[实用新型]一种基于FPGA的图像处理加速系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及图像处理系统，具体是一种基于FPGA的图像处理加速系统。

背景技术

图像处理是信号与信息处理学科的一个部分，也是视频监控领域中最为重要的一部分。随着技术的飞速发展，图像处理无论是在算法、系统结构上，还是在应用上以及普及程度上都取得了长足的进展，但应用于工业智能应用方面还处于起步阶段，仍有大量技术需要不断研发与攻克。智能相机的图像加速处理在国际上也属空白。随着智能传感器概念逐步成熟，智能相机端加速处理图像分析的需求会越来越高。强大的处理能力与较低的产品价格是智能传感器能否大规模推广的因素之一。

目前传统的图像处理系统有三种，利用模拟相机实现图像处理；利用IPC和工控机实现图像处理；利用数字相机实现图像处理。

这几种图像处理方式存在一定缺陷，具体表现如下：

1)利用模拟相机实现图像处理时，由于模拟相机拍摄的图像本身就不清楚，再经过模数转换，图像质量明显降低，影响图像识别。

2)利用IPC和工控机实现图像处理时，随着图像大小越来越大，网络延时也会很大；在进行多个识别算法处理的情况下，处理速度会变慢；

3)利用数字相机实现图像处理时，在处理一些大型算法或者处理多个识别算法时，处理能力远远不够。

4)以上传统的图像处理解决方案都采用串行处理方式，因此在处理多个图像时，处理速度慢，延时越长。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种基于FPGA的图像处理加速系统，利用FPGA进行并行图像处理，具有高实时性，能够满足工业领域对图像质量的高需求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于FPGA的图像处理加速系统，所述加速系统将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，包括镜头、图像采集单元、图像处理单元、网络通信单元；其中镜头与图像采集单元相连、图像处理单元与图像采集单元连接，并与网络通信单元相连。

进一步的，所述图像采集单元包括传感器和图像采集卡，所述传感器选用CCD传感器或CMOS传感器之间的一种。

进一步的，所述图像处理单元，包括高性能FPGA模块、DSP模块；所述高性能FPGA模块与静态随机存取存储器SRAM、双倍速率同步动态随机存储器DDR，并与DSP模块相连。

更进一步的，所述DSP模块中含有ARM系统。

进一步的，所述网络通信单元，支持RS232串口及RJ45网口。

采用本实用新型的技术方案的有益效果是：本系统将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内。FPGA具有很强的灵活性，芯片在集成度、容量和速度方面都达到了较高水平，能够完成复杂的逻辑运算。应用FPGA的数据和逻辑并行的特点，同时进行多个图像的识别处理，能够达到检测的实时性，能够满足工业领域对图像质量的高需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1为镜头，2为图像采集单元，3为图像处理单元，4为网络通信单元，5为SRAM，6为DDR，7为高性能FPGA模块，8为DSP模块，9为ARM系统

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于FPGA的图像处理加速系统，所述加速系统将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，包括镜头1、图像采集单元2、图像处理单元3、网络通信单元4；其中镜头1与图像采集单元2相连、图像处理单元3与图像采集单元2连接，并与网络通信单元4相连。

优选的，所述图像采集单元2包括传感器和图像采集卡，所述传感器选用CCD传感器或CMOS传感器之间的一种。

优选的，所述图像处理单元3，包括高性能FPGA模块7、DSP模块8；所述高性能FPGA模块7与静态随机存取存储器SRAM5、双倍速率同步动态随机存储器DDR6，并与DSP模块8相连。

优选的，所述DSP模块8中含有ARM系统9。

优选的，所述网络通信单元4，支持RS232串口及RJ45网口。