CN105872485A - 用于智能交通的基于fpga图像压缩传输装置及方法 - Google Patents
用于智能交通的基于fpga图像压缩传输装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法,它包括摄像头,摄像头与第一FPGA控制模块导线连接,第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接,无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接,第二FPGA控制模块与SDRAM导线连接,第二FPGA控制模块与监控显示器导线连接;发明利用嵌入式图像处理技术来实现对交通状况的图像采集处理,具有开发周期短、成本低、操作简单、体积小等优点,非常适合作为智能交通管理的图像压缩传输系统装置使用,解决了现有技术抓拍超速车辆图像数据量大,采样率要求高,数据传输效率低,占用频谱资源高,硬件设备能耗高以及成本昂贵等问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通管理领域,尤其涉及一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法。
背景技术
根据公安部交管局发布数据显示,截止2015年底,全国机动车保有量达2.97亿辆。交通问题已成为城市管理工作的热点问题,影响着市民出行效率和安全。特别是在高速公路上,随着车流量逐年增加,车辆超速现象日趋严重,大部分交通事故都是由超速行驶引起的,因此,为了有效应对车辆超速违章行驶行为,对车辆进行远程视频图像监控十分重要,但目前图像压缩编码标准是基于奈奎斯特采样定理的,要求采样率必须不小于信号带宽的两倍,且原始图像数据量相当大,这对传输速率和传输介质提出了更高的要求,另外,先采用传统的奈奎斯特定理进行采样然后再压缩的方式,易造成频谱资源和硬件设备的极大浪费,给传输及存储带来不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题:提供一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法,以解决现有技术超速车辆图像信息量大,采样率要求高,数据传输效率低,占用频谱资源高,硬件设备能耗高以及成本昂贵等技术问题。
本发明技术方案:
一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,它包括摄像头,摄像头与第一FPGA控制模块导线连接,第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接,无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接,第二FPGA控制模块与SDRAM导线连接,第二FPGA控制模块与监控显示器导线连接。
无线通信模块为GPRS无线通讯模块。
摄像头为CMOS图像传感器。
第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块,图像采集模块输入端与摄像头连接,图像采集模块与第一图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与压缩感知模块连接,压缩感知模块包括稀疏变换单元,稀疏变换单元与投影观测单元连接。
第二FPGA控制模块包括图像重构模块,图像重构模块与第二图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与SDRAM控制器连接,SDRAM控制器与VGA控制器连接。
一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法,它包括:
步骤1、通过第一FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息;
步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换;
步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩;
步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二FPGA控制模块;
步骤5、第二FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构;
步骤6、将重构后的图像信息通过第二FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换;
步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器;
步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
本发明的有益效果:
本发明通过CMOS图像传感器读取超速车辆图像信息,将图像送至第一FPGA控制模块后,第一FPGA控制模块经过图像格式转换后,进行图像压缩,将压缩后的图像信息通过无线通信模块送至第二FPGA控制模块,利用第二FPGA控制模块对压缩后的图像进行恢复,将恢复后图像的经过图像格式转换后存储在SDRAM存储器中,第二FPGA控制模块的VGA控制器通过多端口SDRAM控制器读取SDRAM存储器内的图像信息,将抓拍的超速车辆图像信息显示在监控显示器;与现有系统相比,本发明的优点在于:该系统利用压缩感知技术,突破奈奎斯特定理的限制,对信号中的信息直接采样,实现对高分辨率信号的低采样,能够节省频谱带宽资源,降低硬件设备成本,提高图像数据传输效率,另外,本发明利用嵌入式图像处理技术来实现对交通状况的图像采集处理,具有开发周期短、成本低、操作简单、体积小等优点,非常适合作为智能交通管理的图像压缩传输系统装置使用,解决了现有技术抓拍超速车辆图像数据量大,采样率要求高,数据传输效率低,占用频谱资源高,硬件设备能耗高以及成本昂贵等问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明第一FPGA控制模块功能示意图;
图3为本发明第二FPGA控制模块功能示意图。
具体实施方式
一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,它包括摄像头,摄像头与第一FPGA控制模块导线连接,第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接,无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接,第二FPGA控制模块与SDRAM导线连接,第二FPGA控制模块与监控显示器导线连接。
无线通信模块为GPRS无线通讯模块。
摄像头为CMOS图像传感器。
第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块,图像采集模块输入端与摄像头连接,图像采集模块与第一图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与压缩感知模块连接,压缩感知模块包括稀疏变换单元,稀疏变换单元与投影观测单元连接。
I2C配置模块主要实现对摄像头的参数进行配置。
第二FPGA控制模块包括图像重构模块,图像重构模块与第二图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与SDRAM控制器连接,SDRAM控制器与VGA控制器连接。
一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法,它包括:
步骤1、通过第一FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息;
步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换;
步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩;
步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二FPGA控制模块;
步骤5、第二FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构;
步骤6、将重构后的图像信息通过第二FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换;
步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器;
步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
Claims (6)
1.一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,它包括摄像头,其特征在于:摄像头与第一FPGA控制模块导线连接,第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接,无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接,第二FPGA控制模块与SDRAM导线连接,第二FPGA控制模块与监控显示器导线连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,其特征在于:无线通信模块为GPRS无线通讯模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,其特征在于:摄像头为CMOS图像传感器。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,其特征在于:第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块,图像采集模块输入端与摄像头连接,图像采集模块与第一图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与压缩感知模块连接,压缩感知模块包括稀疏变换单元,稀疏变换单元与投影观测单元连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置,其特征在于:第二FPGA控制模块包括图像重构模块,图像重构模块与第二图像格式转换模块连接,图像格式转换模块与SDRAM控制器连接,SDRAM控制器与VGA控制器连接。
6.如权利要求1-5所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法,它包括:
步骤1、通过第一FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息;
步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换;
步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩;
步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二FPGA控制模块;
步骤5、第二FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构;
步骤6、将重构后的图像信息通过第二FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换;
步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器;
步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
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