一种基于FPGA的多路视频拼接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于FPGA的多路视频拼接装置，包括电源电路、视频压缩电路、网络传输电路、FPGA模块、若干图像传感器和若干模数转换电路，所述FPGA模块包括DDR存储器、YUV422到RGB转换电路、图像拼接电路、色彩均衡电路、亮度分量统计电路、A/D转换I2C时序配置电路、传感器I2C时序配置电路和若干FIFO存储器。与现有技术相比，本实用新型专利技术选择性能较低的FPGA模块，将多路视频信号通过FPGA模块拼接为一路数字视频，其开发的复杂性低，周期短，成本也极大降低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及监控
，具体涉及一种基于FPGA的多路视频拼接装置。
技术介绍
目前，公知的多路模拟视频拼接硬件电路设计是由多个A/D转换芯片采集多路模拟视频信号，将转换后的多路数字信号通过一个DSP芯片进行拼接后，形成一路数字视频信号，但是，该硬件电路设计有一个固有的缺陷就是低性能的DSP芯片不能满足处理要求，高性能DSP芯片的成本和复杂度都非常高，直接导致开发周期的大幅度提升和产品竞争力的下降。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于FPGA的多路视频拼接装置。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于FPGA的多路视频拼接装置，包括电源电路、视频压缩电路、网络传输电路、FPGA模块、若干图像传感器和若干模数转换电路，若干所述图像传感器与若干所述模数转换电路一一对应连接，所述FPGA模块包括DDR存储器、YUV422到RGB转换电路、图像拼接电路、色彩均衡电路、亮度分量统计电路、A/D转换I2C时序配置电路、传感器I2C时序配置电路和若干FIFO存储器，若干所述模数转换电路与若干所述FIFO存储器的信号输入端一一对应连接，若干所述FIFO存储器的信号输出端均与所述DDR存储器的图像数据信号输入端连接，所述DDR存储器的图像数据信号输出端与所述YUV422到RGB转换电路的信号输入端连接，所述YUV422到RGB转换电路的信号输出端与所述图像拼接电路的信号输入端连接，所述图像拼接电路的信号输出端与所述色彩均衡电路的信号输入端连接，所述色彩均衡电路的信号输出端与所述视频压缩电路的信号输入端连接，所述亮度分量统计电路的信号输入端同时与所述图像拼接电路的信号反馈端和所述色彩均衡电路的信号反馈端连接，所述亮度分量统计电路的信号输出端通过所述传感器I2C时序配置电路同时与若干所述图像传感器连接，若干所述模数转换电路均连接有所述A/D转换I2C时序配置电路。进一步地，所述FPGA模块设置有串口。进一步地，所述DDR存储器设置有扩展DDR存储器。进一步地，所述电源电路同时与若干所述图像传感器、FPGA模块、若干所述模数转换电路、所述视频压缩电路和所述网络传输电路的电源输入端连接。本技术的有益效果在于：与现有技术相比，本技术选择性能较低的FPGA模块，将多路视频信号通过FPGA模块拼接为一路数字视频，其开发的复杂性低，周期短，成本也极大降低。附图说明图1是本技术所述基于FPGA的多路视频拼接装置的结构示意框图；图2是本技术所述FPGA模块的结构示意框图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1和图2所示，本技术包括电源电路、视频压缩电路、网络传输电路、FPGA模块、若干图像传感器和若干模数转换电路，若干图像传感器与若干模数转换电路一一对应连接，FPGA模块包括DDR存储器、YUV422到RGB转换电路、图像拼接电路、色彩均衡电路、亮度分量统计电路、A/D转换I2C时序配置电路、传感器I2C时序配置电路和若干FIFO存储器，若干模数转换电路与若干FIFO存储器的信号输入端一一对应连接，若干FIFO存储器的信号输出端均与DDR存储器的图像数据信号输入端连接，DDR存储器的图像数据信号输出端与YUV422到RGB转换电路的信号输入端连接，YUV422到RGB转换电路的信号输出端与图像拼接电路的信号输入端连接，图像拼接电路的信号输出端与色彩均衡电路的信号输入端连接，色彩均衡电路的信号输出端与视频压缩电路的信号输入端连接，亮度分量统计电路的信号输入端同时与图像拼接电路的信号反馈端和色彩均衡电路的信号反馈端连接，亮度分量统计电路的信号输出端通过传感器I2C时序配置电路同时与若干图像传感器连接，若干模数转换电路均连接有A/D转换I2C时序配置电路。在本实施例中，FPGA模块设置有串口。电源电路同时与若干图像传感器、FPGA模块、若干模数转换电路、视频压缩电路和网络传输电路的电源输入端连接。FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。