CN108040200A - 一种小型化多接口红外图像通用采集设备 - Google Patents

一种小型化多接口红外图像通用采集设备 Download PDF

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原亮
张志恒
李科
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Abstract

本发明公开了一种小型化多接口红外图像通用采集设备，其中，包括：处理器、电源系统、以太网接口部分、CSI/DSI接口部分、LVDS图像接口部分、Flash芯片以及串口；所述处理器采用FPGA作为主处理器，通过存储器接口连接DDR‑III作为外部缓存；FLASH芯片用于存储程序和数据；所述以太网接口部分用于进行红外图像的网络传输；CSI/DSI接口部分用于进行1080p/720p帧频50Hz或60Hz的标准格式的红外图像采集；LVDS图像接口部分用于进行非标准用户对红外图像采集输出；串口，用于通过上位机对采集设备进行实时控制。

Description

一种小型化多接口红外图像通用采集设备
技术领域
本发明属于红外图像采集技术领域，发明了一种小型化多接口红外图像采集设备。
背景技术
近年来红外成像技术在国防军工，民用和商业应用领域发展迅速并取得广泛应用。随着技术的发展，红外成像技术在各个领域的应用越来越受到人们的重视，发挥着举足轻重的作用。可以说红外成像技术的发展水平是衡量一个国家国防能力和工业化信息化水平的重要指标之一。
红外成像的基本原理是通过镜头聚焦，红外探测器将目标物体的热量信息转换并处理为图像信号再通过图像采集设备进行图像显示。图像采集设备对红外图像进行采集，是图像质量量化评价的基础。但是目前红外成像器的图像输出方式没有统一的标准，根据使用环境的不同和显示设备的不同其输出接口多种多样。本发明旨在研制一种红外图像的采集设备，并具有多种常见的通用接口。包括传统的PAL制模拟视频，LVDS图像接口，千兆以太网接口，DSI接口等多种标准接口，在红外图像采集接口技术领域进行了广泛的拓展。
随着技术的发展，红外图像的输出显示，成像质量的指标评价都离不开图像采集设备的支持，本发明研制的通用采集设备在在生物医疗，便携手持红外仪器，车载夜视设备，救灾抢险，人员搜救，无人机载荷等应用领域取得了广泛的应用，在对红外成像质量评价和图像算法研究与优化领域有着较深的研究意义和较强的实用价值。
发明内容
本发明一种小型化多接口红外图像通用采集设备，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种小型化多接口红外图像通用采集设备，其中，包括：处理器、电源系统、以太网接口部分、CSI/DSI接口部分、LVDS图像接口部分、Flash芯片以及串口；所述处理器采用FPGA作为主处理器，通过存储器接口连接DDR-III作为外部缓存；FLASH芯片用于存储程序和数据；所述以太网接口部分用于进行红外图像的网络传输；CSI/DSI接口部分用于进行1080p/720p帧频50Hz或60Hz的标准格式的红外图像采集；LVDS图像接口部分用于进行非标准用户对红外图像采集输出；串口，用于通过上位机对采集设备进行实时控制。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，DDR-III容量为256MB×16bit，用于作为处理器的外部存储器，进行多种接口之间的互联提供支持。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，FLASH芯片为MICRON公司的QSPIFLASH芯片，容量512M。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，还包括：JTAG接口，作为代码的调试和程序升级接口，
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，还包括：电源系统，用于作为前级输入和低噪声的LDO为各个外设供电。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，所述以太网接口部分采用TCP/IP协议以通过千兆以太网接口。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，还包括：两个分别支持GMII和RGMII的物理层芯片完成物理层的工作，MAC层的工作在FPGA内部完成，进行TCP/IP协议解析发送。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，CSI/DSI接口部分为Meticom公司的DSI桥接芯片。
根据本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备的一实施例，其中，采集设备使用047解串解码芯片，将差分图像数据转换为并行数据，输出部分采用048编码芯片。
本发明的小型化多接口红外图像通用采集设备，解决了现有的红外成像器图像接口多样，采集设备功能单一不具有通用性。以及对于近年来发展的以太网和CSI/DSI等新技术标准图像传输接口缺少支持等问题。具有体积小、重量轻、携带方便，具有以太网接口，DSI接口，LVDS数字图像接口等多种通用的红外图像采集接口功能。实现了红外成像器不同的图像输出接口与操作设备例如个人电脑或终端显示设备的通用互联。具有很强的兼容性。
