用于智能交通的基于fpga圖像壓縮傳輸裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置及方法，它包括攝像頭，攝像頭與第一FPGA控制模塊導(dǎo)線連接，第一FPGA控制模塊與無線通信模塊導(dǎo)線連接，無線通信模塊與第二FPGA控制模塊無線連接，第二FPGA控制模塊與SDRAM導(dǎo)線連接，第二FPGA控制模塊與監(jiān)控顯示器導(dǎo)線連接；發(fā)明利用嵌入式圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的圖像采集處理，具有開發(fā)周期短、成本低、操作簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為智能交通管理的圖像壓縮傳輸系統(tǒng)裝置使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)抓拍超速車輛圖像數(shù)據(jù)量大，采樣率要求高，數(shù)據(jù)傳輸效率低，占用頻譜資源高，硬件設(shè)備能耗高以及成本昂貴等問題。
【專利說明】
用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能交通管理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)公安部交管局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截止2015年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.97億輛。交通問題已成為城市管理工作的熱點(diǎn)問題，影響著市民出行效率和安全。特別是在高速公路上，隨著車流量逐年增加，車輛超速現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，大部分交通事故都是由超速行駛引起的，因此，為了有效應(yīng)對(duì)車輛超速違章行駛行為，對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻圖像監(jiān)控十分重要，但目前圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)是基于奈奎斯特采樣定理的，要求采樣率必須不小于信號(hào)帶寬的兩倍，且原始圖像數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，這對(duì)傳輸速率和傳輸介質(zhì)提出了更高的要求，另外，先采用傳統(tǒng)的奈奎斯特定理進(jìn)行采樣然后再壓縮的方式，易造成頻譜資源和硬件設(shè)備的極大浪費(fèi)，給傳輸及存儲(chǔ)帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:提供一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)超速車輛圖像信息量大，采樣率要求高，數(shù)據(jù)傳輸效率低，占用頻譜資源高，硬件設(shè)備能耗高以及成本昂貴等技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案:
一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，它包括攝像頭，攝像頭與第一 FPGA控制模塊導(dǎo)線連接，第一FPGA控制模塊與無線通信模塊導(dǎo)線連接，無線通信模塊與第二FPGA控制模塊無線連接，第二 FPGA控制模塊與SDRAM導(dǎo)線連接，第二 FPGA控制模塊與監(jiān)控顯示器導(dǎo)線連接。
[0005]無線通信模塊為GPRS無線通訊模塊。
[0006]攝像頭為CMOS圖像傳感器。
[0007]第一FPGA控制模塊包括I2C配置模塊和圖像采集模塊，圖像采集模塊輸入端與攝像頭連接，圖像采集模塊與第一圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與壓縮感知模塊連接，壓縮感知模塊包括稀疏變換單元，稀疏變換單元與投影觀測(cè)單元連接。
[0008]第二FPGA控制模塊包括圖像重構(gòu)模塊，圖像重構(gòu)模塊與第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與SDRAM控制器連接，SDRAM控制器與VGA控制器連接。
[0009]—種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置的圖像傳輸方法，它包括:
步驟1、通過第一 FPGA控制模塊的圖像采集模塊采集攝像頭的圖像信息；
步驟2、將圖像采集模塊采集的圖像信息經(jīng)過圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；
步驟3、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息通過壓縮感知模塊進(jìn)行壓縮；
步驟4、將壓縮后的圖像信息通過無線通信模塊發(fā)送至接收端的第二 FPGA控制模塊； 步驟5、第二 FPGA控制模塊的圖像重構(gòu)模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行重構(gòu)； 步驟6、將重構(gòu)后的圖像信息通過第二 FPGA控制模塊的第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；
步驟7、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息存儲(chǔ)到SDRAM存儲(chǔ)器；
步驟8、SDRAM控制器將SDRAM存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息送至監(jiān)控顯示器進(jìn)行顯示。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過CMOS圖像傳感器讀取超速車輛圖像信息，將圖像送至第一FPGA控制模塊后，第一 FPGA控制模塊經(jīng)過圖像格式轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行圖像壓縮，將壓縮后的圖像信息通過無線通信模塊送至第二 FPGA控制模塊，利用第二 FPGA控制模塊對(duì)壓縮后的圖像進(jìn)行恢復(fù)，將恢復(fù)后圖像的經(jīng)過圖像格式轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在SDRAM存儲(chǔ)器中，第二FPGA控制模塊的VGA控制器通過多端口 SDRAM控制器讀取SDRAM存儲(chǔ)器內(nèi)的圖像信息，將抓拍的超速車輛圖像信息顯示在監(jiān)控顯示器;與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該系統(tǒng)利用壓縮感知技術(shù)，突破奈奎斯特定理的限制，對(duì)信號(hào)中的信息直接采樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)高分辨率信號(hào)的低采樣，能夠節(jié)省頻譜帶寬資源，降低硬件設(shè)備成本，提高圖像數(shù)據(jù)傳輸效率，另外，本發(fā)明利用嵌入式圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的圖像采集處理，具有開發(fā)周期短、成本低、操作簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為智能交通管理的圖像壓縮傳輸系統(tǒng)裝置使用，解決了現(xiàn)有技術(shù)抓拍超速車輛圖像數(shù)據(jù)量大，采樣率要求高，數(shù)據(jù)傳輸效率低，占用頻譜資源高，硬件設(shè)備能耗高以及成本昂貴等冋題。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為本發(fā)明第一 FPGA控制模塊功能示意圖；
