远程多路视频采集传输与大场景拼接技术研究
发布时间：2021-09-19 15:42
在工业和军事等领域,常常需要实时获取远程大范围的场景,如工业园区监控、战场态势分析等。要得到远程高分辨率、大视场的图像,单个摄像头已经不能满足实际要求,而现有的全景摄像机和广角摄像机价格昂贵,采集到的图像存在严重畸变且拍摄距离近,也不能满足要求。因此,通过用多个普通摄像头采集视频,然后在远端进行拼接,从而获得远程、高质量、大场景视频的方法成为可行的解决方案,是目前大场景视频获取领域的研究热点。为实现多路视频的快速采集,并降低系统成本,本文设计了一种以FPGA为控制核心的多路视频采集系统。该系统主要包括摄像头采集模块、通道选择模块、视频解码模块、数据处理模块、视频缓存模块等。系统采用模拟摄像头获取视频;采用同时支持4路视频解码功能的TW2867芯片进行视频解码;采用两片DDR2芯片进行视频数据存储;使用Verilog语言完成了系统功能开发。为实现多路视频的快速远程传输,本文设计采用千兆以太网进行视频数据远程传输。首先,基于FPGA实现了与以太网PHY芯片RTL8211EG的GMII接口,完成了PHY芯片控制器模块的设计;然后,基于该模块,采用状态机实现了基于UDP网络协议的视频流数据以太...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TW2867视频解码芯片内部结构
VINi(i=1~4)为四路视频输入接口，每路可通过配置寄存器来决定是 A输入还是 B 输入；BT.656 接口既可以输出标准的四路 BT.656 格式视频流，也可以配合 54/108MHz 时钟将两路或四路视频时分复用到一路输出；MPP 接口是可配置的具有特殊用途的扩展口，通过 MPP 接口可输出 HS/VS/FLD 等视频同步信号，这些信号也可以通过解析 BT.656 格式获得；时钟端口中的 XTI 和 XTO 用于连接晶振（27MHz 或 54MHz），CLKPOn 和 CLKNOn 作为视频流同步时钟，可配置成 27/54/108MHz 时钟输出；主机控制接口用于外部主机与 TW2867 串行通信，SCLK/SDAT 为 I2C 配置总线的时序线和数据线。2.2.2 I2C 配置模块根据设计需求及芯片手册中各寄存器功能对寄存器进行配置，I2C 总线支持的最大通信速率是 400Kbit/s，并支持寄存器的按序递增连续读写，I2C 读写时序如图 2.3、图 2.4 所示：
配置的具有特殊用途的扩展口，通过 MPP 接口可输出 HS/VS/FLD 等视频同步信号，这些信号也可以通过解析 BT.656 格式获得；时钟端口中的 XTI 和 XTO 用于连接晶振（27MHz 或 54MHz），CLKPOn 和 CLKNOn 作为视频流同步时钟，可配置成 27/54/108MHz 时钟输出；主机控制接口用于外部主机与 TW2867 串行通信，SCLK/SDAT 为 I2C 配置总线的时序线和数据线。2.2.2 I2C 配置模块根据设计需求及芯片手册中各寄存器功能对寄存器进行配置，I2C 总线支持的最大通信速率是 400Kbit/s，并支持寄存器的按序递增连续读写，I2C 读写时序如图 2.3、图 2.4 所示：图 2.3 I2C 写时序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIFT变换和RBF神经网络的彩色全景图拼接算法[J]. 唐艳,孙刘杰,王勇. 包装工程. 2018(21)
[2]基于小波域改进SURF的遥感图像配准算法[J]. 吴一全,王志来. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(10)
[3]基于改进SURF-BRISK算法的航拍图像拼接方法[J]. 黄钰雯,胡立坤,卢泉,陈卉. 广西大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]二值化的SIFT特征描述子及图像拼接优化[J]. 李倩,江泽涛. 中国图象图形学报. 2016(12)
[5]一种改进的SIFT图像立体匹配算法[J]. 李丹,孙海涛,王海莉. 西南交通大学学报. 2015(03)
[6]基于CH315G芯片的USB远距离传输方案的设计实现[J]. 李晓斌,赵浪涛,邢敬宏. 自动化与仪器仪表. 2015(04)
[7]FPGA可编程逻辑单元测试方法研究[J]. 邱云峰,秦鲁东. 计算机与数字工程. 2015(01)
[8]图像融合研究综述[J]. 朱炼,孙枫,夏芳莉,韩瑜. 传感器与微系统. 2014(02)
[9]BT.656数字视频流的处理及其硬件实现[J]. 刘云川,龚向东. 液晶与显示. 2013(02)
[10]一种改进的快速SURF算法[J]. 杜冬梅,王红旗,田昆鹏,姜磊. 科学技术与工程. 2013(05)
硕士论文
[1]基于FPGA的万兆以太网解帧器的设计与实现[D]. 曲帅.河北大学 2017
