基于GigE协议图像传输系统实现
发布时间：2021-08-27 13:59
图像是人类感知世界的视觉基础,是我们获取、表达和传递信息的重要载体。图像信息的获取和处理无疑是人工智能技术的重要组成部分。人们对图像传输处理的实时性,可靠性以及传输距离等方面有着不同程度的需求。在此背景下,国际自动化成像协会提出和制定了一种基于千兆以太网通信协议的相机接口标准:Gig E Vision协议。Gig E Vision协议是由GVSP（数据流协议）和GVCP（控制协议）两大部分组成,它是基于TCP/IP中的UDP协议,蕴含着改善UDP缺少握手确认的机制;当前,该协议主要是作为一种接口标准应用于对实时性要求极高的场合,因而一般不实现图像报文丢失后重新找回报文的存储机制。本文使用FPGA（现场可编程门阵列）设计和实现了该协议的数据流协议部分,按电路功能可大致分为图像采集预处理电路、图像存储并重发的控制器电路、网络报文解析电路以及与控制协议的通讯接口模块电路四大部分。本文首先分析了各部分模块的功能需求,根据模块的功能进行了详细的逻辑设计;为了实现重新找回丢失的图像报文的功能,改善UDP协议缺少握手机制的缺陷,本文围绕SDRAM存储芯片设计和实现了基于数据流协议的存储接口电路及其接...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图像采集输出仿真波形
图 3-12 伽马曲线配置波形图 3-13 伽马校正输入输出波形考虑摄像机在不同光强场合输出的图像或暗或亮，需要调整图像传感器的相关寄存器增加或减少曝光度，引入曝光增益模块对感兴趣的矩形区域计算其像素平均值，最大值和最小值，MCU 系统根据这三个值，对本系统发出调整配置曝光度的寄存器地址数据信息，增加或减少曝光度。感兴趣的区域是由 MCU系统通过配置原点、宽和高度指定的。上电默认是一帧图像。在允许一定误差情况下，根据公式 3-1 至公式 3-5 的推倒：
图 3-13 伽马校正输入输出波形考虑摄像机在不同光强场合输出的图像或暗或亮，需要调整图像传感器的相关寄存器增加或减少曝光度，引入曝光增益模块对感兴趣的矩形区域计算其像素平均值，最大值和最小值，MCU 系统根据这三个值，对本系统发出调整配置曝光度的寄存器地址数据信息，增加或减少曝光度。感兴趣的区域是由 MCU系统通过配置原点、宽和高度指定的。上电默认是一帧图像。在允许一定误差情况下，根据公式 3-1 至公式 3-5 的推倒：S(n)(aaa......a)/n,012(n-1) （3-1）nS(n)(aaa......a),012(n-1) （3-2）(n-1)S(n-1)(aaa......a),012(n-2) （3-3）nS(n)-(n-1)S(n-1)a,(n-1) （3-4）S(n)(n-1)S(n-1)/na/n(n-1) （3-5）求解平均值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ping命令下多媒体网络故障被动诊断方法仿真[J]. 雷小朋,王长清. 计算机仿真. 2017(08)
[2]数据采集系统中SDRAM控制器的FPGA设计[J]. 雷能芳. 电子设计工程. 2017(15)
[3]基于动态优先级的数据中心网络闲时感知TCP协议[J]. 刘洪,伊鹏,胡宇翔. 计算机应用研究. 2018(01)
[4]基于千兆网的FPGA多通道数据采集系统设计[J]. 史鹏腾. 电子科技. 2015(02)
[5]机器视觉技术在生产制造智能化进程中的发展应用[J]. 马贺贺,齐亮,张茂松,汤雪华. 装备机械. 2014(03)
[6]TCP/IP网络体系结构分层研究[J]. 彭赟,刘志雄,刘晓莉,孙云莲,査晓明,饶凌平. 中国电力教育. 2014(15)
[7]基于以太网的高速图像传输的研究与实现[J]. 孙海超,陈春宁,田睿,邸男,韩广良. 计算机技术与发展. 2014(03)
[8]基于Nios Ⅱ和GigE Vision的图像采集系统[J]. 熊如刚,闫连山,赵明杰. 电子测量技术. 2013(04)
[9]基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现[J]. 武震,郎维燕. 北华航天工业学院学报. 2012(05)
[10]移动地理信息系统中的多源异构数据融合模型[J]. 李文闯,章永平,潘瑜春. 计算机应用. 2012(09)
硕士论文
[1]基于UDP的监控系统可靠传输协议的设计与实现[D]. 冯浩.西安电子科技大学 2015
[2]基于FPGA和千兆以太网（GigE）的图像处理系统设计[D]. 李航.南京理工大学 2014
[3]高帧高清CMOS工业摄像机设计与实现[D]. 丛培超.大连理工大学 2013
