CN210890867U - 一种基于fpga的图像处理用显示设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及图像处理设备技术领域，且公开了一种基于FPGA的图像处理用显示设备，包括底板，所述底板的顶部固定连接有底座，所述底座的顶部固定连接有连接仓，所述连接仓的内底壁固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定连接有运动仓。该基于FPGA的图像处理用显示设备，通过MIPI接口及其协议与FPGA模块通信，FPGA模块并行处理图像数据流，有数据精确度高、实时性强和稳定性好的特点，视觉传感器单元采用单独时钟源提供两路时钟输出给两个摄像头，不需要FPGA模块产生时钟信号，保证了摄像头时钟时序的稳定性，整个装置采用双DDR存储结构，两片DDR分时存储图像数据，满足了在高速的图像采集速率下对于存储芯片容量以及存储速度的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像处理设备技术领域，具体为一种基于FPGA的图像处理用显示设备。
背景技术
当前我国图像处理技术迅速发展，并随着计算机技术的不断进步而广泛应用于航空航天、医疗诊断和工业生产等各个领域，图像处理算法既可以由软件实现也可以由硬件实现，用软件来实现图像处理的大部分操作相对简便且成本低，拥有较高的灵活性，但是通过编程处理图像的整个过程是单指令单数据的串行处理过程，所以处理速度较慢难以满足高性能实时性的指标要求，如果需要更加快速地执行图像处理算法，利用硬件并行处理数据进而来执行算法是一个不错的选择，图像处理的硬件技术方案可以是全定制专用集成电路、半定制的数字信号处理器和现场可编程门阵。
现场可编程门阵列FPGA能在设计上实现硬件并行和流水线技术，有很强的灵活性，有较强的通用性，易于模块化设计，同时开发周期短，系统易于维护和拓展，能够大大提高图像数据的处理速度，可以达到系统运行的实行性要求，但目前市面上的基于FPGA的图像处理显示装置在使用时数据的稳定性一般，故提出一种基于FPGA的图像处理用显示设备以解决上述问题。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于FPGA的图像处理用显示设备，具备稳定性能好的优点，解决了现场可编程门阵列FPGA能在设计上实现硬件并行和流水线技术，有很强的灵活性，有较强的通用性，易于模块化设计，同时开发周期短，系统易于维护和拓展，能够大大提高图像数据的处理速度，可以达到系统运行的实行性要求，但目前市面上的基于FPGA的图像处理显示装置在使用时数据的稳定性一般的问题。
(二)技术方案
为实现上述稳定性能好的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于FPGA的图像处理用显示设备，包括底板，所述底板的顶部固定连接有底座，所述底座的顶部固定连接有连接仓，所述连接仓的内底壁固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定连接有运动仓，所述连接仓的内周壁开设有滑槽，所述运动仓左右两侧的顶部均固定连接有在滑槽内滑动的滑杆，所述连接仓的顶部活动安装有一端贯穿并延伸至运动仓内部的运动杆，所述运动仓的外侧开设有限位孔，所述运动杆左侧的底部固定连接有一端贯穿并延伸至限位孔远离运动杆一侧的限位杆，所述限位杆的左侧固定连接有滑块，所述连接仓左侧的内壁固定连接有与滑块滑动连接的滑轨，所述运动杆的顶部固定连接有安装块，所述安装块的顶部固定安装有显示设备。
优选的，所述滑槽的大小与滑杆相适配，所述运动仓的顶部和连接仓的顶部均开设有与运动杆相适配的圆形通孔。
优选的，所述限位孔呈蛇形开设在运动仓的外侧，所述限位孔与限位杆相适配。
优选的，所述显示设备的输入端与网口模块的输出端信号连接，所述网口模块的输入端与FPGA模块的输出端电连接，所述FPGA模块与存储模块双向电连接，所述FPGA模块的输入端与视觉传感器单元的输出端电连接，所述视觉传感器单元的输入端与摄像头的输出端电连接。
优选的，所述视觉传感器单元与FPGA模块采用MIPI接口及其协议通信，所述摄像头包括两个高精度高像素摄像头，两个所述高像素摄像头对应一个时钟信号，所述存储模块为扩展DDR存储器。
优选的，所述FPGA模块通过FMC插件与视觉传感器单元连接且同时传输摄像头的图像，所述FPGA模块为FPGA图像处理芯片且图像处理方式由FPGA板自带的按键控制，所述存储模块包含两块DDR芯片且采用交叉式乒乓时序进行存储。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于FPGA的图像处理用显示设备，具备以下有益效果：