[2]全景视频图像融合与拼接算法研究[D]. 彭凤婷.电子科技大学 2017
[3]基于圆柱面的快速全景图像拼接算法研究[D]. 任刚.杭州电子科技大学 2017
[4]IP网络流量分析系统的设计与实现[D]. 袁灿.北京邮电大学 2016
[5]基于FPGA的千兆以太网相机的传输系统研究[D]. 沈淦松.电子科技大学 2013
[6]视频拼接实现过程的研究[D]. 刘强.西南交通大学 2008
[7]多路远程监控系统（客户端）的设计与实现[D]. 雷刚勇.电子科技大学 2006
本文编号：3401887
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TW2867视频解码芯片内部结构
VINi(i=1~4)为四路视频输入接口，每路可通过配置寄存器来决定是 A输入还是 B 输入；BT.656 接口既可以输出标准的四路 BT.656 格式视频流，也可以配合 54/108MHz 时钟将两路或四路视频时分复用到一路输出；MPP 接口是可配置的具有特殊用途的扩展口，通过 MPP 接口可输出 HS/VS/FLD 等视频同步信号，这些信号也可以通过解析 BT.656 格式获得；时钟端口中的 XTI 和 XTO 用于连接晶振（27MHz 或 54MHz），CLKPOn 和 CLKNOn 作为视频流同步时钟，可配置成 27/54/108MHz 时钟输出；主机控制接口用于外部主机与 TW2867 串行通信，SCLK/SDAT 为 I2C 配置总线的时序线和数据线。2.2.2 I2C 配置模块根据设计需求及芯片手册中各寄存器功能对寄存器进行配置，I2C 总线支持的最大通信速率是 400Kbit/s，并支持寄存器的按序递增连续读写，I2C 读写时序如图 2.3、图 2.4 所示：
配置的具有特殊用途的扩展口，通过 MPP 接口可输出 HS/VS/FLD 等视频同步信号，这些信号也可以通过解析 BT.656 格式获得；时钟端口中的 XTI 和 XTO 用于连接晶振（27MHz 或 54MHz），CLKPOn 和 CLKNOn 作为视频流同步时钟，可配置成 27/54/108MHz 时钟输出；主机控制接口用于外部主机与 TW2867 串行通信，SCLK/SDAT 为 I2C 配置总线的时序线和数据线。2.2.2 I2C 配置模块根据设计需求及芯片手册中各寄存器功能对寄存器进行配置，I2C 总线支持的最大通信速率是 400Kbit/s，并支持寄存器的按序递增连续读写，I2C 读写时序如图 2.3、图 2.4 所示：图 2.3 I2C 写时序
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIFT变换和RBF神经网络的彩色全景图拼接算法[J]. 唐艳,孙刘杰,王勇. 包装工程. 2018(21)
[2]基于小波域改进SURF的遥感图像配准算法[J]. 吴一全,王志来. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(10)
[3]基于改进SURF-BRISK算法的航拍图像拼接方法[J]. 黄钰雯,胡立坤,卢泉,陈卉. 广西大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]二值化的SIFT特征描述子及图像拼接优化[J]. 李倩,江泽涛. 中国图象图形学报. 2016(12)
[5]一种改进的SIFT图像立体匹配算法[J]. 李丹,孙海涛,王海莉. 西南交通大学学报. 2015(03)
[6]基于CH315G芯片的USB远距离传输方案的设计实现[J]. 李晓斌,赵浪涛,邢敬宏. 自动化与仪器仪表. 2015(04)
[7]FPGA可编程逻辑单元测试方法研究[J]. 邱云峰,秦鲁东. 计算机与数字工程. 2015(01)
[8]图像融合研究综述[J]. 朱炼,孙枫,夏芳莉,韩瑜. 传感器与微系统. 2014(02)
[9]BT.656数字视频流的处理及其硬件实现[J]. 刘云川,龚向东. 液晶与显示. 2013(02)
[10]一种改进的快速SURF算法[J]. 杜冬梅,王红旗,田昆鹏,姜磊. 科学技术与工程. 2013(05)
硕士论文
[1]基于FPGA的万兆以太网解帧器的设计与实现[D]. 曲帅.河北大学 2017
[2]全景视频图像融合与拼接算法研究[D]. 彭凤婷.电子科技大学 2017
[3]基于圆柱面的快速全景图像拼接算法研究[D]. 任刚.杭州电子科技大学 2017
[4]IP网络流量分析系统的设计与实现[D]. 袁灿.北京邮电大学 2016
[5]基于FPGA的千兆以太网相机的传输系统研究[D]. 沈淦松.电子科技大学 2013
[6]视频拼接实现过程的研究[D]. 刘强.西南交通大学 2008
[7]多路远程监控系统（客户端）的设计与实现[D]. 雷刚勇.电子科技大学 2006
本文编号：3401887
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