CN216217205U - 一种超高清视频实时源码输出摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超高清视频实时源码输出摄像装置，解决了目前超高清视频数据输出采用压缩的方式，实现高清晰度的同时带来了信息丢失和成像延时的问题，本该摄像装置能够实现实时输出高分辨率、高帧频的视频源码数据图像。本摄像装置采用超高清CMOS图像传感器为核心的图像采集电路板，以高性能FPGA为核心的图像处理及输出电路板，同时采用高速光纤接口；高速光纤接口包括电‑光转换模块和光纤连接器，电‑光转换模块将高速电信号转换为光信号，用于实时传输超高清视频数据，采用采用光纤接口同时可满足远距离的传输需求。
Description
技术领域
本实用新型属于光电成像领域，具体涉及一种超高清视频实时源码输出摄像装置。
背景技术
随着大面阵CMOS图像传感器技术和光电成像技术的发展，光电成像设备趋向于高分辨率、高帧频发展，以获取更为细腻和逼真的视觉感受。早期的标清(StandardDefinition，简称SD)视频逐渐淡出观众视野，取而代之的是高清(High Definition，简称HD)视频和超高清(Ultra High Definition，简称Ultra HD)视频，然而更高清晰度的视频需求也带来了视频数据量的暴增和高传输带宽的需求。近年来超高清视频图像采集、处理、压缩和解码显示等技术快速发展，尤其体现在广播电视领域，但观众接收到的超高清视频数据均为压缩后的视频数据，而非原始视频数据，图像压缩在一定程度上解决了高清晰度和高传输带宽的矛盾，但同时也带来了信息丢失和成像延时的不足。在一些特殊的应用场合(如超高清遥感图像、测绘、目标跟踪与识别等)，为保留目标的最原始信息，需要摄像装置实时输出超高清视频源码数据，这就需要摄像装置具有较高的传输带宽和较小的时间延迟。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种超高清视频实时源码输出摄像装置，解决现有超高清摄像装置无法满足特殊应用的问题。
本实用新型采用如下技术方案：
一种超高清视频实时源码输出摄像装置，包括图像采集电路板和图像处理及输出电路板，其特征在于：
所述图像采集电路板和图像处理及输出电路板之间采用柔性电路板进行连接；
所述图像采集电路板包括CMOS图像传感器以及用于给CMOS图像传感器提供电源的CMOS供电电路；
所述图像处理及输出电路板包括高性能FPGA芯片和与FPGA芯片通信的FLASH芯片、时钟基准源、RS422通信接口、高速光纤接口，以及电源模块；
所述高性能FPGA芯片用于产生CMOS图像传感器的驱动、接收视频数据并进行数据处理、视频数据的输出以及通信；
所述电源模块用于将外部输入的一次电源转换为图像处理及输出电路所需的各种二次电源；
所述高速光纤接口包括电-光转换模块和光纤连接器。
进一步地，所述电-光转换模块将高速电信号转换为光信号，用于实时传输超高清视频数据；
所述的光纤连接器用于固定外部光缆。
进一步地，所述电-光转换模块为4通道6.25Gbps传输带宽的电-光转换模块，输出的光信号为808nm；
所述的光纤连接器接口为MT。
进一步地，所述CMOS图像传感器有效像元为3840×2160，最大输出帧频为290帧/秒。
进一步地，所述FLASH芯片为SPI型FLASH，用于存储FPGA程序。
进一步地，所述通信接口为RS422接口，用于与外部设备通信。
进一步地，所述时钟基准源为有源晶振，用于为整个系统提供高精度时钟源。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型采用超高清CMOS图像传感器为核心的图像采集电路板，以高性能FPGA为核心的图像处理及输出电路板，构建一台超高清摄像装置，具有高分辨率、高帧频、处理速度块等优点，并且可根据用户需求对摄像装置的工作参数进行修改；
(2)本实用新型的数据输出接口采用光纤接口，可实现4路6.25Gbps的数据传输，可实现4k@60Hz的超高清视频源码数据实时输出；
(3)本实用新型的数据输出接口采用光纤接口，可满足远距离的传输需求。
附图说明
图1为一种超高清视频实时源码输出摄像装置的组成框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。显然，所描述的实施例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，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
本实施例提供了一种超高清视频实时源码输出摄像装置的具体硬件结构，如图1所示，包括图像采集电路板和图像处理及输出电路板；
图像采集电路板和图像处理及输出电路板之间采用柔性电路板进行连接。
图像采集电路板包括CMOS图像传感器以及用于给CMOS图像传感器提供电源的CMOS供电电路；CMOS图像传感器用于将光信号转换为数字电信号输出，本实施例中CMOS图像传感器选用GMAX2509 CMOS图像传感器，其有效像元为3840×2160，最大输出帧频为290帧/秒，可以满足60帧/秒的视频帧率要求。
图像处理及输出电路板包括电源模块、高性能FPGA芯片、FLASH芯片、时钟基准源、RS422接口、高速光纤接口。
