基于DSP+FPGA的实时视频采集系统设计

2019-08-01 16:51发布

 0 引言
  图像是自然生物或人造物理的观测系统对世界的记录,是以物理为载体,以介质来记录信息的一种形式。图像信息是人类认识世界的重要知识来源。据学者统计,人类所得的信息有80%以上是来自眼睛摄取的图像。而事实上,这种静态的图像已无法满足人们对视频信息的要求。随着人们对视频数据的要求越来越高,高清晰、实时性视频数据量越来越大,视频的实时处理难度也在逐渐增大。本文给出了一款基于DSP+FPGA的嵌入式实时视频采集系统的设计方法,该系统可以广泛应用于关系公共安全的场所,如银行、机场、车站、商场等。
  1 实时视频采集系统结构
  常见的视频采集系统主要有两种:一种是基于单处理器(单片机、ARM等)的视频采集卡,特点是结构简单,易于实现,缺点是无法实时地对视频数据完成处理,需要使用外部处理器来完成特定的视频处理算法,因而成本高,升级维护难度大;另一种是基于主从处理器(ARM+DSP,FPGA+DSP等)的嵌入式视频采集卡,特点是系统高度集成,易于维护升级,可以满足视频采集的需求,同时可以完成特定的视频算法,成本较低。因此,本文给出了一种基于DSP+FPGA的嵌入式视频采集系统设计方案。其系统结构框图如图1所示。

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8条回答
chenci2013
2019-08-02 10:59
 为了保证视频采集系统的实时性,该系统使用双RAM的乒乓机构。乒乓操作在FPGA时序设计中的使用十分广泛,是一种典型的以面积换速度的设计思想。这种结构是将输入数据流通过输入数据选择单元等时地将数据流分配到两个数据缓冲区。在第1个缓冲周期,将输入的数据流缓存到数据缓冲模块1上;在第2个缓冲周期,则通过输入数据选择单元的切换来将输入的数据流缓存到数据缓冲模块2,同时将数据缓冲模块1缓存的第1个周期的数据通过输出数据选择单元的选择后,送到运算处理单元进行处理;此后在第3个缓冲周期,再次切换数据的输入与输出缓冲模块。如此循环,周而复始。其具体状态机如图4所示。



  系统中的通信模块主要是在DSP处理完数据后给FPGA发送一个信号,以通知DSP处于空闲状态,当FPGA内部模块收到后,再将数据传输到DSP上。

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