CN104869352A - 一种模块化实时图像处理*** - Google Patents

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屈景春
吴军
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Abstract

本发明提供一种模块化实时图像处理***，包括接口板、DSP板和显示板；所述接口板实时接收红外图像数据，并通过所述接口板上的图像FPGA对接收的图像数据进行预处理，所述DSP板对预处理后的图像数据进行高速处理，所述显示板对高速处理过的图像数据进行显示。本发明提供的模块化实时图像处理***，是基于所述接口板中的图像FPGA和DSP板的模块化实时图像处理***，通过此***上运行实时红外图像的目标检测、智能跟踪等，实现了***动态的可重构、模块化、可扩展，并且实时性好、计算效率高、工作稳定可靠。

Description

一种模块化实时图像处理***
技术领域
本发明属于视频图像处理领域，具体涉及一种模块化实时图像处理***。
背景技术
实时红外图像处理技术在目标跟踪、机器人导航、辅助驾驶、智能交通监控中都得到越来越多的应用，由于图像处理的数据量大，数据处理相关性高，因此实时红外图像处理***必须具有强大的运算能力。各种高性能DSP(Digital Signal Process，数字信号处理)不仅可以满足在运算性能方面的需要，而且由于DSP的可编程性，还可以在硬件一级获得***设计的极大方便；同进由于大规模FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)的出现，使高速信息处理***在线动态可重构和小型化、高可靠性成为可能。
但是，本发明的发明人经过研究发现，目前在图像处理中，DSP和FPGA都是单独存在处理，处理速度慢，效果不明显。
发明内容
针对现有技术存在的在图像处理中，DSP和FPGA都是单独存在处理，处理速度慢，效果不明显的技术问题，本发明提供一种模块化实时图像处理***。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种模块化实时图像处理***，包括接口板、DSP板和显示板；所述接口板实时接收红外图像数据，并通过所述接口板上的图像FPGA对接收的图像数据进行预处理，所述DSP板对预处理后的图像数据进行高速处理，所述显示板对高速处理过的图像数据进行显示。
本发明提供的模块化实时图像处理***，是基于所述接口板中的图像FPGA和DSP板的模块化实时图像处理***，通过此***上运行实时红外图像的目标检测、智能跟踪等，实现了***动态的可重构、模块化、可扩展，并且实时性好、计算效率高、工作稳定可靠。
进一步，所述接口板包括图像数据输入接口、图像FPGA、双口RAM、PC104PLUS接口和DC/DC电源变换模块；所述DC/DC电源变换模块为焦平面供电，焦平面产生的红外图像数据经过所述图像数据输入接口输入给所述图像FPGA进行接收和时序转换，转换后的图像数据传给所述双口RAM进行帧缓存，帧缓存后的图像数据通过所述PC104PLUS接口传输到所述DSP板上。
进一步，所述图像输入接口采用标准SCSI接口。
进一步，所述图像FPGA还包括对输入的图像数据进行滤波和图像增强的预处理。
进一步，所述DSP板包括DSP模块，与所述DSP模块输入端连接的PC104PLUS输入接口和RS485输入接口，以及与所述DSP模块输出端连接的外存SRAM、FLASH单元、RS485输出接口、JTAG接口、时钟单元和PC104PLUS输出接口。
进一步，所述显示板包括PC104PLUS输出接口单元，与所述PC104PLUS输出接口单元依次连接的缓冲/驱动电路、VIDEO FPGA单元、VIDEO D/A变换器和PAL制信号单元，以及与所述VIDEOFPGA单元连接的双端口存储器。
附图说明
图1是本发明提供的模块化实时图像处理***结构示意图。
图2是图1中接口单元的结构示意图。
图3是图1中DSP单元的结构示意图。
图4是图1中显示单元的结构示意图。
图中，1、接口板；11、图像数据输入接口；12、图像FPGA；13、双口RAM；14、PC104PLUS接口；15、DC/DC电源变换模块；2、DSP板；21、DSP模块；22、PC104PLUS输入接口；23、RS485输入接口；24、外存SRAM；25、FLASH单元；26、RS485输出接口；27、JTAG接口；28、时钟单元28；29、PC104PLUS输出接口；3、显示板；31、PC104PLUS输出接口单元；32、缓冲/驱动电路；33、VIDEO FPGA单元；34、VIDEO D/A变换器；35、PAL制信号单元；36、双端口存储器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
请参考图1所示，一种模块化实时图像处理***，包括接口板1、DSP板2和显示板3；所述接口板1实时接收红外图像数据，并通过所述接口板1上的图像FPGA对接收的图像数据进行预处理，所述DSP板2对预处理后的图像数据进行高速处理，所述显示板3对高速处理过的图像数据进行显示。