附图说明
图1所示为本发明小型化多接口红外图像通用采集设备模块原理图；
图2所示为以太网接口模块图；
图3所示为CSI/DSI接口部分的示意图；
图4所示为LVDS图像接口模块图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明小型化多接口红外图像通用采集设备模块原理图，如图1所示，本发明小型化多接口红外图像通用采集设备主要实现红外成像器输出图像的采集、处理、存储与格式转换，并与不同标准显示设备进行互联。主要的分为以下几个部分：处理器1、电源系统6，以太网接口部分7，CSI/DSI接口部分8，LVDS图像接口部分9、Flash芯片5、串口10以及JTAG接口11等。
如图1所示，所述处理器采用FPGA4作为主处理器，通过存储器接口3连接一片DDR-III2作为外部缓存。程序和数据存储用FLASH芯片5，以及可以控制采集设备的422串口10。电源系统6包括必要的开关电源芯片作为前级输入和低噪声的LDO为各个外设供电。器件选型和电路设计采用了小型化设计。由于电路板上的某些信号速率较高，布局布线时考虑遵循高速信号的布线规则。
如图1所示，所述以太网接口部分7主要实现红外图像的网络传输，采用TCP/IP协议以通过千兆以太网接口，使得红外成像器与个人电脑能够极为方便的实现互联。
如图1所示，所述CSI/DSI接口部分8全称为MIPI DSI即移动行业处理器接口，是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。红外成像器包括其他可见光摄像头其接口形式都不尽相同，该接口的发布有助于图像接口标准化设计从而减少兼容性问题。因此本发明采用了此种应用较为广泛的接口，可以实现1080p/720p帧频50Hz或60Hz等标准格式的红外图像采集。
如图1所示，所述LVDS图像接口部分9为可定制的数字差分图像采集显示接口。可以根据用户需要定制协议、帧频、时钟速率等相应信息。此接口的设计主要是为了满足一些非标准用户对红外图像采集输出的要求。
如图1所示，对于一具体实施例，处理器1采用一片容量为256MB×16bit的DDRIII2作为外部存储器，利用DDR读写速度快的优点能快速实现图像缓存和格式转换，为多种接口之间的互联提供支持。FLASH芯片5为MICRON公司的QSPIFLASH芯片容量512M，能够存储程序代码和必要的参数数据。JTAG接口11为代码的调试和程序升级接口，串口10可以通过上位机对采集设备进行实时控制。电源系统为各个外设提供必要的电源。整个电路采用了小型化设计，电路板尺寸仅为60mm×60mm。
图2所示为以太网接口模块图，如图2所示，本发明研制的红外图像采集设备可以将外部红外图像数据以网络方式采集并发送，使用两个分别支持GMII和RGMII的物理层芯片完成物理层的工作，MAC层的工作主要在FPGA4内部完成。可以实现TCP/IP协议解析发送，或者为了提高传输速度节省系统开销可以采用UDP协议传输红外图像。在千兆双工模式下工作时传输速度不低于40MB/s。
图3所示为CSI/DSI接口部分的示意图，如图3所示，DSI是一种全新的串行接口以D-PHY为物理层传输基础。最多支持4个通道，每个通道速率最高可达1Gbps，理论上4个通道共可以达到4Gbps的传输速率。DSI接口能够极大地改善高速图像传输的性能、功耗和EMI特性。本发明的红外图像采集设备使用了最多的4路数据通道和一路时钟通道，可以向下兼容少于4路通道的数据传输方式。硬件上采用了Meticom公司生产的DSI桥接芯片，将物理层通道转换为高速图像数据通道和双向的控制信号通道。并且支持总线翻转模式和正负差分对交换模式，可以通过外的GPIO引脚对芯片方便的进行配置。该接口能够实现720p/1080p等高清或超清红外图像格式的传输。图像数据通道速度从80Mbps最高可以达到1Gbps，控制通道速度为10MHz。
图4所示为LVDS图像接口模块图，如图4所示，不同红外成像器的生产厂家对于红外图像的输出格式各异，LVDS差分数字输出格式是一种较为常见的输出方式。本发明的红外图像采集设备使用047解串解码芯片，将差分图像数据转换为并行数据，可以根据用户输出图像的格式和不同协议进行定制。同时控制信号可以使用图像通道复用，按照约定的协议同时采集红外图像数据和相应的控制信息。可以根据用户的需求对采集的图像进行某些算法处理或直接输出。输出部分采用048编码芯片，也可以根据用户的需求进行协议定制。最多支持4路差分通道的红外图像的采集或输出。可以传输常见的320×256格式，384×288格式，640×512格式的红外图像，帧频可达50Hz。
本发明的小型化通用性强的多接口红外图像采集设备，尺寸仅为60mm×60mm。具有体积小、重量轻、携带方便等优点。其具备的多种接口为红外成像器与多种显示终端的互联提供了有力支持。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，包括：处理器、电源系统、以太网接口部分、CSI/DSI接口部分、LVDS图像接口部分、Flash芯片以及串口；
