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基于FPGA的图像采集与传输

徐世林  
【摘要】:随着电子技术与计算机科学的不断发展,计算机视觉的发展已俨然成为了一个非常重要的发展方向。不管是传统的监控行业还是新兴的物联网、自动驾驶、高速卡口检测等新兴行业,计算机视觉都是必不可少的组件,而这个组件的基础就是图像的采集与传输。随着计算机视觉与图像处理技术的发展,以及高性能硬件的普及使得人们对于图像的要求也越来越严格,并且对图像展示方式的灵活性也有更多的要求。而传统的以DSP或单片机为基础的图像采集已经很难达到要求,以VGA接口、HDMI接口显示的方式具有的灵活性也非常有限。在这种背景下,设计了一种基于FPGA的图像采集与传输系统,该系统除了能使用传统的VGA接口、HDMI接口等方式显示外,还可以通过以太网传输至网络。以FPGA处理器为采集和传输的基础,克服了使用专用硬件灵活性不足且昂贵的缺点,并且利用FPGA的并行性可以实现高清的图像采集系统,此外,如果有需要的话还能对其进行快速地处理。通过千兆以太网传输的方式,可以在远程终端实现灵活的展示方式,如通过多终端的应用软件或通过网页的方式呈现。在Xilinx Spartan6处理器上实现了图像采集、显示和传输的功能,并开发了一个简单的PC上位机程序,用来展示从网络接收到的图像数据。这种系统不仅可以用在传统的视频监控行业中,还能运用在机器学习、人工智能等方面。因为FPGA并行的特点,使其成为机器学习算法运行的绝佳平台,图像采集与传输系统相当于这些算法的输入和输出,是必不可少的条件。


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