[实用新型]摄像头视频处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及摄像机视频图像处理系统，特别涉及一种基于DSP+FPGA结构的摄像头视频处理装置。

背景技术

随着安防产品市场对摄像头产品的性能要求越来越高，在传统技术越做越精深的同时，应用小波图像处理算法来处理摄像头视频信号的装置也在发展，小波分析是近年迅速发展起来的新兴学科，能自动适应视频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节.目前许多小波算法的软件实现已经很成熟了；同时应用小波图像处理算法来处理摄像头视频信号的装置也在发展，随着数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列器件(FPGA)的发展，采用DSP+FPGA的数字硬件系统显示出其优越性，可以把二者的优点结合在一起，兼顾速度和灵活性，而硬件装置采用的电路结构决定了其性能优劣。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现状，提供一种基于DSP+FPGA结构的摄像头视频处理装置，本实用新型是通过下述技术方案实现：一种摄像头视频处理装置，包括数字信号处理芯片、现场可编程门阵列及辅助电路组成，辅助电路包括同步动态存储器、先进先出器件、A/D电路、闪存；其特征是，数字信号处理芯片和现场可编程门阵列之间还包含一条数据线3、一条地址线4和一条控制线5；数据线3两端分别连接数字处理芯片的DATE端口和现场可编程门阵列的F1端口；地址线4两端分别连接数字处理芯片的DR端口和现场可编程门阵列的F2端口；控制线5两端分别连接数字处理芯片的CON端口和现场可编程门阵列的F3端口。

DSP和FPGA自带有RAM，用于存放处理过程所需要的数据及中间结果，Flash ROM中存储DSP执行程序和FPGA的配置数据，FIFO器件则用于实现信号处理中常用的一些操作，如延时线、顺序存储等。

DSP+FPGA结构最大的优点是结构灵活，有较强的通用性，适合于模块化设计，从而能够提高算法效率；同时其开发周期较短，系统容易维护和扩展，适合实时信号处理；所以本方案就是基于DSP+FPGA结构来设计摄像头视频处理装置。

数字图像处理的目的就是对数字化后的图像进行某些运算或处理，以提高图像的质量或达到人们所要求的预期结果。由于图像是二维信号，因此，基于DSP+FPGA结构摄像头视频处理装置会得到更好的处理效果，从而提高摄像头的性能。

附图说明

图1是摄像头视频处理装置结构示意图并作为摘要附图。

具体实施方式

摄像头视频处理装置由DSP数字处理芯片1和FPGA现场可编程门阵列2及辅助电路组成，辅助电路包括SDRAM同步动态随机存储器、FIFO先进先出器件、A/D电路、闪存(FLASHROM)；DSP数字处理芯片1和FPGA现场可编程门阵列2之间还包含一条数据线3、一条地址线4和一条控制线5；数据线3两端分别连接DSP数字处理芯片1的DATE端口和现场可编程门阵列2的F1端口；地址线4两端分别连接DSP数字处理芯片1的DR端口和FPGA现场可编程门阵列2的F2端口；控制线5两端分别连接DSP数字处理芯片1的CON端口和FPGA现场可编程门阵列2的F3端口。

外围电路辅助核心电路进行工作；DSP和FPGA各自带有RAM，用于存放处理过程所需要的数据及中间结果；FLASH ROM中存储DSP执行程序和FPGA的配置数据。FIFO器件则用于实现信号处理中常用的一些操作，如延时线、顺序存储等。

存储器的设计首先要考虑存储器的速度、类型、容量是否能满足运算要求以及性价。比如何；系统中扩展外部存储器，SDRAM用来在算法运算过程中对图像数据的缓存与PCI33兼容的SDRAM控制器最多可以设置为四个地址空间相连的SDRAM存储块，每个存储块的大小可为16～128MB，每个存储块都可以独立配置，并且与邻近块连续而不必考虑存储块的大小和位置，这使得内核可以把所有SDRAM都看作有单一和连续的物理地址空间。

模/数转换部分：高速A/D变换对采集到的信号数字化后，将模拟图像信号转换为数字图像信号，存入图像存储器中；A/D变换器采用AD9042，其最高采样频率可达40MHz，精度为12位，输入信号范围为±2V；FPGA现场可编程门阵列2系统采用Xilinx公司的SpartanII系列的FPGA芯片，用FPGA实现FIFO及扩展串口的功能。时序控制由现场可编程门阵列FPGA实现，其实现的主要功能有：产生DSP访问的地址译码与控制；产生DMA端口访问DSP所需的控制信号；产生DSP的复位信号；产生A/D转换器的转换控制时序，包括SCLK(串行时钟)和CONV(转换控制)；产生串口的接收帧同步信号。系统使用FPCA可以减少外围芯片的数量，而且可以比较方便地修改设计方案，为以后系统的扩展提供了空间。