[发明专利]基于FPGA的多台数字相机图像传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及将同时工作的多台数字相机拍摄的图像信息进行集总长距离 传输的方法。

背景技术

随着电子技术的不断提高，相机已经从胶片式发展到数字式，所采用的 图像传感器主要是CCD(电荷耦合器件)，其像元尺寸越来越小，像元数越来 越多，图像的读取速度越来越快。因此，相机所产生的图像数据量越来越大， 这就为后续的图像传输带来了巨大的压力。

数字相机(如图1所示)由光学镜头1、CCD传感器2、模拟前端3、视 频信号处理单元4、输出接口5、时序发生器6等构成，所拍摄的景物经光学 镜头1投影在CCD传感器2上，CCD传感器2将光信号转换为电信号。经 模拟前端3、视频信号处理单元4完成对CCD传感器2所产生电信号的滤波、 放大、CDS(相关双采样)和A/D转换等处理，转换为数字图像信号。时序发 生器6产生CCD传感器2工作所必需的时序脉冲，并按照CCD传感器2的 要求对输出的TTL脉冲信号的幅值进行变换。

高速数字相机的输出接口5主要采用两种方式Cameralink和LVDS(低压 差分信号)，由于LVDS传输方式具有应用简单、开发成本较低等优点而得到 广泛应用。采用LVDS方式传输的数字图像一般采用三线制方式，即通过传 输时钟(CLK)、数据(Data)以及使能(En)信号实现图像的传输(如图2所示)。

在精密测量、工业控制、空间遥感等领域需要多台数字相机同时工作， 将拍摄的图像进行集总的计算分析，并根据计算结果进行相应的控制和操作。 若采用LVDS方式进行长距离的图像传输，所需要线缆的长度将大大增加， 同时需要进行数据中继，系统的复杂度和开发成本将大大的提高，而系统的 可靠性却大幅度降低。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于FPGA的多台数字相机图像传输方法，以 克服目前采用LVDS方式进行长距离图像传输技术存在的所需线缆的长度较 大、同时需要进行数据中继、系统的复杂度和开发成本高、系统的可靠性低 的缺陷。

本发明基于FPGA的多台数字相机图像传输方法，以FPGA作为控制器， 将数台数字相机摄取的图像信息按以下步骤实现集总长距离传输：

a.将每台数字相机发出的LVDS格式的图像数据分别转换为TTL格式图 像数据，并分别输入到指定的存储区中；

b.当存储区中存储的字节数达到预先的设定值时，发送请求信号；

c.系统根据接收到的请求信号，将对应通道的标志位置位，根据“先入优 先”的原则，将相应存储区中的图像数据进行打包处理，转换为并行数据送入 高速串行解串器中；

d.高速串行解串器对图像数据进行编码，将并行数据转换为高速串行数 据，送入到光电收发器；

e.光电收发器将高速串行解串器发送过来的串行电信号转换为光信号， 通过光纤进行长距离传输；

f.当一帧图像数据发送完成后，将对应的通道标志位复位后，开始处理 下一帧图像数据。

采用本发明方法，可将数十台同时工作的数字相机摄取的LVDS格式图 像数据进行整合、转换，通过光纤通信方式将图像数据进行长距离传输。该 方法具有以下优点：

1.通过将多台数字相机输出的图像信号(LVDS方式)转换为光纤通道的 方式实现长距离传输，不必进行数据中继，减少了传输电缆的数量，便于系 统的安装调试，降低了系统的复杂度和数据传输的误码率，提高了系统的可 维护性。

2.本方法采用FPGA作为系统控制器，可充分利用片上集成的 SERDES(串行解串器)模块和块RAM资源，省去了外扩高速SERDES芯片和 FIFO芯片，简化了系统设计，节约了系统的开发时间和开发成本，提高了系 统的可靠性。

3.由于采用FPGA作为主控芯片，系统的可扩展性也得到提高，系统的 设计更加灵活，为今后的系统扩展和需求变更提供了便利。

附图说明

图1是数字相机系统的示意图；

图2是数字图像LVDS方式传输方法原理框图；

图3是本发明方法所述光纤通道数据传输格式框图；

图4是本发明方法所述光纤通道命令格式框图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明进行进一步详细说明，以便对本发明方法的理 解。