[实用新型]一种基于多核DSP+FPGA架构的图像去抖与电子稳像设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多核DSP+FPGA架构的图像去抖与电子稳像设备，具体为一种以光学（可见光、红外、或微光）图像为输入，在该设备上通过进行噪声滤波、图像增强、运动估计、运动补偿等信号处理，最终实现基于机载/车载平台的视频图像稳定。

背景技术

图像去抖和电子稳像是指从输入的视频图像序列中去除因摄像机随机运动而引入的图像扰动而使图像序列稳定的处理过程，即经过处理，消除因摄像机的随机运动而造成的视频变化，以保证摄像机在一定的变化范围内，输出稳定的视频图像。

目前市场上已经投入使用的嵌入式视频稳像设备多以单片机和ARM等微处理器为核心芯片的处理板卡形式存在，如家用摄像机、数码相机等。而工业或国防上应用的车载/机载视频监控和监视系统，要求电子稳像设备的图像处理能力为图像大小512*512像素，帧频50Hz以上。这意味着电子稳像设备需要处理更大的数据量，对实时性也提出更高的要求。因此，在现有的集成电路技术基础上设计、制作一套面向机载/车载低功耗、小体积、高处理速度的图像去抖和稳像设备是十分必要的。本设备就是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于多核DSP+FPGA架构的图像去抖与电子稳像设备，以解决背景技术中实时性、高分辨率图像数据处理的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于多核DSP+FPGA架构的图像去抖与电子稳像设备，包括：图像通道、图像采集与传输模块、FPGA模块、多核DSP处理模块、RS-485通信接口、通信通道、SDSRAM存贮器、FLASH存贮器、LVDS传输模块、图像显示通道，所述图像通道通过图像采集与传输模块连接FPGA模块，所述FPGA模块包括一个图像预处理模块和一个图像缓存模块，图像预处理模块输出端连接图像缓存模块；所述多核DSP处理模块由两个并行同构的数字信号处理器DSP组成，两个并行同构的数字信号处理器DSP均与图像缓存模块双向连接；所述图像缓存模块的输出端通过LVDS传输模块和图像显示通道外接显示器；图像缓存模块还通过RS-485通信接口及通信通道与车载/机载上位机实时通信；所述多核DSP处理模块分别与SDSRAM存贮器、FLASH存贮器双向连接。

作为本实用新型进一步的方案：该设备还包括电源模块和时钟模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述FPGA模块以XC4VLX60为核心芯片。

作为本实用新型进一步的方案：所述FPGA模块还包括图像底层处理算法的逻辑电路，该电路用来完成来自图像采集与传输模块的数字图像的噪声抑制和图像增强。

作为本实用新型进一步的方案：所述数字信号处理器DSP是以浮点运算器TMS320C6678为核心芯片。

作为本实用新型进一步的方案：所述的RS-485通信接口采用同步半双工模式，其以HDLC为基础，通信总线控制器在FPGA模块中以逻辑电路的形式实现，其电气特性的转换通过RS-485接口芯片IL485实现。

作为本实用新型进一步的方案：所述SDSRAM存贮器为静态存贮器。

作为本实用新型进一步的方案：所述FLASH存贮器为可擦写存贮器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的设备可对光学（可见光、红外、或微光）图像序列进行图像预处理（去噪、图像增强）、运动估计和运动补偿。该设备低功耗、小体积、功能可重构，实时性强，在车载/机载视频监控和监视系统上具有良好的应用前景。其具体有益效果如下：

（1）在本实用新型中，所使用的芯片都是低电压集成电路芯片，核心处理芯片：FPGA的规模达到上千万门，两个浮点DSP-TMS320C6678的主频达到20GHz，能满足车载/机载实时图像去抖和稳像设备低功耗、小体积、高帧频的要求。

（2）在本实用新型中，采用交叉开关、差分信号和点到点传输方式的高速串行总线替代采用并行单端信号传统共享总线。显著提高了数据传输带宽，最高带宽达到20GB/s。

（3）在本实用新型中，采用单板集中式信息处理结构，采用了大规模可编程逻辑器件，结构灵活、可动态重构，即运行于DSP模块上的运动估计和运动补偿算法能根据需要方便地获取前端FPGA模块中的信息，并可根据实际应用环境自适应调整信息流结构以达到最佳的图像去抖与稳像性能，有效克服了多板处理器结构信息交换不畅的缺点。

附图说明