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多路视频实时采集系统以其能同时获取大量而完整的视频信息成为立体视觉技术的前提条件,而其海量的数据存储和高速的数据传输速率成为立体视觉技术发展的一大难题。本文研制了一个基于在线压缩的立体视频流获取系统,采用了高速CMOS成像器件、高速数据接口和有效的硬件压缩方法,较好的解决了海量高速数据采集和传输的问题。本文采用满足立体平行轴摄像模型的双路CMOS摄像头组、作为视频数据采集处理及传输核心的可编程逻辑器件FPGA,并且创新性的使用了一种基于硬件的新型立体压缩算法,在没有任何信息损失或信息损失较小的基础上较大程度的降低了数据存储和传输的负担。文中对系统的硬件组成和逻辑电路设计进行了详细的讨论。
在系统的硬件设计中,我们采用CMOS视频传感器OV9620作为成像芯片获取视频数据,并将经过片上A/D转换的数字信号直接输入Altera公司Cyclone系列的可编程逻辑器件中,最后经过PCI-PCI Express桥接芯片PEX8111输出数据到电脑主板上的PCI Express插槽中,完成成像到传输的过程。
逻辑设计方面,在QuartusⅡ平台上使用VHDL,硬件描述语言开发了所有程序。其中,专用的SCCB接口负责CMOS传感器内部寄存器的初始化工作,PCI局部总线接口的IP核完成数据交付,片上RAM的合理分配和读写操作,以及游程长度编码实现立体视频对的实时压缩逻辑电路设计,并给出了仿真时序图和相关说明。
最后,在上述逻辑和硬件设计的基础上,对整个系统进行了调试,能正常显示视频,数据传输速率达到1.25Gb/s,结果表明了软硬件设计的正确性。
该系统的优点在于作为一个基于双目立体视觉的立体视频系统原型,在软硬件上易于扩展为多路视频传感器系统,其数据压缩比可动态控制。