1、该基于FPGA的图像处理用显示设备，通过启动旋转电机，使运动仓转动，从而使运动仓外侧的限位孔转动，又通过设置有滑块与滑轨滑动连接，限制了运动杆的位置，从而使运动杆可通过限位杆与限位孔相适配而上下移动，进一步的实现了显示设备高度可调节，从而使整个装置使用起来更加的方便，通过设置有滑杆在滑槽内滑动，从而使运动仓转动得更加的稳定。
2、该基于FPGA的图像处理用显示设备，通过MIPI接口及其协议与FPGA模块通信，FPGA模块并行处理图像数据流，有数据精确度高、实时性强和稳定性好的特点，视觉传感器单元采用单独时钟源提供两路时钟输出给两个摄像头，不需要FPGA模块产生时钟信号，保证了摄像头时钟时序的稳定性，整个装置采用双DDR存储结构，两片DDR分时存储图像数据，满足了在高速的图像采集速率下对于存储芯片容量以及存储速度的要求，保证了后期图像处理以及传输的实时性，同时采用按键控制对图像所作处理的类型，满足平滑、锐化、膨胀和腐蚀四种图像处理的需要，实现了对图像预处理。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型连接仓的剖视图；
图3为本实用新型系统示意图；
图4为本实用新型FPGA模块示意图；
图5为本实用新型存储模块示意图。
图中：1底板、2底座、3连接仓、4安装块、5运动杆、6滑杆、7滑槽、8限位杆、9旋转电机、10运动仓、11限位孔、12视觉传感器单元、13 FPGA模块、14网口模块、15存储模块、16显示设备、17摄像头、18滑轨、19滑块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，一种基于FPGA的图像处理用显示设备，包括底板1，底板1的顶部固定连接有底座2，底座2的顶部固定连接有连接仓3，连接仓3的内底壁固定安装有旋转电机9，旋转电机9的型号可为Y80M1-2，旋转电机9的输出轴固定连接有运动仓10，连接仓3的内周壁开设有滑槽7，运动仓10左右两侧的顶部均固定连接有在滑槽7内滑动的滑杆6，滑槽7的大小与滑杆6相适配，连接仓3的顶部活动安装有一端贯穿并延伸至运动仓10内部的运动杆5，运动仓10的顶部和连接仓3的顶部均开设有与运动杆5相适配的圆形通孔，运动仓10的外侧开设有限位孔11，限位孔11呈蛇形开设在运动仓10的外侧，运动杆5左侧的底部固定连接有一端贯穿并延伸至限位孔11远离运动杆5一侧的限位杆8，限位孔11与限位杆8相适配，限位杆8的左侧固定连接有滑块19，连接仓3左侧的内壁固定连接有与滑块19滑动连接的滑轨18，通过启动旋转电机9，使运动仓10转动，从而使运动仓10外侧的限位孔11转动，又通过设置有滑块19与滑轨18滑动连接，限制了运动杆5的位置，从而使运动杆5可通过限位杆8与限位孔11相适配而上下移动，进一步的实现了显示设备16高度可调节，从而使整个装置使用起来更加的方便，通过设置有滑杆6在滑槽7内滑动，从而使运动仓10转动得更加的稳定，运动杆5的顶部固定连接有安装块4，安装块4的顶部固定安装有显示设备16，显示设备16的输入端与网口模块14的输出端信号连接，网口模块14的输入端与FPGA模块13的输出端电连接，FPGA模块13采用两个FIFO,FPGA模块13并行处理图像数据流,FPGA模块13与存储模块15双向电连接，FPGA模块13的输入端与视觉传感器单元12的输出端电连接，视觉传感器单元12的输入端与摄像头17的输出端电连接，视觉传感器单元12与FPGA模块13采用MIPI接口及其协议通信，摄像头17包括两个高精度高像素摄像头，两个高像素摄像头对应一个时钟信号，存储模块15为扩展DDR3存储器，FPGA模块13通过FMC插件与视觉传感器单元12连接且同时传输摄像头17的图像，FPGA模块13为FPGA图像处理芯片且图像处理方式由FPGA板自带的按键控制，存储模块15包含两块DDR3芯片且采用交叉式乒乓时序进行存储，通过MIPI接口及其协议与FPGA模块13通信，FPGA模块13并行处理图像数据流，有数据精确度高、实时性强和稳定性好的特点，视觉传感器单元12采用单独时钟源提供两路时钟输出给两个摄像头17，不需要FPGA模块13产生时钟信号，保证了摄像头17时钟时序的稳定性，整个装置采用双DDR3存储结构，两片DDR3分时存储图像数据，满足了在高速的图像采集速率下对于存储芯片容量以及存储速度的要求，保证了后期图像处理以及传输的实时性，同时采用按键控制对图像所作处理的类型，满足平滑、锐化、膨胀和腐蚀四种图像处理的需要，实现了对图像预处理。
在使用时，摄像头17采取图像信息并通过视觉传感器单元12将其转换为图像数据，通过MIPI接口传递给FPGA模块13，在FPGA模块13的FIFO中将数据传递至存储单元，FPGA模块13中通过图像处理模块对图像进行预处理，处理后将存储模块15中的图像通过FPGA模块13内的FIFO传输到网口模块14上，在网口模块14对信号进行处理，在网线上传输出去，显示设备16接收并复现图像。
