CN102497522A - 一种智能Camera Link转SDI装置 - Google Patents

Abstract

一种智能Camera Link转SDI装置，涉及图像处理技术领域，它解决现有基于Camera Link接口的各种相机无法直接在监视器上显示的问题，同时存在显示的图像质量差问题，该装置包括FPGA、DSP处理器、SDRAM存储器和SDI模块，Camera Link接口接收相机输出的图像数据传送至FPGA，所述FPGA对接收的图像数据进行去噪处理后传送至DSP处理器，所述DSP处理器通过VP口接收图像数据，并通过EDMA方式传送至SDRAM中存储，所述DSP通过EMIF总线方式读取SDRAM中的图像数据并进行处理；DSP处理器将处理后的图像数据传送至SDI模块。使用和携带极其方便。

Description

一种智能Camera Link转SDI装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域。

背景技术

目前基于Camera Link接口的各种相机都不能直接在监视器上进行显示，只能通过专用采集卡连接到系统机上，在系统机的监视器上显示，系统比较庞大，使用不方便；或者通过自行研制的专用采集显示接口显示，通用性比较差。目前，试验靶场服役的光电测控设备中有很多传感器都使用的是Camera Link数字接口。由于此接口不能够直接显示，实时送出供观测的只能是经过转换的模拟图像，数字图像在转换为模拟图像时图像质量必然会造成损失，这样会给实时观测与判断带来一定的影响，如何实现数字图像的无损传输与显示就显得很重要。同时由于受到相机的灵敏度、拍摄环境以及目标特性的影响，图像质量往往不能满足视觉要求，因此提高图像的视觉质量也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有基于Camera Link接口的各种相机无法直接在监视器上显示的问题，同时存在显示的图像质量差问题，提供一种智能Camera Link转SDI装置。

一种智能Camera Link转SDI装置，该装置包括FPGA、DSP处理器、SDRAM存储器和SDI模块，Camera Link接口接收相机输出的图像数据传送至FPGA，所述FPGA对接收的图像数据进行去噪处理后传送至DSP处理器，所述DSP处理器通过VP口接收图像数据，并通过EDMA方式传送至SDRAM中存储，所述DSP通过EMIF总线方式读取SDRAM中的图像数据并进行智能化处理；DSP处理器将处理后的图像数据传送至SDI模块。

本发明的有益效果：一、本发明所述的装置实现了数字图像的无损传输与显示；二、处理后的图像可以在具备SDI接口的监视器上直接显示；三、输出的SDI图像能够叠加外部输入信息，显示内容更加丰富，满足了更多的使用范围；四、在将Camera Link转换成SDI的同时，能够依据图像的质量以及外部命令对图像进行滤波、灰度拉伸、伪彩等有针对性、可选择的智能处理，使图像质量最大程度地满足人的视觉要求；五、通过鼠标、计算机等具有RS422接口的设备进行人机交互，实现对本装置的智能控制；六、本发明所述的装置的体积仅为120mm×150mm×15mm，使用和携带极其方便。

附图说明

图1为本发明所述的一种智能Camera Link转SDI装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种智能Camera Link转SDI装置的软件流程图。

具体实施方式

结合图1和图2说明本实施方式，一种智能Camera Link转SDI装置，该装置通过Camera Link接口接收相机输出的图像数据，送入到FPGA，经过去噪处理后送入到DM642的VP口，DSP处理器采用EDMA方式将图像数据存储到SDRAM中，在此可以依据外部命令或者图像的质量对图像数据进行灰度拉伸、伪彩色处理等一系列智能图像增强处理，之后经过SDI模块输出单元处理后，以SDI串行数字接口输出。

本实施方式的软件流程为：一、图像采集：Camera Link通道将相机图像采集到DSP处理板的SDRAM中；二、去噪滤波：不同环境下采集到的相机图像可能受到各种复杂噪声的干扰，为了更好的分析图像真实的灰度级分布情况，本发明采用改进的中值滤波方法去除噪声；三、智能图像增强处理：通过鼠标、计算机等具有RS422接口的设备进行人机交互，实现对本装置的智能控制；本装置可以依据外部命令或者图像质量自适应进行图像拉伸，伪彩色等图像增强处理，最大程度满足人的视觉要求；四、视频格式转换：通过视频格式转换单元完成图像的SDI接口输出本实施方式所述的FPGA的型号为EP2C50，DSP处理器采用TMS320DM642。