圖3為本發(fā)明第二 FPGA控制模塊功能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，它包括攝像頭，攝像頭與第一FPGA控制模塊導(dǎo)線連接，第一 FPGA控制模塊與無線通信模塊導(dǎo)線連接，無線通信模塊與第二 FPGA控制模塊無線連接，第二 FPGA控制模塊與SDRAM導(dǎo)線連接，第二 FPGA控制模塊與監(jiān)控顯示器導(dǎo)線連接。
[0013]無線通信模塊為GPRS無線通訊模塊。
[0014]攝像頭為CMOS圖像傳感器。
[0015]第一FPGA控制模塊包括I2C配置模塊和圖像采集模塊，圖像采集模塊輸入端與攝像頭連接，圖像采集模塊與第一圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與壓縮感知模塊連接，壓縮感知模塊包括稀疏變換單元，稀疏變換單元與投影觀測(cè)單元連接。
[0016]I2C配置模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭的參數(shù)進(jìn)行配置。
[0017]第二FPGA控制模塊包括圖像重構(gòu)模塊，圖像重構(gòu)模塊與第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與SDRAM控制器連接，SDRAM控制器與VGA控制器連接。
[0018]—種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置的圖像傳輸方法，它包括:
步驟1、通過第一 FPGA控制模塊的圖像采集模塊采集攝像頭的圖像信息；
步驟2、將圖像采集模塊采集的圖像信息經(jīng)過圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 步驟3、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息通過壓縮感知模塊進(jìn)行壓縮；
步驟4、將壓縮后的圖像信息通過無線通信模塊發(fā)送至接收端的第二 FPGA控制模塊； 步驟5、第二 FPGA控制模塊的圖像重構(gòu)模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行重構(gòu)；
步驟6、將重構(gòu)后的圖像信息通過第二 FPGA控制模塊的第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；
步驟7、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息存儲(chǔ)到SDRAM存儲(chǔ)器；
步驟8、SDRAM控制器將SDRAM存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息送至監(jiān)控顯示器進(jìn)行顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，它包括攝像頭，其特征在于:攝像頭與第一 FPGA控制模塊導(dǎo)線連接，第一 FPGA控制模塊與無線通信模塊導(dǎo)線連接，無線通信模塊與第二 FPGA控制模塊無線連接，第二 FPGA控制模塊與SDRAM導(dǎo)線連接，第二 FPGA控制模塊與監(jiān)控顯示器導(dǎo)線連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，其特征在于:無線通信模塊為GPRS無線通訊模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，其特征在于:攝像頭為CMOS圖像傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，其特征在于:第一FPGA控制模塊包括I2C配置模塊和圖像采集模塊，圖像采集模塊輸入端與攝像頭連接，圖像采集模塊與第一圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與壓縮感知模塊連接，壓縮感知模塊包括稀疏變換單元，稀疏變換單元與投影觀測(cè)單元連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置，其特征在于:第二FPGA控制模塊包括圖像重構(gòu)模塊，圖像重構(gòu)模塊與第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊連接，圖像格式轉(zhuǎn)換模塊與SDRAM控制器連接，SDRAM控制器與VGA控制器連接。6.如權(quán)利要求1-5所述的一種用于智能交通的基于FPGA圖像壓縮傳輸裝置的圖像傳輸方法，它包括: 步驟1、通過第一 FPGA控制模塊的圖像采集模塊采集攝像頭的圖像信息； 步驟2、將圖像采集模塊采集的圖像信息經(jīng)過圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 步驟3、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息通過壓縮感知模塊進(jìn)行壓縮； 步驟4、將壓縮后的圖像信息通過無線通信模塊發(fā)送至接收端的第二 FPGA控制模塊； 步驟5、第二 FPGA控制模塊的圖像重構(gòu)模塊對(duì)圖像信息進(jìn)行重構(gòu)； 步驟6、將重構(gòu)后的圖像信息通過第二 FPGA控制模塊的第二圖像格式轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換； 步驟7、將格式轉(zhuǎn)換后的圖像信息存儲(chǔ)到SDRAM存儲(chǔ)器； 步驟8、SDRAM控制器將SDRAM存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的信息送至監(jiān)控顯示器進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK105872485SQ201610389420
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】劉紫燕, 吳俊熊, 毛攀
【申請(qǐng)人】貴州大學(xué)