CN205829883U - 一种基于fpga的多源视频采集处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及视频处理领域，公开了一种基于FPGA的多源视频采集处理系统。具体包括N个视频输入接口、电源控制系统、ZYNQ‑7000处理器、以太网芯片、以太网接口、USB芯片、USB接口、HDMI芯片、HDMI输出接口和触控LCD屏幕，所述N为大于1的自然数，所述视频输入接口连接ZYNQ‑7000处理器，所述电源控制系统连接ZYNQ‑7000处理器，所述ZYNQ‑7000处理器分别连接以太网芯片、USB芯片、HDMI芯片和触控LCD屏幕，所述以太网芯片连接以太网接口，所述USB芯片连接USB接口，所述HDMI芯片连接HDMI输出端口，实现多源视频采集及处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及视频处理领域，特别是一种基于FPGA的多源视频采集处理系统。
背景技术
随着科技的日益发展，人类对信息的需求越来越高，在视频采集处理技术应用到视频压缩、机器视频、智能监控和生物识别等新兴领域，传统视频采集处理技术由于单视频源采集和实时性不高等缺点严重阻碍了其发展，因此多源实时视频采集技术对科技的发展具有重要意义。但是目前的多源视频采集装置往往采集对象固定，相对不灵活，且采集速率较低，在视频源种类或数量更多的情况下很难满足要求。
实用新型内容
本实用新型提出了一种基于FPGA的多源视频采集处理系统。
本实用新型的技术方案是这样的：一种基于FPGA的多源视频采集处理系统，具体包括N个视频输入接口、电源控制系统、ZYNQ-7000处理器、以太网芯片、以太网接口 、USB芯片 、USB接口、HDMI芯片、HDMI输出接口和触控LCD屏幕，所述N为大于1的自然数，所述视频输入接口连接ZYNQ-7000处理器，所述电源控制系统连接ZYNQ-7000处理器，所述ZYNQ-7000处理器分别连接以太网芯片、USB芯片、HDMI芯片和触控LCD屏幕，所述以太网芯片连接以太网接口，所述USB芯片连接USB接口，所述HDMI芯片连接HDMI输出端口。
进一步地，所述触控LCD屏幕包含设置在内侧的显示屏和设置在外侧的透明触控面板，所述显示屏和透明触控面板贴合在一起。
进一步地，所述透明触控面板采用电阻式触摸面板或电容式触摸面板。
进一步地，所述ZYNQ-7000处理器包括N条视频采集链路和2条视频发送链路，所述N条视频采集链路分别连接N个视频输入接口，所述2条视频发送链路分别连接HDMI芯片和触控LCD屏幕的显示屏，所述ZYNQ-7000处理器实现视频采集及处理过程。
进一步地，所述视频采集链路连接总线互联模块，所述总线互联模块连接视频发送链路，所述视频采集链路包括视频接收模块和视频存储模块，所述视频发送链路包括视频读取模块和视频输出模块。
进一步地，所述ZYNQ-7000处理器还包括DDR3存储器、FLASH芯片、AXI总线接口、RGMII接口、ULPI接口、I2C总线和ARM核心板，所述RGMII接口是以太网芯片的专用接口，与以太网芯片连接，所述ULPI接口是USB芯片的专用接口，与USB芯片连接，所述I2C总线连接触控LCD中的透明触控面板，所述AXI总线接口与DDR3存储器和总线互联模块相连接。
进一步地，所述视频输入接口为并行接口，所述并行接口可连接摄像头或连接VGA输入接口或者HDMI输入接口或者DVI接口或者Displayport接口，实现对4K分辨率以内的视频采集。
进一步地，所述电源控制模块，由四个DC-DC降压电路和一个上电复位电路组成，在输入5-15V电压时，可输出1.0V、1.5V、1.8V、3.3V四种电压，并可按照1.0V-1.8V-1.5V-3.3V的顺序控制上电，并在3.3V正常输出后产生上电复位脉冲。
进一步地，所述以太网芯片为88E1111型芯片，所述USB芯片为USB3300型芯片，所述HDMI芯片为Sil9022A芯片。
与现有技术相比，采用上述技术方案有以下有益效果：利用ZYNQ-7000处理器内部任意数量的视频采集处理链路，配合多个视频输入接口芯片，实现对任意数量视频源的同时采集处理，以提高视频采集的实时性和工作效率，增加视频采集处理系统的性价比。
附图说明
图1是本实用新型的多源视频采集装置的外部电路结构图。
图2是本实用新型的图1中ZYNQ-7000处理器的内部逻辑结构图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型做进一步描述。
如图1、图2所示，一种基于FPGA的多源视频采集处理系统，具体包括N个视频输入接口、电源控制系统、ZYNQ-7000处理器以太网芯片、以太网接口 、USB芯片 、USB接口、HDMI芯片、HDMI输出接口和触控LCD屏幕，所述N为大于1的自然数，所述视频输入接口连接ZYNQ-7000处理器，所述电源控制系统连接ZYNQ-7000处理器，所述ZYNQ-7000处理器分别连接以太网芯片、USB芯片、HDMI芯片和触控LCD屏幕，所述以太网芯片连接以太网接口，所述USB芯片连接USB接口，所述HDMI芯片连接HDMI输出端口。进一步地，所述触控LCD屏幕包含设置在内侧的显示屏和设置在外侧的透明触控面板，所述显示屏和透明触控面板贴合在一起，所述透明触控面板采用电阻式触摸面板或电容式触摸面板。进一步地，所述ZYNQ-7000处理器包括N条视频采集链路和2条视频发送链路，所述N条视频采集链路分别连接N个视频输入接口，所述2条视频发送链路分别连接HDMI芯片和触控LCD屏幕的显示屏，所述ZYNQ-7000处理器实现视频采集及处理过程。进一步地，所述视频采集链路连接总线互联模块，所述总线互联模块连接视频发送链路，所述视频采集链路包括视频接收模块和视频存储模块，所述视频发送链路包括视频读取模块和视频输出模块。进一步地，所述ZYNQ-7000处理器还包括DDR3存储器、FLASH芯片、AXI总线接口、RGMII接口、ULPI接口和I2C总线，所述RGMII接口是以太网芯片的专用接口，与以太网芯片连接，所述ULPI接口是USB芯片的专用接口，与USB芯片连接，所述I2C总线连接触控LCD中的透明触控面板，所述AXI总线接口与DDR3存储器和总线互联模块相连接。进一步地，所述视频输入接口为并行接口，所述并行接口可连接摄像头或连接VGA输入接口或者HDMI输入接口或者DVI接口或者Displayport接口，实现对4K分辨率以内的视频采集。进一步地，所述电源控制模块，由四个DC-DC降压电路和一个上电复位电路组成，在输入5-15V电压时，可输出1.0V、1.5V、1.8V、3.3V四种电压，并可按照1.0V-1.8V-1.5V-3.3V的顺序控制上电，并在3.3V正常输出后产生上电复位脉冲。进一步地，所述以太网芯片为88E1111型芯片，所述USB芯片为USB3300型芯片，所述HDMI芯片为Sil9022A芯片。
