一種基於fpga的多路視頻採集及顯示系統的製作方法

2023-07-06 16:46:36

專利名稱：一種基於fpga的多路視頻採集及顯示系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及視頻監控技術領域，尤其是涉及一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統。
背景技術：
研究人員在實驗室做實驗的過程中，經常需要對多個儀器設備的數據或者狀態進行實時觀察，作為對當前實驗狀態人為判斷的依據，尤其在一些較為大型的實驗中，待觀察點較多，一名實驗員無法同時觀測多個點的數據與狀態信息，導致錯過了一些重要的、瞬間的實驗現象，為實驗工作的成功造成困擾，比如在過程控制實驗工作中，研究人員需要對多個執行機構的實時運動狀態以及電壓、電流等信息進行實時觀察，用以判斷整個調節系統的參數設計是否合理。應用多路視頻採集、集中顯示的方式無疑是比較好的解決辦法，對於上述情況，只需要將實物通過光電轉換後把視頻信號傳輸到顯示設備即可，不需要不必要的一些功能，功能越多造價越高，操作越複雜，浪費寶貴的科研經費，現有技術中還沒有適用於實驗室的結構簡單、成本低、使用操作便捷的視頻採集及顯示系統。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，使用操作便捷，應用在實驗室能夠提高實驗效率，實用性強，使用效果好，便於推廣使用。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是:一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:包括用於對視頻信號進行分析處理的FPGA現場可編程門陣列和用於將多路視頻信號合成為一路輸出的畫面分割器，所述FPGA現場可編程門陣列的輸入端接有多個用於對模擬視頻圖像進行解碼的視頻解碼器，每個所述視頻解碼器的輸入端均接有用於獲取視頻圖像的攝像頭，所述FPGA現場可編程門陣列的輸出端接有用於分別對應將多路數字視頻轉換為模擬視頻的多個數模轉換器，多個所述數模轉換器的輸出端均與所述畫面分割器相接，所述畫面分割器的輸出端接有用於同時顯示多個視頻畫面的顯示器；所述攝像頭的數量、視頻解碼器的數量和數模轉換器的數量均相等。上述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述畫面分割器為八路畫面分割器，所述攝像頭的數量、視頻解碼器的數量和數模轉換器的數量均為2 8個。上述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述攝像頭為CVBS視頻輸出攝像頭。上述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述視頻解碼器主要由視頻解碼晶片ADV7181構成。上述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述數模轉換器主要由數模轉換晶片ADV7123構成。[0009]上述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述顯示器為VGA顯示器。[0010]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:[0011]1、本實用新型採用了集成化、模塊化的設計，結構簡單，設計合理，實現方便。[0012]2、本實用新型的實現成本低，只有市場上可實現同樣功能監控系統的五分之一，滿足實驗室需要，節約了成本，去除了不必要的複雜功能。[0013]3、本實用新型使用操作便捷，只需將攝像頭通過夾子等裝置固定在待觀測目標處，使攝像頭對準待觀測點，即可自動完成視頻採集及顯示，供操作人員進行多個待觀測點的觀察，有助於提高實驗效率。[0014]4、本實用新型畫面分割器輸出的是與普通計算機顯示器視頻格式兼容的VGA視頻輸出格式，使得顯示輸出可借用普通計算機顯示器，進一步節約資源，提高實驗設備利用率。[0015]5、本實用新型能夠按照在大型實驗室中，對多個實驗待觀察點進行同時觀察，也可以推廣應用到其他需要進行視頻監控的場所，實用性強，使用效果好，便於推廣使用。[0016]綜上所述，本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，使用操作便捷，應用在實驗室能夠提高實驗效率，實用性強，使用效果好，便於推廣使用。[0017]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。


