基于FPGA的远程图像采集系统设计

图像信息的获取和传输是图像处理系统的重要组成部分，直接影响图像处理系统的性能。图像信息的采集包括对图像数据、各种附带参数信息以及状态控制信号的采集，一般图像信号和状态参数信号以及控制信号是独立产生的，因此需要设计一种系统能够将外部设备产生的图像数据和状态控制信号同步采集，并能长距离高速传输，综合考虑到图像采集系统所要求的实时性，可靠性，以及FPGA在数字电路的设计中的优势，为此本文讨论了一种利用FPGA实现基于LVDS的图像数据采集传输技术。

　　系统设计

　　高速图像数据的采集传输系统如图1 所示，主要包括图像数据源的形成、数据信息的处理和缓存以及帧数据的转发三部分。其中，图像数据源的形成过程中，成像设备作为图像数据的来源，它为系统提供高分辨率的可见光和红外图像，考虑系统的实时性和高可靠性因素，采用LVDS传输接口实现数据长距离高速传输，解决了传输瓶颈问题，图像数据在进入FPGA之前需通过数据格式转换接口(采用MAX9218实现)将串行的数据转换为并行数据并缓存。

  

　　数据信息的处理由协处理器FPGA完成，主要包括图像数据及相关参数信息的采集、缓存、组帧和图像数据的转发。其中图像数据的组帧过程最为复杂， FPGA根据图像源中帧同步、行同步、图像选择信号接收解串图像，存储至缓存区，并将图像附带的参数信息写入缓存后部，经组帧状态机形成所需的图像数据帧。

　　图像数据帧形成后，转发存储至乒乓结构的帧存储器，其容量为：512×512×8bit=2Mb。同时硬件逻辑自动将图像和配套参数信息数据通过LVDS图像发送接口发送至数据链，图像数据再次以串行的LVDS方式传输到后续设备进行处理。

基于FPGA的远程图像采集系统设计