本实用新型的工作原理是：N条视频输入接口接收N个并行视频信号并输入至ZYNQ-7000处理器中，经过ZYNQ-7000处理器内部的视频接收模块转换成芯片内部的视频数据流，该视频数据流输入至视频存储模块，转换为AXI总线信号输出至总线互联模块上，总线互联模块接收该信号，并通过AXI总线接口最终存储至DDR3存储器中，实现视频的采集和暂存。
ZYNQ-7000处理器内的ARM核心板对DDR3存储器中暂存的视频数据进行读取，并运行视频处理算法实现视频处理过程，并将处理后得到的新视频数据重新存储至DDR3 存储器中。同时，ARM核心对DDR3存储器暂存的视频数据进行读取，并发送至RGMII接口和USB接口，最终通过以太网接口或USB接口发送视频至计算机中，实现视频采集功能。
同时，通过AXI总线接口读取DDR3中暂存的视频数据，并转换成芯片内部视频数据流传输至视频读取模块和视频输出模块。视频输出模块将芯片内部视频数据流转换成并行视频信号，输出至触控LCD屏幕的显示屏和HDMI输出端口，用于显示DDR3储存器中采集得到的视频或显示经过ARM核心板处理过后的视频，用于操作人员观察监控采集、处理效果。并且ARM核心板可读取触控LCD屏幕的触控面板上的触控操作信息，可通过触控面板实现对装置的操作。
虽然本实用新型的技术内容已经以较佳的实例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，如果本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本实用新型权利要求保护的范围。
Claims (9)
1. 一种基于FPGA的多源视频采集处理系统，其特征在于：包括N个视频输入接口、电源控制系统、ZYNQ-7000处理器以太网芯片、以太网接口 、USB芯片 、USB接口、HDMI芯片、HDMI输出接口和触控LCD屏幕，所述N为大于1的自然数，所述视频输入接口连接ZYNQ-7000处理器，所述电源控制系统连接ZYNQ-7000处理器，所述ZYNQ-7000处理器分别连接以太网芯片、USB芯片、HDMI芯片和触控LCD屏幕，所述以太网芯片连接以太网接口，所述USB芯片连接USB接口，所述HDMI芯片连接HDMI输出端口。
2.如权利要求1所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述触控LCD屏幕包含设置在内侧的显示屏和设置在外侧的透明触控面板，所述显示屏和透明触控面板贴合在一起。
3.如权利要求2所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述透明触控面板采用电阻式触摸面板或电容式触摸面板。
4.如权利要求3所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述ZYNQ-7000处理器包括N条视频采集链路和2条视频发送链路，所述N条视频采集链路分别连接N个视频输入接口，所述2条视频发送链路分别连接HDMI芯片和触控LCD屏幕的显示屏。
5.如权利要求4所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述视频采集链路连接总线互联模块，所述总线互联模块连接视频发送链路，所述视频采集链路包括视频接收模块和视频存储模块，所述视频发送链路包括视频读取模块和视频输出模块。
6.如权利要求5所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述ZYNQ-7000处理器还包括DDR3存储器、FLASH芯片、AXI总线接口、RGMII接口、ULPI接口、I2C总线和ARM核心板，所述RGMII接口与以太网芯片连接，所述ULPI接口与USB芯片连接，所述I2C总线连接触控LCD屏幕的透明触控面板，所述AXI总线接口与DDR3存储器和总线互联模块相连接。
7.如权利要求6所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述视频输入接口为并行接口，所述并行接口可连接摄像头或者VGA输入接口或者HDMI输入接口或者DVI接口或者Displayport接口。
8.如权利要求7所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述电源控制模块由四个DC-DC降压电路和一个上电复位电路组成。
9.如权利要求8所述的多源视频采集处理系统，其特征在于：所述以太网芯片为88E1111型芯片，所述USB芯片为USB3300型芯片，所述HDMI芯片为Sil9022A芯片。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110365945A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-22 | 成都甄识科技有限公司 | 一种蜂窝相机前端数据加速系统 |
| CN113970896A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-25 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 基于fpga芯片的控制装置及电子设备 |
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