综上所述，该基于FPGA的图像处理用显示设备，通过启动旋转电机9，使运动仓10转动，从而使运动仓10外侧的限位孔11转动，又通过设置有滑块19与滑轨18滑动连接，限制了运动杆5的位置，从而使运动杆5可通过限位杆8与限位孔11相适配而上下移动，进一步的实现了显示设备16高度可调节，从而使整个装置使用起来更加的方便，通过设置有滑杆6在滑槽7内滑动，从而使运动仓10转动得更加的稳定。
并且，通过MIPI接口及其协议与FPGA模块13通信，FPGA模块13并行处理图像数据流，有数据精确度高、实时性强和稳定性好的特点，视觉传感器单元12采用单独时钟源提供两路时钟输出给两个摄像头17，不需要FPGA模块13产生时钟信号，保证了摄像头17时钟时序的稳定性，整个装置采用双DDR3存储结构，两片DDR3分时存储图像数据，满足了在高速的图像采集速率下对于存储芯片容量以及存储速度的要求，保证了后期图像处理以及传输的实时性，同时采用按键控制对图像所作处理的类型，满足平滑、锐化、膨胀和腐蚀四种图像处理的需要，实现了对图像预处理，解决了现场可编程门阵列FPGA能在设计上实现硬件并行和流水线技术，有很强的灵活性，有较强的通用性，易于模块化设计，同时开发周期短，系统易于维护和拓展，能够大大提高图像数据的处理速度，可以达到系统运行的实行性要求，但目前市面上的基于FPGA的图像处理显示装置在使用时数据的稳定性一般的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于FPGA的图像处理用显示设备，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部固定连接有底座(2)，所述底座(2)的顶部固定连接有连接仓(3)，所述连接仓(3)的内底壁固定安装有旋转电机(9)，所述旋转电机(9)的输出轴固定连接有运动仓(10)，所述连接仓(3)的内周壁开设有滑槽(7)，所述运动仓(10)左右两侧的顶部均固定连接有在滑槽(7)内滑动的滑杆(6)，所述连接仓(3)的顶部活动安装有一端贯穿并延伸至运动仓(10)内部的运动杆(5)，所述运动仓(10)的外侧开设有限位孔(11)，所述运动杆(5)左侧的底部固定连接有一端贯穿并延伸至限位孔(11)远离运动杆(5)一侧的限位杆(8)，所述限位杆(8)的左侧固定连接有滑块(19)，所述连接仓(3)左侧的内壁固定连接有与滑块(19)滑动连接的滑轨(18)，所述运动杆(5)的顶部固定连接有安装块(4)，所述安装块(4)的顶部固定安装有显示设备(16)。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像处理用显示设备，其特征在于：所述滑槽(7)的大小与滑杆(6)相适配，所述运动仓(10)的顶部和连接仓(3)的顶部均开设有与运动杆(5)相适配的圆形通孔。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像处理用显示设备，其特征在于：所述限位孔(11)呈蛇形开设在运动仓(10)的外侧，所述限位孔(11)与限位杆(8)相适配。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的图像处理用显示设备，其特征在于：所述显示设备(16)的输入端与网口模块(14)的输出端信号连接，所述网口模块(14)的输入端与FPGA模块(13)的输出端电连接，所述FPGA模块(13)与存储模块(15)双向电连接，所述FPGA模块(13)的输入端与视觉传感器单元(12)的输出端电连接，所述视觉传感器单元(12)的输入端与摄像头(17)的输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的图像处理用显示设备，其特征在于：所述视觉传感器单元(12)与FPGA模块(13)采用MIPI接口及其协议通信，所述摄像头(17)包括两个高精度高像素摄像头，两个所述高像素摄像头对应一个时钟信号，所述存储模块(15)为扩展DDR3存储器。
6.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的图像处理用显示设备，其特征在于：所述FPGA模块(13)通过FMC插件与视觉传感器单元(12)连接且同时传输摄像头(17)的图像，所述FPGA模块(13)为FPGA图像处理芯片且图像处理方式由FPGA板自带的按键控制，所述存储模块(15)包含两块DDR3芯片且采用交叉式乒乓时序进行存储。
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