本实施方式中FPGA对图像数据进行去噪处理主要采用改进的中值滤波方法：传统的3*3中值滤波是采用像素本身以及其八邻域进行排序，采用该九个像素的中值取代原像素。此方法不仅容易降低边缘的对比度，而且容易将小目标当做噪声滤掉。改进后的3*3中值滤波是将原像素g(x，y)和中值med作对比，当((g(x，y)-med)/med)大于预先设定的阈值时，采用中值取代原像素，否则仍然用原像素值。

本实施方式所述的FPGA和DSP处理器采用EMIFA总线传输。

本实施方式中还包括RS422串口，所述RS422串口接收外部的信息或命令，把接收的信息实时叠加到FPGA接收的图像数据上，同时将图像的特征信息和外部的信息通过RS422串口发送。

本实施方式所述的DSP处理器对图像数据进行处理主要包括图像的灰度拉伸和伪彩色处理；灰度拉伸算法采用自适应分段线性拉伸算法：DSP通过对图像数据进行分析得到如下图像的特征信息：最大(最小)灰度值、背景和目标的分割阈值，目标位置(大小)以及所应用的其他特征。依据上述特征DSP自动判定是否需要采用拉伸算法，当需要采用拉伸算法时，DSP会自动调整线性拉伸的分段点，使显示图像的对比度、信噪比达到最佳。

伪彩色处理采用传统的灰度-彩色对应方式：

$\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1.164& 0.000& 1.596\\ 1.164& -0.392& -0.813\\ 1.164& -2.017& 0.000\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Y-0.063\\ \mathrm{Cb}-0.500\\ \mathrm{Cr}-0.500\end{array}\right]$

本实施方式的硬件设计为：

一、Camera Link接口配置：Camera Link接口传输的是LVDS信号，FPGA只能处理LVTTL信号，为了得到图像视频信号，采用专用芯片DS90CR288A实现LVDS信号到LVTTL信号的转换。将这28位视频信号和像素时钟(RxCLKOUT)信号一起送入FPGA，并在FPGA中对视频数据进行中值滤波等处理。

二、DSP处理器：TMS320DM642是专用于数字媒体应用的高性能32位定点DSP，工作主频最高达720MHz，处理性能可达5760MI/s.强大的图像处理能力为实现算法实时性和可靠性提供了保证，硬件核心模块包括DM642的配置、JTAG接口和外部存储器扩展等几部分，即DM642最小系统。

首先，将DM642的VP1口配置为相应数据位数的原始数据(RAW)视频采集模式，VP2口配置为10位BT656视频显示模式。将FPGA处理完后的视频数据在像素时钟(RxCLK OUT)信号的作用下送入DM642的VP1口，DM642启动EDMA将数据从VP1口的FIFO缓存搬运到SDRAM中。

三、视频格式转换单元：由并行的BT656数据格式转换为串行的SDI数据格式是采用美国NS(National Semiconductor)公司的CLC021芯片实现。DM642的VP2口在270M时钟的作用下从SDRAM中读取视频数据送入CLC021。从而，完成了将RAW格式的视频数据转换为BT656数据格式。

Claims (3)

1.一种智能Camera Link转SDI装置，该装置包括FPGA、DSP处理器、SDRAM存储器和SDI模块，其特征是，Camera Link接口接收相机输出的图像数据传送至FPGA，所述FPGA对接收的图像数据进行去噪处理后传送至DSP处理器，所述DSP处理器通过VP口接收图像数据，并通过EDMA方式传送至SDRAM中存储，所述DSP通过EMIF总线方式读取SDRAM中的图像数据并进行智能化处理；DSP处理器将处理后的图像数据传送至SDI模块。

2.根据权利要求1所述的一种智能Camera Link转SDI装置，其特征在于，所述DSP处理器对图像数据进行智能化处理主要包括图像的灰度拉伸和伪彩色处理。

3.根据权利要求1所述的一种智能Camera Link转SDI装置，其特征在于，该装置还包括RS422串口，所述RS422串口接收外部的信息或命令，将接收的信息实时叠加到FPGA接收的图像数据上，同时将图像的特征信息和外部的信息通过RS422串口发送。

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