一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统，包括输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板及机箱。本实用新型专利技术可同时实现2路光纤、4路HD‑SDI及4路AV视频的采集、处理及送显，所有视频数据可通过SRIO总线实现数据共享。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统
本技术涉及一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，通信、海路交通监测、军事等众多领域对图像处理系统的要求越来越高，高速性、实时性已成为考量其性能的重要指标。调研发现，传统软件进行图像处理灵活性和实时性受限，在速度上也受到一定限制，且现有的图像处理系统大多数功能比较单一。嵌入式系统使得数据采集和图像检测集成更加紧密，在工业自动化领域的应用也越来越广泛，随着工业和计算机技术的发展，传统图像采集系统已经不能满足现代化生产和科学研究对图像采集系统日益提高的要求，由于FPGA技术发展迅速，FPGA能够满足系统对体积、灵活性，以及稳定性的要求，在图像采集和图像处理系统中得到了广泛应用。VPX总线作为新一代的工业总线标准，由VME总线发展而来，在应用于恶劣环境下嵌入式系统之间高速互联上取得了长足进步。
技术实现思路
为了克服上述问题，本技术提出了一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统，其具有多源图像处理的功能，且可执行高速数据交换。本技术是一种基于风冷加导冷的6UVPX综合图像处理信息系统，包括输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板及机箱；其中，所述输入接口板与图像采集板彼此之间直连；所述图像采集板与存储板、图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；所述存储板与图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；所述图像处理板与扩展板模块、输出接口板模块通过SRIO总线连接；所述扩展板模块与输出接口板彼此之间直连；所述输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板均设置在机箱内。所述图像采集板包括1片ALTERA10AX066H3F34I2SG，8片GENUM公司的GS2971和1片TVP5158。所述图像处理板包括AI数据处理器和协处理器，所述AI数据处理器为海思Hi3559A，所述协处理器为K7系列FPGA。所述存储板选用mSATA数据存储板，存储容量不低于4T，存储板采用RAIDO的读写方式，对外支持1路SRIOX4接口、2路千兆以太网，符合VITA46.0规范。所述图像采集板用于实现外部视频信号进SRIO总线的功能，是所述系统视频信号的入口。所述图像处理板用于实现多路视频的实时处理，及处理结果的共享输出；所述图像处理板采用1对SRIOX4总线接口扩展。工作原理：输入接口板：具备2路光纤、4路SDI、4路AV、2路串口、1路CAN及1路以太网，标准6U前插尺寸，用于实现与图像采集板数据的直连，可完成多路视频信号的输入，采集、处理及存储等传输控制指令交互。图像采集板：图像采集板用于实现对2路光口输入信号转换为4路SDI信号，连同输入的4路SDI、4路AV视频信号一并进行采集并发送至SRIO总线上。同时将2路RS422串口及1路CAN进行数据格式的转换并发送至SRIO总线上。图像采集板采用6UVPX标准，遵行ANSI/VITA46.0-2007相关规范要求，使用VPX背板+3.3V和+12V供电。VPX板卡通过冷板开槽增加散热面积，配合机箱中的散热风道，使其具有良好的散热性能。SRIO工作在4x模式，速率可支持1.25G、2.5G、3.125G、5G、6.25G。图像处理板从SRIO总线上获取指定通道的图像数据，并根据接收到的操控指令实现视频的拼接、融合、检测等处理工作，处理后的视频可发送至输入接口板进行送显，也可发送至SRIO总线上用于后续的存储处理。存储板采用载板和FMC子板组成，载板用于基本的数据交互，与SRIO总线相连，从SRIO总线获取相应的数据并传输至FMC模块，FMC模块为标准的mSATA盘接口，最大支持4T存储容量的扩展。存储数据之前先对视频源的类型进行判断，若为未压缩数据则先进行数据压缩工作，若为压缩之后的视频数据则直接存储于本盘。待存储的数据可以是直接采集板输入的视频数据也可以是经过图像处理板处理之后的视频数据。输出接口板，与图像处理板相连，将处理之后的视频数据传输至外部模块。扩展模板背板插接在机箱的插槽位内，扩展模板背板与SRIO高速总线相连接。如可接入图像处理板、存储板等。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果。(1)本技术基于SRIO传输总线的方式进行数据的高速采集与交换，理论交换速率可到24.5G，可同时实现多路视频数据的采集与交互。(2)本技术在实际使用时，通过不同模块的组合使用，可进行灵活配置，同时通过预留扩展模块，可极大提升系统的处理能力。(3)本技术使用的图像处理板具备多种图像处理的功能，提升系统的集成度。有益效果：本技术可同时实现光口、SDI、AV等多格式视频数据的采集、处理、存储及送显操作。可作为数据采集存储器使用、也可作为图像处理系统使用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是本技术的系统框图。图2是所述图像采集板原理框图。图3是所述图像处理板原理框图。图4是存储板原理框图。具体实施方式下面结合部分附图及实施例对本技术做进一步说明。本技术所述的VPX总线架构综合图像处理板采用VPX接口。从图1中可以看出，输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、扩展板模板、输入接口板等均与VPX背板连接。连接的方式如下所述：所述输入接口板与图像采集板彼此之间直连；所述图像采集板与存储板、图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；所述存储板与图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；所述图像处理板与扩展板模块、输出接口板模块通过SRIO总线连接；所述扩展板模块与输出接口板彼此之间直连。通过以上的连接线路，实现视频数据在不同模块之间交换数据。图2是本技术图像采集板所使用的详细原理框图，根据系统需求，图像采集板采用1片ALTERA10AX066H3F34I2SG，8片GENUM公司GS2971，1片TVP5158的设计架构。FPGA软件主要包括DDR3驱动、SRIO驱动、SDI接口、AV接口等底层驱动软件。图3是本技术图像处理板所使用的详细原理框图，根据系统需求，系统采用GPU+FPGA的设计思路，设计中以海思Hi3559A作为核心AI数据处理器，完成图像拼接、融合、目标识别、视频压缩等功能，以K7系列FPGA作为协处理器，用于逻辑控制和图像预处理，并在FPGA中实现SRIO接口数据传输功能。图4是本技术存储板所使用的详细原理框图，根据系统需求，系统采用FPGA+DSP的设计思路，用Kintex-7系列高性能FPGA作为主控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统，其特征在于，包括输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板及机箱；/n其中，所述输入接口板与图像采集板彼此之间直连；/n所述图像采集板与存储板、图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；/n所述存储板与图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；/n所述图像处理板与扩展板模块、输出接口板模块通过SRIO总线连接；/n所述扩展板模块与输出接口板彼此之间直连；/n所述输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板均设置在机箱内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于VPX总线架构的综合图像处理信息集成系统，其特征在于，包括输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板及机箱；
其中，所述输入接口板与图像采集板彼此之间直连；
所述图像采集板与存储板、图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；
所述存储板与图像处理板、扩展板模块之间通过SRIO总线连接；
所述图像处理板与扩展板模块、输出接口板模块通过SRIO总线连接；
所述扩展板模块与输出接口板彼此之间直连；
所述输入接口板、图像采集板、存储板、图像处理板、输出接口板、扩展模板背板均设置在机箱内。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘欣辉，宋亮，姚连喜，万韬，郭贺，蒋晓峰，刘鹏，杨苏文，李国强，彭硕玲，程智林，顾宫，
申请(专利权)人：江苏和正特种装备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32