本发明提供的模块化实时图像处理***，是基于所述接口板中的图像FPGA和DSP板的模块化实时图像处理***，通过此***上运行实时红外图像的目标检测、智能跟踪等，实现了***动态的可重构、模块化、可扩展，并且实时性好、计算效率高、工作稳定可靠。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述接口板1包括图像数据输入接口11、图像FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)12、双口RAM(Random-Access Memory，随机存取存储器)13、PC104PLUS接口14和DC/DC电源变换模块15；所述DC/DC电源变换模块15能够为焦平面提供5～12V的直流电压，焦平面产生的红外图像数据经过所述图像数据输入接口11输入给所述图像FPGA12进行接收和时序转换，转换后的图像数据传给所述双口RAM13进行帧缓存，帧缓存后的图像数据通过所述PC104PLUS接口14传输到所述DSP板2上。
作为具体实施例，所述图像输入接口11采用标准SCSI接口，由此可以具有数据传输带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点。
作为优选实施例，所述图像FPGA12还包括对输入的图像数据进行滤波和图像增强的预处理。具体地，所述图像FPGA12不仅负责接收图像数据，而且还完成时序转换的功能，同时当所述DSP板2实现图像跟踪算法计算量不够时，所述图像FPGA12也可以完成对输入图像的预处理，如滤波、图像增强等。
作为具体实施例，请参考图3所示，所述DSP板2包括DSP模块21，与所述DSP模块21输入端连接的PC104PLUS输入接口22和RS485输入接口23，以及与所述DSP模块21输出端连接的外存SRAM(静态随机存储器)24、FLASH单元25、RS485输出接口26、JTAG接口27、时钟单元28和PC104PLUS输出接口29。具体地，所述PC104PLUS输入接口22接收所述PC104PLUS接口14传输过来的图像数据，所述DSP模块21对所述PC104PLUS输入接口22接收的图像数据进行高速处理，所述RS485输入接口23实现命令输入和显示数据，所述外存SRAM24对源程序进行存储，所述FLASH单元25对图像数据进行存储，所述RS485输出接口26实现跟踪误差数字输出，所述JTAG接口27用于进行***调试连接，所述时钟单元28为所述DSP模块21提供***时钟，所述PC104PLUS输出接口29用于将所述DSP模块21处理的图像数据输出至所述显示板3。
作为具体实施例，请参考图4所示，所述显示板3包括PC104PLUS输出接口单元31，与所述PC104PLUS输出接口单元31依次连接的缓冲/驱动电路32、VIDEO FPGA单元33、VIDEO D/A变换器34和PAL制信号单元35，以及与所述VIDEO FPGA单元33连接的双端口存储器36。具体地，所述PC104PLUS输出接口单元31接收所述PC104PLUS输出接口29输出的图像数据如局部纵向、Link5等数据，所述缓冲/驱动电路32对所述PC104PLUS输出接口单元31接收的图像数据进行缓冲驱动，所述VIDEO FPGA单元33对缓冲驱动后的图像数据进行视频采集输出，所述VIDEO D/A变换器34对采集的视频图像进行转换，让要显示的图像数据由数字信号变换为模拟信号，所述PAL制信号单元35让转换后的模拟信号产生PAL制信号输出，由监视器即可看到处理后的图像显示效果，所述双端口存储器36对需要显示的图像进行显示帧缓存。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模块化实时图像处理***，其特征在于，包括接口板、DSP板和显示板；所述接口板实时接收红外图像数据，并通过所述接口板上的图像FPGA对接收的图像数据进行预处理，所述DSP板对预处理后的图像数据进行高速处理，所述显示板对高速处理过的图像数据进行显示。
2.根据权利要求1所述的模块化实时图像处理***，其特征在于，所述接口板包括图像数据输入接口、图像FPGA、双口RAM、PC104PLUS接口和DC/DC电源变换模块；所述DC/DC电源变换模块为焦平面供电，焦平面产生的红外图像数据经过所述图像数据输入接口输入给所述图像FPGA进行接收和时序转换，转换后的图像数据传给所述双口RAM进行帧缓存，帧缓存后的图像数据通过所述PC104PLUS接口传输到所述DSP板上。
3.根据权利要求2所述的模块化实时图像处理***，其特征在于，所述图像输入接口采用标准SCSI接口。
4.根据权利要求2所述的模块化实时图像处理***，其特征在于，所述图像FPGA还包括对输入的图像数据进行滤波和图像增强的预处理。
5.根据权利要求1所述的模块化实时图像处理***，其特征在于，所述DSP板包括DSP模块，与所述DSP模块输入端连接的PC104PLUS输入接口和RS485输入接口，以及与所述DSP模块输出端连接的外存SRAM、FLASH单元、RS485输出接口、JTAG接口、时钟单元和PC104PLUS输出接口。
6.根据权利要求1所述的模块化实时图像处理***，其特征在于，所述显示板包括PC104PLUS输出接口单元，与所述PC104PLUS输出接口单元依次连接的缓冲/驱动电路、VIDEO FPGA单元、VIDEOD/A变换器和PAL制信号单元，以及与所述VIDEO FPGA单元连接的双端口存储器。
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