电源模块用于将外部输入的一次电源转换为图像处理及输出电路所需的各种二次电源，如内部所需的+1.0V、+1.8V、+2.5V和+3.3V。本实施例选用的电源模块为LTM4644，该模块为4通道输出开关型电源芯片，具有体积小、输出电流大、转换效率高等优点。
高性能FPGA芯片分别与所述的CMOS图像传感器、FLASH芯片、时钟基准源、RS422接口、高速光纤接口连接。
高性能FPGA芯片是图像处理及输出电路板的核心，用于产生CMOS图像传感器的驱动、接收视频数据并进行数据处理、视频数据的输出以及RS422通信。
FLASH芯片为SPI型FLASH，用于存储FPGA程序，上电时FPGA主动从FLASH中读取程序数据，加载完成后自动运行。
时钟基准源为有源晶振，用于为整个系统提供高精度时钟源。
RS422接口与FPGA芯片连接，用于与外部设备通信，对摄像装置的工作帧频、曝光模式、曝光时间、增益值等参数进行设置。
高速光纤接口包括电-光转换模块和光纤连接器；电-光转换模块将高速电信号转换为光信号，用于实时传输超高清视频数据；进一步地，本实施例选用的电-光转换模块为QXQ850M06G，该模块为4通道6.25Gbps传输带宽的电-光转换模块，输出的光信号为808nm的光信号；所述的光纤连接器接口为MT，用于固定外部光缆。
本实施例中，图像采集电路板和图像处理及输出电路板之间采用柔性电路板进行连接，既可以满足CMOS图像传感器高速数据的可靠传输，亦可以为摄像装置的图像采集电路板安装提供较高的灵活性，如图像采集电路板的上下左右移动可实现运动场景的像移补偿，前后移动可以实现焦面位置的调整。
Claims (7)
1.一种超高清视频实时源码输出摄像装置，包括图像采集电路板和图像处理及输出电路板，其特征在于：
所述图像采集电路板和图像处理及输出电路板之间采用柔性电路板进行连接；
所述图像采集电路板包括CMOS图像传感器以及用于给CMOS图像传感器提供电源的CMOS供电电路；
所述图像处理及输出电路板包括高性能FPGA芯片和与FPGA芯片通信的FLASH芯片、时钟基准源、RS422通信接口、高速光纤接口，以及电源模块；
所述高性能FPGA芯片用于产生CMOS图像传感器的驱动、接收视频数据并进行数据处理、视频数据的输出以及通信；
所述电源模块用于将外部输入的一次电源转换为图像处理及输出电路所需的各种二次电源；
所述高速光纤接口包括电-光转换模块和光纤连接器。
2.根据权利要求1所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述电-光转换模块将高速电信号转换为光信号，用于实时传输超高清视频数据；
所述的光纤连接器，用于固定外部光缆。
3.根据权利要求2所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述电-光转换模块为4通道6.25Gbps传输带宽的电-光转换模块，输出的光信号为808nm；
所述的光纤连接器的接口为MT。
4.根据权利要求3所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述CMOS图像传感器有效像元为3840×2160，最大输出帧频为290帧/秒。
5.根据权利要求4所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述FLASH芯片为SPI型FLASH，用于存储FPGA程序。
6.根据权利要求5所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述通信接口为RS422接口，用于与外部设备通信。
7.根据权利要求1-6任一项所述的超高清视频实时源码输出摄像装置，其特征在于：
所述时钟基准源为有源晶振，用于为整个系统提供高精度时钟源。
Priority Applications (1)
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| CN202121035403.1U CN216217205U (zh) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | 一种超高清视频实时源码输出摄像装置 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN216217205U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115767041A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种高速光纤接口可双向推扫的多谱段空间遥感成像装置 |
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2021
- 2021-05-14 CN CN202121035403.1U patent/CN216217205U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115767041A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种高速光纤接口可双向推扫的多谱段空间遥感成像装置 |
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