基于FPGA+DSP的高速视频实时处理系统设计

设计了一种基于FPGA+DSP的高性能视频实时处理系统,采用Xilinx公司的K7系列FPGA芯片作为核心控制器,采用TI公司TMS320C6455作为图形处理器。通过Camera Link总线接收高速视频数据,并将视频数据缓存在由4片DDR3-SDRAM构造64位宽的外部动态存储器内,同时根据接收视频的帧位置向DSP发送中断,DSP根据中断信息通过DMA的方式从DDR3中读取视频数据进行实时处理。试验结果表明,系统能够稳定实现分辨率1280×1024、位宽8bit、帧频520FPS的视频实时跟踪处理算法。

移动便携图像存储系统的设计

为满足Camera Link相机图像存储系统小型化、可移动、易携带的要求,设计了基于Xilinx公司V4系列现场可编程门阵列(FPGA)和TI公司6000系列数字信号处理器(DSP)相结合的硬件电路方案。首先,在FPGA的控制下图像数据缓存到一片SDRAM中,同时读出另外一片SDRAM中缓存的图像,经乒乓操作存储到两块固态硬盘中。其次,DSP与上位机用百兆网连接,在上位机的控制下,DSP从外部存储器接口(EMIF)中获取图像数据后,发送给上位机完成实时显示或者存储图像回放的功能。实验表明:在相机分辨率为640×480、帧频为100f/s且像素为10位时,该系统可以不丢帧地完成图像存储任务。在不需要实时显示的应用场合,系统可以单独完成脱机存储任务,满足Base型Camera Link相机的便携存储要求。

高清图像跟踪器设计与实现

为了提高导引头中图像跟踪器的性能,选用具有Camera Link接口的高清摄像机作为图像跟踪器的视频输入。设计了一款以DSP+FPGA为核心架构的高清图像跟踪器;该图像跟踪器采用全数字式接口,实现了对图像数据的实时采集、目标跟踪、视频输出等功能。

目标二次提取法在高帧频视频跟踪器上的应用

为了提高光电跟踪系统的目标探测精度和系统响应速度,采用基于Camera Link接口的高清高帧频数字相机作为目标传感器,以DSP+FPGA作为核心处理器,采用目标二次提取法设计出高帧频视频跟踪器;此视频跟踪器结合DSP和FPGA在数据处理上的优势,将图像跟踪算法进行分解,FPGA通过硬件方式并行流水实现图像采集、图像预处理、图像存储、目标一次提取粗定位、图像叠加与显示等功能,DSP完成对目标二次准确提取;经实验验证,各功能单元达到预期效果,所设计的视频跟踪器图像处理能力强,满足实时、高精度的要求。

高清视频图像跟踪器硬件设计

阐述了高清视频图像跟踪器的硬件设计,以FPGA和DSP为核心,采用Cameralink接口技术,实现分辨率为1600×1200,帧频为68帧/s的高速高清视频图像的实时采集、目标跟踪、视频输出等功能。