所述处理器采用FPGA作为主处理器，通过存储器接口连接DDR-III作为外部缓存；
FLASH芯片用于存储程序和数据；
所述以太网接口部分用于进行红外图像的网络传输；
CSI/DSI接口部分用于进行1080p/720p帧频50Hz或60Hz的标准格式的红外图像采集；
LVDS图像接口部分用于进行非标准用户对红外图像采集输出；
串口，用于通过上位机对采集设备进行实时控制。
2.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，DDR-III容量为256MB×16bit，用于作为处理器的外部存储器，进行多种接口之间的互联提供支持。
3.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，FLASH芯片为MICRON公司的QSPIFLASH芯片，容量512M。
4.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，还包括：JTAG接口，作为代码的调试和程序升级接口。
5.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备。其特征在于，还包括：电源系统，用于作为前级输入和低噪声的LDO为各个外设供电。
6.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，所述以太网接口部分采用TCP/IP协议以通过千兆以太网接口。
7.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，还包括：两个分别支持GMII和RGMII的物理层芯片完成物理层的工作，MAC层的工作在FPGA内部完成，进行TCP/IP协议解析发送。
8.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，CSI/DSI接口部分为Meticom公司的DSI桥接芯片。
9.如权利要求1所述的小型化多接口红外图像通用采集设备，其特征在于，采集设备使用047解串解码芯片，将差分图像数据转换为并行数据，输出部分采用048编码芯片。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109587380A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 天津津航技术物理研究所 小型化高温工作多接口制冷型红外成像器
CN113422883A (zh) * 2021-07-08 2021-09-21 中航华东光电有限公司 一种特种微光图像处理系统及其装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104883518A (zh) * 2015-05-11 2015-09-02 杭州奕霖传感科技有限公司 低成本小体积红外热像仪
CN204836324U (zh) * 2015-07-08 2015-12-02 西北农林科技大学 一种基于嵌入式系统的农业数字相机
CN205793087U (zh) * 2016-05-30 2016-12-07 广东比派科技有限公司 视频和网络功能开发板
CN106791495A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 航天海鹰光电信息技术（天津）有限公司 基于Soc的小型化红外成像器机芯组件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104883518A (zh) * 2015-05-11 2015-09-02 杭州奕霖传感科技有限公司 低成本小体积红外热像仪
CN204836324U (zh) * 2015-07-08 2015-12-02 西北农林科技大学 一种基于嵌入式系统的农业数字相机
CN205793087U (zh) * 2016-05-30 2016-12-07 广东比派科技有限公司 视频和网络功能开发板
CN106791495A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 航天海鹰光电信息技术（天津）有限公司 基于Soc的小型化红外成像器机芯组件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
童天成，叶建芳: "新型即插即用星载计算机千兆以太网系统设计", 《微型机与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109587380A (zh) * 2018-12-06 2019-04-05 天津津航技术物理研究所 小型化高温工作多接口制冷型红外成像器
CN109587380B (zh) * 2018-12-06 2020-04-28 天津津航技术物理研究所 小型化高温工作多接口制冷型红外成像器
CN113422883A (zh) * 2021-07-08 2021-09-21 中航华东光电有限公司 一种特种微光图像处理系统及其装置

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