采用低成本FPGA構(gòu)建IP監(jiān)視攝像系統(tǒng)

　　IP監(jiān)視攝像機(jī)參考設(shè)計

　　圖1所示為IP監(jiān)視攝像機(jī)參考設(shè)計的頂層結(jié)構(gòu)圖和硬件，它主要面向新一代HD(>1MP)WDR傳感器。IP監(jiān)視攝像機(jī)參考設(shè)計結(jié)合了Altera以及多家合作伙伴的硬件和軟件知識產(chǎn)權(quán)?！　?/p>

 　　圖2顯示了參考設(shè)計的硬件平臺，基于Cyclone III EP3C120開發(fā)板。Aptina WDR傳感器像素數(shù)據(jù)被送入Apical的圖像傳感器流水線(ISP)。輸出數(shù)據(jù)是YUV 4:2:0格式，寫入到外部DDR2 SDRAM的幀緩沖中，它使用了Altera視頻和圖像處理(VIP)套裝提供的組件。然后，使用EyeLytics提供的內(nèi)核，以H.264格式對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，支持(在這一應(yīng)用中)3級基線/主要類視頻流，通過以太網(wǎng)在遠(yuǎn)程主機(jī)上觀看。散射收集直接存儲器訪問(SGDMA)控制器支持Altera三速以太網(wǎng)(TSE)MegaCore功能，將編碼后的視頻流通過以太網(wǎng)傳送到遠(yuǎn)程客戶端。

　　寬動態(tài)范圍傳感器

　　Aptina MT9M033是0.33" 720p60 WDR CMOS傳感器，主要用于監(jiān)視攝像機(jī)市場。傳感器和鏡頭組合安裝在“頂板”上，通過I/O轉(zhuǎn)換板將其連接至Cyclone III EP3C120開發(fā)板。

　　圖像傳感器流水線

　　CMOS WDR傳感器沒有片內(nèi)圖像流水線處理功能，以RAW/Bayer格式輸出圖像數(shù)據(jù)，每像素為20比特。可以采用下式來計算傳感器輸出的大量原始數(shù)據(jù)：20比特/像素x(1280x720)像素/幀x60幀/s=>1Gbit/s。由于數(shù)據(jù)量過大，因此很難將新一代WDR傳感器連接至監(jiān)視解決方案中經(jīng)常使用的ASSP。因此，F(xiàn)PGA是高效處理數(shù)據(jù)的理想選擇。Apical的ISP(圖3)包括以下功能：

　　● 去除熱點(diǎn)像素，抑制噪聲(提供空間和時域IP內(nèi)核)。
　　● 使用Apical獲獎的專利Iridix IP內(nèi)核實(shí)現(xiàn)單位像素高級色調(diào)映射功能
　　● 高級去馬賽克和顏色校正