CN103929626A - 一种高速图像采集及回放系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速图像采集及回放系统，包含FPGA模块、ARM处理器、CMOS图像传感器、DDR2存储阵列、用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR和VGA驱动及接口。该系统利用最新型的CMOS图像传感器，可以在很高的帧率下拍摄特定的某个运动过程；利用DDR2存储阵列进行存储，使存储速率更快、更加节能；通过高速柔性连接线连接主控板和CMOS图像传感器，可以达到高速传输的作用；利用FPGA的高速接口，再通过设置图像传感器的参数与软件算法，把图像变得更将清晰，最后按照用户需要的帧率将运动过程缓慢的回放，便于分析运动过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速图像采集及回放系统。
背景技术
随着信息技术高速的发展,图像已经成为人们获取信息的一种主要途径,尤其是一些大型设备仪器在测试以及运行过程中的图像工况信息检测已经成为检测或校验设备正常工作的一种重要手段,然而数据存储的吞吐量越来越大，对其高速实时性的要求也越来越高，因此数据的高速采集和实时存储技术在数字信号处理中显得越来越重要，因此,如何将监测的图像工况信息实时采集、存储并在事后回读、解码以恢复当时的图像,已经成为现代测试技术研究的一个重要领域。
现有的各类机器视觉设备，帧率较低，一般不超过每秒30帧，无法对某一特定的运动系统进行有针对性的拍摄。在很多通信设备及仪器仪表中，图像传感器的拍摄过程无法存储，并且无法按照不同的帧率回放视频。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种高速图像采集及回放系统，可以对某一特定的运动系统进行有针对性的拍摄并可以按照不同的帧率回放视频。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种高速图像采集及回放系统，包含电源管理模块、FPGA模块、ARM处理器、用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR和VGA驱动及接口、图像传感器、图像存储模块；所述图像传感器通过高速柔性连接线和FPGA模块连接，所述图像存储模块和FPGA模块连接，所述FPGA通过GPMC总线和ARM处理器连接，所述ARM处理器的输出端连接VGA驱动及接口的输入端，所述用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR连接ARM处理器。
优选的，所述图像传感器为CMOS图像传感器。
优选的，所述图像存储模块为DDR2存储阵列。
优选的，所述VGA驱动及接口的接口为SD卡或USB接口。
优选的，所述电源管理模块为+5V电源。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明利用最新型的CMOS图像传感器，可以在很高的帧率下拍摄特定的某个运动过程；利用DDR2存储阵列进行存储，使存储速率更快、更加节能；通过高速柔性连接线连接主控板和CMOS图像传感器，可以达到高速传输的作用；利用FPGA的高速接口，再通过设置图像传感器的参数与软件算法，把图像变得更将清晰，最后按照用户需要的帧率将运动过程缓慢的回放，便于分析运动过程。
附图说明
图1是本发明的系统框图；
图2是FPGA的数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，高速图像采集及回放系统，包含电源管理模块、图像传感器、存储模块、FPGA模块、ARM处理器、用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR和VGA驱动及接口。其电源管理模块对整个系统供电，其图像传感器可选用CMOS图像传感器，其存储模块可选用DDR2存储阵列，其CMOS图像传感器对运动图像进行采集，高速连接线是连接FPGA模块和CMOS图像传感器，起到高速信号传输的作用。其VGA接口为SD卡或USB接口，其FPGA模块通过GPMC总线和ARM处理器连接，其DDR2存储阵列和FPGA模块连接，其ARM电源管理、用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR和VGA驱动及接口连接到ARM控制器的相应端口上受ARM控制。
ARM程序包括系统移植、底层驱动、应用程序等等。主要工作是基于Linux的嵌入式系统，对各接口电路进行控制，包括USB接口、VGA接口等等，以及用户图形界面。FPGA程序对CMOS图像传感器进行SPI控制，寄存器的读写。高速数据接口控制以及对CMOS采集的图像数据进行各种处理。
ARM和FPGA之间通过GPMC总线相连。CMOS图像传感器的参数通过GPMC总线，由ARM下载到FPGA中，FPGA进行串并转换，将传感器的拍摄参数通过SPI接口对CMOS进行配置。
高速拍摄之前要进行对焦。对焦是将传感器的拍摄帧率降到最低，并以人眼所能接收的帧率进行回放。在1秒钟的时间内完成“拍摄-显示-等待”的过程，在下1秒内重复拍摄。利用人眼的视觉停留效果完成对焦的工作。
高速拍摄时是在同步信号的控制下，系统对运动物体进行高速拍摄，完成后将拍摄的图像存储在DDR芯片中。FPGA和DDR之间走高速信号线，计算阻抗并保证线宽线间距。当系统需要回放显示时，FPGA将数据从DDR中读出来，读入到ARM芯片中，ARM 再将数据通过VGA驱动显示在显示屏上，或者根据需要存储在SD卡中或者通过USB接口存入到U盘中。
如图2所示,FPGA进行数据处理的流程图，FPGA首先对CMOS图像传感器进行SPI控制，判断是否完成，如果没完成的话继续重新进行SPI控制，如果完成判断是否完成拍摄，如果没有完成继续进行循环判断完成拍摄，然后FPGA依次进行串并转换、数据同步、数据拆分、CRC校验、像素单元充足、数据融合，最后进行数据存储内存。所述控制方法都是根据芯片来的，比如我们现在用的CMOS芯片，不需要拆分数据，重组数据，串并转换CRC校验等。
Claims (5)
1.一种高速图像采集及回放系统，包含电源管理模块、FPGA模块、ARM处理器、用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR和VGA驱动及接口，其特征在于：还包含CMOS图像传感器、DDR2图像存储模块；所述CMOS图像传感器通过高速柔性连接线和FPGA模块连接，所述DDR2图像存储模块和FPGA模块连接，所述FPGA通过GPMC总线和ARM处理器连接，所述ARM处理器的输出端连接VGA驱动及接口的输入端，所述用于存放ARM处理器程序的FLASH-DDR连接ARM处理器。
2.根据权利要求1所述高速采集及回放系统，其特征在于：所述图像传感器为CMOS图像传感器。
3.根据权利要求1所述高速采集及回放系统，其特征在于：所述图像存储模块为DDR2存储阵列。
4.根据权利要求1所述高速采集及回放系统，其特征在于：所述VGA驱动及接口的接口为SD卡或USB接口。
5.根据权利要求1所述高速采集及回放系统，其特征在于：所述电源管理模块为+5V电源。
Priority Applications (1)
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| CN201410189086.7A CN103929626A (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种高速图像采集及回放系统 |
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| CN201410189086.7A CN103929626A (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种高速图像采集及回放系统 |
Publications (1)
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| CN103929626A true CN103929626A (zh) | 2014-07-16 |
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ID=51147687
Family Applications (1)
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| CN201410189086.7A Pending CN103929626A (zh) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | 一种高速图像采集及回放系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN103929626A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106791308A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种支持多种通信协议的多功能高清数字相机 |
| CN107526704A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-29 | 成都普诺科技有限公司 | 运动平台场景数据采集回放系统 |
| CN113315935A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于fpga的cmos图像传感器数据采集装置及方法 |
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2014
- 2014-05-06 CN CN201410189086.7A patent/CN103929626A/zh active Pending
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |