复杂可编程逻辑器件在图像采集视频捕获中的应用new

1、专业高清音视频流媒体采集卡供应商：SP高速多路音频采集卡的硬件设计关键词：多路音频采集卡;音频采集;USB数据采集技术是一项基本的实用性技术，已被广泛地应用于测量、检测、控制、诊断等各个领域。近20年来，数据采集技术由于采用了微机等一系列新技术，得到了飞速的发展。随着电子技术，计算机技术和通信技术的迅猛发展，国内外用数字信号处理的办法检测，采集，分析，处理各种数据已经成为一种趋势，而运用数字信号处理的方法对现场采集的音频信号进行实时分析，为现场状况的预测提供精确的数据分析依据，现己经在故障检测、灾害预防、军事等方面得到了广泛的应用，并且已取得良好的效果和成就。多路音

2、频采集卡USB接口通讯模块由于DSP数据吞吐量很大，而RS232通信方式了上位机与数据采集系统之间的数据交换。因此，系统S进行升级的一个重要方面就是解决D P与上位机的通信问题。U SB作为一种全新的总线为解决上述问题提供了有效的方案，特别是它具有的即插即用功能，使得用便携式电脑代替上位机成为可能，也为便携式仪表与PC机互联提供了简洁途径。多路音频采集卡系统采用PDIUSBDl2芯片。它是一款性价比很高的USB器件，支持多路复用、非多路复用和DMA并行传输。该芯片采用+5V电源供电，6MHz的无源振作时钟。D 2有一个专用于区分命令和数据的输入引脚A0，DSP可以通过将A0置为“1”，向D12

3、发送命令而将A0置为“0”则可以发送或读回数据。本文介绍了一种基于TMS320VC5402实时集系统的多路音频采集卡，较详细地介绍了系统硬件部分设计，电路简单，结构清晰，易于实现。多路音频采集卡系统以DSP芯片为核心，具有很强的数据采集处理能力和灵活的外围接口电路，该系统已经在实验室的科研和教学中发挥作用。随着D SP性能的不断增强，多路音频采集卡系统可实现的功能将进一步扩展。数字图像处理技术把来自照相机、摄像机或者传真扫描装置、医用CT机、x光机等的图像，经过数学变换后得到数字图像信息，再由计算机进行编码、滤波、增强、复原、压缩、存储等处理，最后产生可视图像，这种技术称为图像处理(Image

4、 Processing)。图像处理技术在通信科学、生产与管理、多媒体技术、高清晰度电视、医用图像处理、商品电子化、目标跟踪等领域得到了广泛的应用。图像处理 DSP图像采集处理一般图像处理都是采用通用的或专用的DSP芯片，随着高清的不断的需求，DSP处理的高清VGA采集卡也出现了。DSP处理，顾名思义，他处理图像的方式是通过视频采集卡自带的硬件元件完成的。DSP是基于可编程超大规模集成电路和计算机技术发展起来的一门重要技术，DSP芯片的快速数据采集与处理功能以及片上集成的各种功能模块为DSP应用于各种场合提供了极大的方便，在采集图像的过程中，最主要的工作是判别一帧图像数据的开始和结束的时刻。视频

5、采集芯片实现行、场数据延时，并分奇、偶场数据分离存放，DSP选择读取采集到的奇、偶场数据统一或分别进行处理，从而得到多分辨率图像数据。DSP发开始采集指令，A./D开始采集，将A/D输出的控制、状态信号接入CPLD，由CPLD控制将转换后的数字信号存储到高速大容量SRAM(ODD和EVEN)中，直到一帧图像数据存储完毕后。另外DSP压缩卡还有另外一大优势，对主板性能要求低，对PCI总线带宽要求低些(视频采集卡采集到的数据是通过主板的PCI等传到计算机上的，如果数据量大的话主板就有可能处理不过来，传输到计算机的图像数据就会有所丢失，导致显示出来的图像出现拉丝的现实。而硬压卡传过来的数据是被DSP

6、处理过的，相对的数据量比较少，对主板性能的要求也就比较小。这个就是我们常遇到的主板跟软压卡兼容性的问题)。FPGA视频信号处理 FPGA高清视频采集随着数字多媒体技术的不断发展，数字图像处理技术被广泛应用于可视电话、电视会议、监控系统等各种民用、商用及工业生产领域中。但在这些数字图像处理系统中，一个突出的问题就数据量庞大，特别是在图像帧率及分辨率要求比较高的场合下，仅用专用的视频压缩芯片(Video ASIC)、专用的视频信号处理器(Video DSP)或通用的高性能数字信号处理芯片(DSP)，均无法获得令满意的效果。近年来，高清视席卷视频市场，传统的模拟摄像机也在寻找新的出路提升图像质量，采

7、用非压缩方案的高清模拟摄像机成为首选。一般来说，非压缩方案的硬件平台有DSP或ASIC或FPGA。它们各有优缺点，FPGA是现场可编程门阵列，兼顾了实时性与灵活性，而且还可以内嵌CPU，因此适合用来做高清视频图像处理。20世纪90年代以后，可编程逻辑器件的广泛应用于视频图像采集，视频采集系统是视频采集功能的FPGA(现场可编程门阵列)前端系统，是视频图像处理、应用的前项通道。编程视频输入处理芯片作为视频的输入处理部分，用来实现模拟输入视频信号的数字化。系统上电时，FPGA首先从外部配置芯片中读取配置数据，进入工作模式状态。可编程视频输入处理芯片初始化结束后，FPGA等待采集图像的命令，FPGA

8、收到采集命令后，视频信号将进入视频解码器，可编程视频输入处理芯片进行A/D转换，以将模拟信息变成标准的数字图像信息。转换成数字图像数据，然后通过FPGA内部的BURST传输写到SDRAM，在SDRAM内部开辟数据空间作为图像数据缓存用于数据采集和显示，数据可以不间断地采集和显示，通过SDRAM缓存乒乓操作。FPGA输出的视频数据经过编码器编码后形成串行码流，然后经过同轴电缆线传输到具有相应接口的显示器显示。FPGA的灵活性极大程度的保护了用户的资产价值，同三维高清两路DVI / VGA / HDMI 采集卡耗用CPU时间的缩放和去隔行等图像处理在FPGA内完成，极大的减少了CPU的负担，同时高

9、效率 DMA传输方式进一步解放了CPU的能力，从而让CPU专注与用户指定的工作，通过Firmware/Driver升级的方式不断给用户提供更多的功能和更好的服务。尤其是T306E专业流媒体采集卡，是同三维自主研发自主设计，功能全面、性能稳定、兼容性广、效果佳的一款广播级流媒体视频卡。采用专业音视频解码器+FPGA+DDR2方式实现，将图像算法集成到FPGA中对图像进行专业的处理，成功解决了传统多路视频采集ASIC方案存在的种种问题，能完美地同步完成对音频视频流的数字化采集任务。这款广播级的T306E专业流媒体采集卡，相对于目前市面上其他多路视频采集卡，采集效果更佳，图像显示更为清晰，音频效果更

10、好，兼容和二次开发更简便。并且提供给OEM厂商和系统集成商一个高性能、易扩展、稳定的解决方案，满足了不断增长的如何在合理的价位增长的对音视频进行高质量的数字化、记录、控制、回放的需求。图示：T306E专业流媒体采集卡可升级性板卡带有FPGA方案，可以通过FPGA的灵活性极大程度的保护了用户的资产价值，我们通过Firmware/Driver升级的方式不断给用户提供更多的功能和更好的服务。画质好采用10bit采样精度 的4倍过采样AD转化器，5线自适应梳状滤波器等技术，保障了画面细节丰富，信噪比高，并最大程度的减少了色边的出现。同时FPGA内实现的5-Tap缩放和运动自适应去隔行技术进一步保障了画质。音质好采用96KHz采样率，24bit采样精度AD转换器，实测信噪比在90db以上。高性能采用专业音视频解码器+FPGA+DDR2，耗用CPU时间的缩放和去隔行等图像处理在FPGA内完成，极大的减少了CPU的负担，同时高效率 DMA传输方式进一步解放了CPU的能力，从而让C