[發明專利]一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統及方法

有效

• 申請號: 202010100150.5
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111314641B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 徐瑩雋;張鵬;王澄非;何小元
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04N5/77
• 分類號: H04N5/77;H04N5/775;H04N5/907
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發明公開了一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統及方法，包括與主控FPGA通過CoaxPress接口連接的CoaxPress高速相機、與主控FPGA通過SATA接口連接硬盤陣列、與主控FPGA通過HDMI接口連接顯示器；所述主控FPGA上具有硬件接口收發模塊、CoaxPress Host模塊、FIFO模塊、串轉并模塊，緩存模塊、硬盤控制模塊、硬盤接口模塊、ADV7511 Controller，HDMI顯示模塊、時鐘同步模塊。本發明解決了現有高速相機攜帶不便，傳輸距離近，速率低以及價格高昂等問題，實現了一幀數據的BRAM緩存，一秒數據的DDR緩存，可以以500幀每秒的速率采集分辨率為2320*1726的圖像并進行存儲與實時顯示。

技術領域

本發明涉及一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統及方法，屬于集成電路和微電子技術領域。

背景技術

隨著科技水平的高速發展進步，信息的采集處理時時刻刻存在與我們的日常生活中，日常的生活，生產中人們也越來越依賴信息數據的采集處理。對于高速，大容量圖像信息的研究也變得越來越有意義，其應用領域也變的越來越廣泛，包括：航空航天、遙測遙感、軌跡分析、爆炸試驗，飛行試驗、生物和醫學研究、彈性分析紋擴展研究以及國防、機械、土木等領域。

目前市場上的主流工業相機接口主要包括USB接口，CameraLink接口，GigE接口的相機，上述接口工業相機價格較為昂貴且會存在傳輸距離不遠，不易拓展，數據量少，速率慢，接口復雜等缺點，此外目前很多工業相機需配合圖像工作站才能完成觀測功能，較為笨重不利于遠程攜帶，不能滿足日常生活中廣泛的高速圖像觀測需求。

市面上的很多圖像采集卡沒有集成存儲與顯示功能，不利于現場的實地勘測，也加大了后續處理數據的難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統及方法，解決克服了現有圖形工作站攜帶不便，價格高昂的缺點，以及現有相機采集卡無法實現實時采集，存儲顯示的功能，可以實現500幀每秒的速率采集2320*1726分辨率圖像并進行連續30分鐘存儲與實時顯示的功能，像素深度為32bit。

本發明實現上述目的所采用的技術方案是：

一種高幀頻圖像的采集存儲顯示系統，包括與主控FPGA通過CoaxPress接口連接的 CoaxPress高速相機、與主控FPGA通過SATA接口連接硬盤陣列、與主控FPGA通過HDMI 接口連接顯示器；

所述主控FPGA上具有硬件接口收發模塊、CoaxPress Host模塊、FIFO模塊、串轉并模塊，緩存模塊、硬盤控制模塊、硬盤接口模塊、ADV7511 Controller，HDMI顯示模塊、時鐘同步模塊；

所述CoaxPress Host模塊用于實現CoaxPress協議控制流，數據流以及引導寄存器的構建，所有數據傳輸均采用8B/10B編碼，CRC校驗并通過FIFO模塊進行緩存；

所述硬盤控制模塊用于將緩存模塊緩存的CoaxPress接口采集數據傳輸到硬盤陣列里進行存儲；

所述硬盤接口模塊用于提供FPGA與硬盤陣列交互接口，采用FMC轉SATA或M2接口；

所述ADV7511 Controller模塊用于將緩存模塊中的圖像數據進行像素格式轉化并發送到 HDMI模塊進行實時顯示；

所述HDMI顯示模塊用于提供圖像數據與顯示器之間的連接接口；

所述時鐘同步接口用于同步實現CoaxPress接口采集，應答，并控制緩存模塊實現圖像數據的實時存儲與顯示。

所述的高幀頻圖像的采集存儲顯示系統，所述緩存模塊包括兩個BRAM模塊，一個DDR3 模塊。