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0714/article_2984.html)


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