图像传感器，是组成数字摄像头的重要组成部分，根据元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。FPGA模块内部完成了数据缓存、YUV422（YUV，分为三个分量，“Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而“U”和“V” 表示的则是色度（Chrominance或Chroma））到RGB的数据转换、亮度控制、图像拼接以及色彩均衡等功能。本技术最初为图像传感器模块提供配置信息，若干模数转换电路将AV的模拟视频信号采集进来并转换为数字视频信号。FPGA模块需要完成多路视频信号的预处理、多路传感器模块的I2C配置、图像增加、以及对DDR存储器的读写操作、把转换好的多路数字视频信号拼接后送给视频压缩电路。同时外部端可以通过串口，输入不同的参数，来实时对多路视频图像算法的控制。本技术所述基于FPGA的多路视频拼接装置的工作原理如下：多路模拟视频信号通过多个A/D模块转换为数字视频信号送入FPGA模块（2－8路模拟视频），并由FPGA模块完成视频的拼接并输出一路数字视频。由FPGA模块把转换好的多路数字视频拼接后存入DDR存储器中；视频拼接所需的关键参数可存储于SPI FLASH中，即通过SPI口对flash进行读写，以避免掉电引起的参数丢失。将前端通过多个A/D模块将AV的模拟视频信号采集进来并转换为数字视频信号，其中A/D模块可以选择主流的视频模数转换芯片，采集时间应保证同一时刻，误差不超过40ms；A/D模块后连接FPGA模块，由于FPGA的I/O引脚丰富，可以将所有的A/D同时采集进来，而且这里无需性能很高的FPGA模块就可以完成；由于FPGA模块的内存容量较小，因此需要外挂扩展DDR存储器，其大小根据输入的视频路数来确定；SPI FLASH模块用于存储参数，防止其掉电后丢失；最后在FPGA模块内将多路视频数据进行拼接并转换为所需要的视频格式输出。在FPGA模块内部，首先要对多路视频进行FIFO缓存，通过仲裁判断，对DDR进行读写缓存数据，然后进行YUV422转换成RGB数据。一方面利用亮度分量统计电路来控制多个摄像头的亮度，来解决多个摄像头有色彩差异的问题；另一方面对RGB数据进行拼接融合处理，最后在进行色彩均衡。同时对不同情景下，由于色彩亮度方面的差异，还可以通过外面串口的方式来进行微调，已达到更好的全景效果。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的多路视频拼接装置，包括电源电路、视频压缩电路、网络传输电路、若干图像传感器和若干模数转换电路，若干所述图像传感器与若干所述模数转换电路一一对应连接，其特征在于：还包括FPGA模块，所述FPGA模块包括DDR存储器、YUV422到RGB转换电路、图像拼接电路、色彩均衡电路、亮度分量统计电路、A/D转换I2C时序配置电路、传感器I2C时序配置电路和若干FIFO存储器，若干所述模数转换电路与若干所述FIFO存储器的信号输入端一一对应连接，若干所述FIFO存储器的信号输出端均与所述DDR存储器的图像数据信号输入端连接，所述DDR存储器的图像数据信号输出端与所述YUV422到RGB转换电路的信号输入端连接，所述YUV422到RGB转换电路的信号输出端与所述图像拼接电路的信号输入端连接，所述图像拼接电路的信号输出端与所述色彩均衡电路的信号输入端连接，所述色彩均衡电路的信号输出端与所述视频压缩电路的信号输入端连接，所述亮度分量统计电路的信号输入端同时与所述图像拼接电路的信号反馈端和所述色彩均衡电路的信号反馈端连接，所述亮度分量统计电路的信号输出端通过所述传感器I2C时序配置电路同时与若干所述图像传感器连接，若干所述模数转换电路均连接有所述A/D转换I2C时序配置电路。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多路视频拼接装置，包括电源电路、视频压缩电路、网络传输电路、若干图像传感器和若干模数转换电路，若干所述图像传感器与若干所述模数转换电路一一对应连接，其特征在于：还包括FPGA模块，所述FPGA模块包括DDR存储器、YUV422到RGB转换电路、图像拼接电路、色彩均衡电路、亮度分量统计电路、A/D转换I2C时序配置电路、传感器I2C时序配置电路和若干FIFO存储器，若干所述模数转换电路与若干所述FIFO存储器的信号输入端一一对应连接，若干所述FIFO存储器的信号输出端均与所述DDR存储器的图像数据信号输入端连接，所述DDR存储器的图像数据信号输出端与所述YUV422到RGB转换电路的信号输入端连接，所述YUV422到RGB转换电路的信号输出端与所述图像拼接电路的信号输入端连接，所述图像拼接电路的信号输出端与所述色彩...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敬权，郝筱鲲，
申请(专利权)人：成都派视科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51