[4]工业检测中的线阵CCD相机系统设计与研究[D]. 刘栋铖.南京理工大学 2013
[5]TFT光电曲线GAMMA校正[D]. 叶达文.哈尔滨工业大学 2012
[6]基于IEEE802.3标准的以太网数据帧格式的封装实现[D]. 郭晓宇.北京交通大学 2008
[7]高性能数码相机自动曝光算法研究与实现[D]. 梁佳毅.复旦大学 2008
[8]基于DSP的光学图像处理系统的设计与应用[D]. 丁欣.南京航空航天大学 2008
本文编号：3366481
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图像采集输出仿真波形
图 3-12 伽马曲线配置波形图 3-13 伽马校正输入输出波形考虑摄像机在不同光强场合输出的图像或暗或亮，需要调整图像传感器的相关寄存器增加或减少曝光度，引入曝光增益模块对感兴趣的矩形区域计算其像素平均值，最大值和最小值，MCU 系统根据这三个值，对本系统发出调整配置曝光度的寄存器地址数据信息，增加或减少曝光度。感兴趣的区域是由 MCU系统通过配置原点、宽和高度指定的。上电默认是一帧图像。在允许一定误差情况下，根据公式 3-1 至公式 3-5 的推倒：
图 3-13 伽马校正输入输出波形考虑摄像机在不同光强场合输出的图像或暗或亮，需要调整图像传感器的相关寄存器增加或减少曝光度，引入曝光增益模块对感兴趣的矩形区域计算其像素平均值，最大值和最小值，MCU 系统根据这三个值，对本系统发出调整配置曝光度的寄存器地址数据信息，增加或减少曝光度。感兴趣的区域是由 MCU系统通过配置原点、宽和高度指定的。上电默认是一帧图像。在允许一定误差情况下，根据公式 3-1 至公式 3-5 的推倒：S(n)(aaa......a)/n,012(n-1) （3-1）nS(n)(aaa......a),012(n-1) （3-2）(n-1)S(n-1)(aaa......a),012(n-2) （3-3）nS(n)-(n-1)S(n-1)a,(n-1) （3-4）S(n)(n-1)S(n-1)/na/n(n-1) （3-5）求解平均值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ping命令下多媒体网络故障被动诊断方法仿真[J]. 雷小朋,王长清. 计算机仿真. 2017(08)
[2]数据采集系统中SDRAM控制器的FPGA设计[J]. 雷能芳. 电子设计工程. 2017(15)
[3]基于动态优先级的数据中心网络闲时感知TCP协议[J]. 刘洪,伊鹏,胡宇翔. 计算机应用研究. 2018(01)
[4]基于千兆网的FPGA多通道数据采集系统设计[J]. 史鹏腾. 电子科技. 2015(02)
[5]机器视觉技术在生产制造智能化进程中的发展应用[J]. 马贺贺,齐亮,张茂松,汤雪华. 装备机械. 2014(03)
[6]TCP/IP网络体系结构分层研究[J]. 彭赟,刘志雄,刘晓莉,孙云莲,査晓明,饶凌平. 中国电力教育. 2014(15)
[7]基于以太网的高速图像传输的研究与实现[J]. 孙海超,陈春宁,田睿,邸男,韩广良. 计算机技术与发展. 2014(03)
[8]基于Nios Ⅱ和GigE Vision的图像采集系统[J]. 熊如刚,闫连山,赵明杰. 电子测量技术. 2013(04)
[9]基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现[J]. 武震,郎维燕. 北华航天工业学院学报. 2012(05)
[10]移动地理信息系统中的多源异构数据融合模型[J]. 李文闯,章永平,潘瑜春. 计算机应用. 2012(09)
硕士论文
[1]基于UDP的监控系统可靠传输协议的设计与实现[D]. 冯浩.西安电子科技大学 2015
[2]基于FPGA和千兆以太网（GigE）的图像处理系统设计[D]. 李航.南京理工大学 2014
[3]高帧高清CMOS工业摄像机设计与实现[D]. 丛培超.大连理工大学 2013
[4]工业检测中的线阵CCD相机系统设计与研究[D]. 刘栋铖.南京理工大学 2013
[5]TFT光电曲线GAMMA校正[D]. 叶达文.哈尔滨工业大学 2012
[6]基于IEEE802.3标准的以太网数据帧格式的封装实现[D]. 郭晓宇.北京交通大学 2008
[7]高性能数码相机自动曝光算法研究与实现[D]. 梁佳毅.复旦大学 2008
[8]基于DSP的光学图像处理系统的设计与应用[D]. 丁欣.南京航空航天大学 2008
本文编号：3366481
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