[0018]圖1為本實用新型的電路原理框圖。[0019]附圖標記說明:[0020]I一FPGA現場可編程門陣列；2—畫面分割器；[0021]3—視頻解碼器；4 一攝像頭；5—數模轉換器；[0022]6—顯示器。
具體實施方式
[0023]如圖1所示，本實用新型包括用於對視頻信號進行分析處理的FPGA現場可編程門陣列I和用於將多路視頻信號合成為一路輸出的畫面分割器2，所述FPGA現場可編程門陣列I的輸入端接有多個用於對模擬視頻圖像 進行解碼的視頻解碼器3，每個所述視頻解碼器3的輸入端均接有用於獲取視頻圖像的攝像頭4，所述FPGA現場可編程門陣列I的輸出端接有用於分別對應將多路數字視頻轉換為模擬視頻的多個數模轉換器5，多個所述數模轉換器5的輸出端均與所述畫面分割器2相接，所述畫面分割器2的輸出端接有用於同時顯示多個視頻畫面的顯示器6 ;所述攝像頭4的數量、視頻解碼器3的數量和數模轉換器5的數量均相等。[0024]本實施例中，所述畫面分割器2為八路畫面分割器，所述攝像頭4的數量、視頻解碼器3的數量和數模轉換器5的數量均為2 8個。所述攝像頭4為CVBS視頻輸出攝像頭。所述視頻解碼器3主要由視頻解碼晶片ADV7181構成。所述數模轉換器5主要由數模轉換晶片ADV7123構成。所述顯示器6為VGA顯示器。[0025]本實用新型能夠按照在大型實驗室中，對多個實驗待觀察點進行同時觀察；也可以推廣應用到其他需要進行視頻監控的場所。本實用新型的工作原理及工作過程是:用戶通過夾子等固定裝置將多個攝像頭4分別安裝固定在多個待觀測目標處，並將攝像頭4對準待觀測點，攝像頭4將攝取的圖像以模擬視頻圖像的形式發送至視頻解碼器3，視頻解碼器3對攝像頭I輸出的CVBS格式視頻進行解碼轉換成ITU-R BT.656標準YCrCb4:2:2的數字視頻信號，送入FPGA現場可編程門陣列I中，FPGA現場可編程門陣列I將YCrCb4:2:2的數字視頻信號轉換為YCrCb4:4:4格式後，再實現由YCrCb4:4:4到RGB色彩空間的轉換，轉換完成後的RGB視頻數據送入數模轉換器5轉換為R、G、B三路獨立的模擬視頻信號，畫面分割器2將多路R、G、B模擬視頻信號合成一路送入顯示器6，顯示器6同時顯示多個視頻畫面。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
權利要求1.一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:包括用於對視頻信號進行分析處理的FPGA現場可編程門陣列(I)和用於將多路視頻信號合成為一路輸出的畫面分割器(2 )，所述FPGA現場可編程門陣列(I)的輸入端接有多個用於對模擬視頻圖像進行解碼的視頻解碼器(3)，每個所述視頻解碼器(3)的輸入端均接有用於獲取視頻圖像的攝像頭(4)，所述FPGA現場可編程門陣列(I)的輸出端接有用於分別對應將多路數字視頻轉換為模擬視頻的多個數模轉換器(5)，多個所述數模轉換器(5)的輸出端均與所述畫面分割器(2)相接，所述畫面分割器(2)的輸出端接有用於同時顯示多個視頻畫面的顯示器(6)；所述攝像頭(4)的數量、視頻解碼器(3)的數量和數模轉換器(5)的數量均相等。
2.按照權利要求1所述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述畫面分割器(2)為八路畫面分割器，所述攝像頭(4)的數量、視頻解碼器(3)的數量和數模轉換器(5)的數量均為2 8個。
3.按照權利要求1所述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述攝像頭(4)為CVBS視頻輸出攝像頭。
4.按照權利要求1所述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述視頻解碼器(3)主要由視頻解碼晶片ADV7181構成。
5.按照權利要求1所述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述數模轉換器(5)主要由數模轉換晶片ADV7123構成。
6.按照權利要求1所述的一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，其特徵在於:所述顯示器(6)為VGA顯示器。
專利摘要本實用新型公開了一種基於FPGA的多路視頻採集及顯示系統，包括用於對視頻信號進行分析處理的FPGA現場可編程門陣列和用於將多路視頻信號合成為一路輸出的畫面分割器，FPGA現場可編程門陣列的輸入端接有多個視頻解碼器，每個視頻解碼器的輸入端均接有攝像頭，FPGA現場可編程門陣列的輸出端接有用於分別對應將多路數字視頻轉換為模擬視頻的多個數模轉換器，多個數模轉換器的輸出端均與畫面分割器相接，畫面分割器的輸出端接有顯示器；攝像頭的數量、視頻解碼器的數量和數模轉換器的數量均相等。本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，使用操作便捷，應用在實驗室能夠提高實驗效率，實用性強，使用效果好，便於推廣使用。
文檔編號H04N7/18GK203072086SQ20132005274
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者張奇, 柴鈺, 尚長春, 景寧波, 安靜宇, 田俊峰 申請人:西安科技大學