基于FPGA的遠程圖像采集系統設計
—— Design of Image Acquisition System Based on FPGA
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引言
本文引用地址：http://www.104case.com/article/99680.htm圖像信息的獲取和傳輸是圖像處理系統的重要組成部分，直接影響圖像處理系統的性能。圖像信息的采集包括對圖像數據、各種附帶參數信息以及狀態控制信號的采集，一般圖像信號和狀態參數信號以及控制信號是獨立產生的，因此需要設計一種系統能夠將外部設備產生的圖像數據和狀態控制信號同步采集，并能長距離高速傳輸，綜合考慮到圖像采集系統所要求的實時性，可靠性，以及FPGA在數字電路的設計中的優勢，為此本文討論了一種利用FPGA實現基于LVDS的圖像數據采集傳輸技術。
系統設計
高速圖像數據的采集傳輸系統如圖1 所示，主要包括圖像數據源的形成、數據信息的處理和緩存以及幀數據的轉發三部分。其中，圖像數據源的形成過程中，成像設備作為圖像數據的來源，它為系統提供高分辨率的可見光和紅外圖像，考慮系統的實時性和高可靠性因素，采用LVDS傳輸接口實現數據長距離高速傳輸，解決了傳輸瓶頸問題，圖像數據在進入FPGA之前需通過數據格式轉換接口(采用MAX9218實現)將串行的數據轉換為并行數據并緩存。
數據信息的處理由協處理器FPGA完成，主要包括圖像數據及相關參數信息的采集、緩存、組幀和圖像數據的轉發。其中圖像數據的組幀過程最為復雜， FPGA根據圖像源中幀同步、行同步、圖像選擇信號接收解串圖像，存儲至緩存區，并將圖像附帶的參數信息寫入緩存后部，經組幀狀態機形成所需的圖像數據幀。
圖像數據幀形成后，轉發存儲至乒乓結構的幀存儲器，其容量為：512×512×8bit=2Mb。同時硬件邏輯自動將圖像和配套參數信息數據通過LVDS圖像發送接口發送至數據鏈，圖像數據再次以串行的LVDS方式傳輸到后續設備進行處理。
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