專利名稱：一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置。
二、技術(shù)背景隨著遙感測(cè)量技術(shù)和光電測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，大面陣電容耦合器件(CCD)攝像機(jī)被廣泛應(yīng)用，由于分辨率高，在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的數(shù)字圖像信息，需要實(shí)時(shí)無(wú)損記錄到存儲(chǔ)設(shè)備中，這就要求存儲(chǔ)設(shè)備有很高的持續(xù)存儲(chǔ)速度，才能避免數(shù)據(jù)丟失，從而為數(shù)字圖像處理和分析創(chuàng)造條件，而且，為了對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示數(shù)字圖像無(wú)損記錄內(nèi)容是必須的。大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置是大面陣電容耦合器件(CCD)攝像機(jī)與數(shù)據(jù)處理終端之間的通道。
我們認(rèn)為與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是由中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所郝偉等同志于2005年4月發(fā)表在“光子學(xué)報(bào)”第34卷第4期606～608頁(yè)的題為“高速視頻硬盤記錄系統(tǒng)分析”的文章，其技術(shù)方案如圖1所示包括數(shù)字圖像采集卡1、外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)2、內(nèi)存3、外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)4、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器5、直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器6、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列7。CCD攝像機(jī)與數(shù)字圖像采集卡1相連，數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)字圖像采集卡1后通過(guò)外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)2進(jìn)入內(nèi)存3，然后由內(nèi)存3再把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)通過(guò)外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)4寫入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器5，然后由直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器6進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列7。從圖1中可以看出每一幅數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器5之前都要使用兩次外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)。由于外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)持續(xù)傳輸速度的限制，持續(xù)傳輸速度最大值只能達(dá)到51MB/s，不能滿足大面陣電容耦合器件(CCD)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)方案存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于改變無(wú)損記錄的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)兩次使用外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)而造成的處理速度不高問(wèn)題。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如圖2所示包括Camera link轉(zhuǎn)換芯片8、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10、直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列12、顯示器13、外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)14、內(nèi)存15、外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)16。
Camera link轉(zhuǎn)換芯片8的輸入端與外部的CCD攝像機(jī)的輸出端連接，輸出端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9的輸入端連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9的輸出端一路與小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10的輸入端連接，另一路與外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)16的輸入端連接；外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)16的輸出端與內(nèi)存15的輸入端連接，內(nèi)存15的輸出端與外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)14的輸入端連接，外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)14的輸出端與顯示器13的輸入端連接。CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)入到Camera link轉(zhuǎn)換芯片8，Camera link轉(zhuǎn)換芯片8把低功耗差分信號(hào)(LVDS)換成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管/晶體管-晶體管邏輯(COMS/TTL)信號(hào)，然后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9把數(shù)字圖像數(shù)據(jù)分為兩路，一路數(shù)字圖像數(shù)據(jù)直接進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10的輸出端與直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11輸入端連接，直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11的輸出端與小型計(jì)算機(jī)接口(SCSI)磁盤陣列12的輸入端連接。小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10按小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)協(xié)議實(shí)現(xiàn)直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11功能，然后由直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列12。小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列12是存儲(chǔ)空間。另一路數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)16進(jìn)入內(nèi)存15，然后經(jīng)過(guò)外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)14進(jìn)入顯示器13。
工作原理說(shuō)明數(shù)字圖像數(shù)據(jù)從CCD攝像機(jī)傳送到Camera link轉(zhuǎn)換芯片，經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)內(nèi)將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)分成二路，一路經(jīng)過(guò)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器完成向小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列寫入操作，這路數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，保存在小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像無(wú)損記錄；另一路數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)抽行、抽像素(兩行中選擇一行、兩個(gè)像素中選擇一個(gè)像素)處理后由外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)傳送到內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。
積極效果從圖2中可以看出原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)內(nèi)存，直接由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器，然后進(jìn)入小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列，在這種工作方式下處理速度由小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器的處理速度決定，不受外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)持續(xù)傳輸速度的限制，所以存儲(chǔ)速度比原有方式提高，可以達(dá)到120MB/s，是現(xiàn)有技術(shù)的2.5倍左右。實(shí)時(shí)顯示對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)字圖像無(wú)損記錄工作起到了很好的作用，由于抽行、抽像素處理后的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)是原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)分辨率的1/4，其持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率也降低1/4，只有30MB/s，即使其經(jīng)過(guò)兩次PCI接口，系統(tǒng)也有能力完成處理。
大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置的發(fā)明為高速數(shù)字圖像無(wú)損記錄和實(shí)時(shí)顯示提供可能，是光電測(cè)量技術(shù)的必備設(shè)備，并且已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，工作穩(wěn)定可靠。
四

圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖。
五具體實(shí)施例方式
本發(fā)明按圖2所示的結(jié)構(gòu)實(shí)施，其中Camera link轉(zhuǎn)換芯片8采用DS90CF386MTD。
現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)9采用Xinlix公司的XCV200E芯片。其配置芯片采用XCF04S。
小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器10采用Qlogic公司的FAS566 SCSI芯片。
直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器11包含在Qlogic公司的FAS566SCSI芯片中。
小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列12采用四塊Seagate公司(ST373207LC)SCSI磁盤。
顯示器13選用分辨率可以達(dá)到1280×1024的顯示器。
外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)14采用NVIDIA GeForce FX 5200。
內(nèi)存15采用512MB Kingston內(nèi)存。
外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)16的控制芯片采用Power PC IOP480-AB66PI芯片。
權(quán)利要求
1.一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置，包括外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)、內(nèi)存、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)磁盤陣列；其特征在于還包括Camera link轉(zhuǎn)換芯片(8)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)(9)、直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器(11)、顯示器(13)；Camera link轉(zhuǎn)換芯片(8)的輸入端與CCD攝像機(jī)的輸出端連接，輸出端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)(9)的輸入端連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)(9)的輸出端一路與小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器(10)的輸入端連接，另一路與外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)(16)的輸入端連接；外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)(16)的輸出端與內(nèi)存(15)的輸入端連接，內(nèi)存(15)的輸出端與外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)(14)的輸入端連接，外圍計(jì)算機(jī)接口(PCI)(14)的輸出端與顯示器(13)的輸入端連接；小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)控制器(10)的輸出端與直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器(11)輸入端連接，直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)控制器(11)的輸出端與小型計(jì)算機(jī)接口(SCSI)磁盤陣列(12)的輸入端連接。
全文摘要
一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置，屬于數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種裝置，要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大容量數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示裝置。技術(shù)方案包括轉(zhuǎn)換芯片、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口控制器、直接內(nèi)存訪問(wèn)控制器、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口磁盤陣列、顯示器、內(nèi)存、外圍計(jì)算機(jī)接口；轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與外部的CCD攝像機(jī)的輸出端連接，輸出端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸入端連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端一路與小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口控制器的輸入端連接，直到與磁盤陣列的輸入端連接，另一路與外圍計(jì)算機(jī)接口的輸入端連接，直到與顯示器連接。該裝置可實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像無(wú)損記錄與實(shí)時(shí)顯示。
文檔編號(hào)H04N5/765GK1897674SQ200510107788
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者劉巖俊, 王軍, 魏仲慧, 何昕, 扈雷 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所