基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统

发布时间：2025-02-08 21:20

　　随着5G通信、人工智能等技术的蓬勃发展,超高清视频作为信息呈现和传播的主要载体,与医疗健康、辅助驾驶、安防监控等领域结合成为发展趋势。由于传统的单视频源采集与视频压缩传输的方式,难以满足诸多场景的应用需求,本文设计了一套基于CMOS图像传感器的多路超高清视频采集与传输系统。该系统以CMOS图像传感器为视频采集元件,融合万兆以太网通信技术,实现了多路超高清视频的并行采集与非压缩超高清视频的远距离实时传输。硬件系统包括传感器子板与核心处理板两块印制电路板,以集成FPGA与ARM架构的ZYNQ-7000系列片上系统为核心处理器,支持4路超高清CMOS图像传感器并行采集,搭载2路万兆以太网,最大视频传输带宽可达20Gbps。整套平台包含14路电源,818个元器件,2963个信号网络,其中包括4对传输速率为10.3125Gbps的SFP+信号,60对最高传输速率为1.5Gbps的MIPI D-PHY信号以及32根传输速率为1066Mbps的DDR3信号。因此,在硬件设计过程中,充分考虑了信号完整性、电源完整性以及电磁兼容性问题,并借助理论分析与仿真等手段,完成10层核心处理板与4层传感器子板的硬件...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1系统各功能模块连接示意图

华东师范大学硕士学位论文122.1.2系统总体架构根据2.1.1节所述的功能需求，将超高清视频采集与传输系统的硬件平台划分为采集模块、控制模块、核心处理器模块、显示模块、缓存模块及通信模块六个部分，各模块之间的连接关系如图2-1所示。系统工作过程设计如下：核心处理器接收并解析上位....

图2-2系统总体架构

华东师范大学硕士学位论文14图2-2系统总体架构2.2核心模块方案设计本节将围绕图像传感器方案、核心处理器方案、板间互连方案、视频采集接口方案、视频本地缓存方案、视频本地显示方案、视频高速传输方案以及上位机程序设计方案展开介绍。2.2.1图像传感器方案图像传感器是一种将光学图像转....

图2-3AR1337内部结构图

华东师范大学硕士学位论文15图2-3AR1337内部结构图如前文所述，高分辨率CMOS图像传感器广泛采用MIPICSI-2接口作为数据传输接口，该接口根据物理层信号电气特性的不同，可以细分为M-PHY、C-PHY和D-PHY三种，AR1337图像传感器采用D-PHY接口。根据MI....

图2-4MIPID-PHY接口电平标准

华东师范大学硕士学位论文15图2-3AR1337内部结构图如前文所述，高分辨率CMOS图像传感器广泛采用MIPICSI-2接口作为数据传输接口，该接口根据物理层信号电气特性的不同，可以细分为M-PHY、C-PHY和D-PHY三种，AR1337图像传感器采用D-PHY接口。根据MI....

本文编号：4032005