一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术
技术领域
1.本发明涉及病fpga技术领域，具体为一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术。
背景技术：2.fpga(field programmable gate array)是在pal(可编程阵列逻辑)、gal(通用阵列逻辑)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。fpga的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与i/o间的联接方式，并最终决定了fpga所能实现的功能，fpga允许无限次的编程；红外热像仪产品，帧频通常为25hz、50hz、100hz、200hz等，低于录像模块的处理上限(240hz),录像模块可直接处理并存储,不会出现丢帧现象；在cmos领域，高速相机的视频采集工作，也是利用高速、大容量存储器进行数据缓存后再转存至存储介质(如sd卡、硬盘等)。
3.红外探测器帧频为300hz，超过了录像模块的处理上限(240hz)，如果采用常规的处理方式，会出现丢帧漏帧的情况，造成关键的图像信息未能保存；300hz成像由fpga处理完成，如果额外增加专用ic用于高速视频缓存，会带来硬件架构复杂、功耗增大、成本增加等问题。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，具有解决漏帧问题、成本低、节约项目开发时间的优点，解决了现有技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，包括fgpa芯片，所述fgpa芯片内部设有300hz成像、驱动信号和缓存控制模块，所述300hz成像左侧通过线束连接有adc转换器，所述adc转换器左侧通过线束连接有红外探测器，所述驱动信号通过线束连接有红外探测器和adc转换器，所述300hz成像右侧通过线束连接有视频显示，所述缓存控制模块下方通过线束连接有ddr，所述缓存控制模块右侧通过线束连接有录像模块，所述录像模块右侧通过线束连接有存储介质。
6.优选的，所述缓存控制模块设有读出和写入通道，所述缓存控制模块按300hz帧频将图像数据写入ddr，所述缓存控制模块按240hz帧频从ddr中读出图像数据，完成高帧红外视频缓存。
7.优选的，所述fgpa芯片处理红外探测器信号并成像输出。
8.优选的，所述红外探测器帧频为300hz，所述录像模块的处理上限为240hz，经所述缓存控制模块和ddr缓存图像数据后，避免了出现丢帧现象。
9.优选的，所述录像模块内部设有录像开始指令和录像停止指令，所述录像模块收到缓存控制模块发送的开始指令信号使录像模块开始录像，所述录像模块收到缓存控制模块发送的录像停止指令使录像模块停止录像，并使缓存控制模块内部读出和写入通道停止
工作。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
11.1.本一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术通过底板，采用fgpa芯片，有利于程序代码无限次的编程，采用红外探测器帧频为300hz，采用fgpa芯片处理红外探测器信号并300hz成像输出，超过了录像模块的处理上限240hz，采用缓存控制模块，保证了录像模块可直接处理并存储,不会出现丢帧现象；本技术基于产品中已经使用的fpga实现，没有增加额外的硬件电路，通过修改程序框架和合理设计代码，解决了240hz录像模块保存300hz视频时的丢帧漏帧问题；在满足用户对300hz红外视频保存的需求的同时，没有增加系统硬件架构的复杂度，没有增加芯片成本，有利于节约项目开发时间。
附图说明
12.图1为本发明一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术的整体结构流程图；
13.图2为本发明一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术的ddr读写地址流程图；
14.图3为本发明一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术的录像模块开始和停止的操作流程图。
15.图中标注说明：1、fgpa芯片；2、300hz成像；3、驱动信号；4、缓存控制模块；5、ddr；6、录像模块；7、存储介质；8、视频显示；9、adc转换器；10、红外探测器。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.实施例1：
19.请参阅图1、3，一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术,包括fgpa芯片1，fgpa芯片1内部设有300hz成像2、驱动信号3和缓存控制模块4，300hz成像2左侧通过线束连接有adc转换器9，adc转换器9左侧通过线束连接有红外探测器10，300hz成像2右侧通过线束连接有视频显示8，驱动信号3左侧通过线束连接有红外探测器10和adc转换器9，缓存控制模块4下方通过线束连接有ddr5，缓存控制模块4右侧通过线束连接有录像模块6，录像模块6内部设有录像开始指令和录像停止指令，录像模块6收到缓存控制模块4发送的开始指令信号使录像模块6开始录像，录像模块6收到缓存控制模块4发送的录像停止指令使录像模块6停止录像，并使缓存控制模块4内部读出和写入通道停止工作，录像模块6右侧通过线束连接有存储介质7。
20.具体的，采用fgpa芯片1，有利于程序代码无限次的编程，采用红外探测器10帧频
为300hz，采用fgpa芯片1处理红外探测器10信号并300hz成像2输出，超过了录像模块6的处理上限240hz，采用缓存控制模块4和ddr5进行视频缓存，保证了录像模块6可直接处理并存储,不会出现丢帧现象；本技术基于产品中已经使用的fpga芯片1实现，没有增加额外的硬件电路，通过修改程序框架和合理设计代码，解决了240hz录像模块6保存300hz视频时的丢帧漏帧问题；在满足用户对300hz红外视频保存的需求的同时，没有增加系统硬件架构的复杂度，没有增加芯片成本，有利于节约项目开发时间。
21.工作原理：本发明一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，使用时，首先fgpa芯片1完成红外探测器10输出信号的300hz成像2处理，形成300hz的连续视频流；300hz视频一路经视频显示8接口送出到后端系统，可用显示器观察图像；一路送缓存控制模块4；缓存控制模块4接收到“开始录像”指令时，采用逐帧增加ddr5页地址的方式，按300hz帧频向ddr5写入连续视频流；同时按240hz帧频，逐帧增加ddr5页地址，从ddr5读出连续视频流，送到录像模块6进行压缩处理并保存于存储介质7。
22.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
技术特征：1.一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，包括fgpa芯片(1)，其特征在于：所述fgpa芯片(1)内部设有300hz成像(2)、驱动信号(3)和缓存控制模块(4)，所述300hz成像(2)左侧通过线束连接有adc转换器(9)，所述adc转换器(9)左侧通过线束连接有红外探测器(10)，所述300hz成像(2)右侧通过线束连接有视频显示(8)，所述驱动信号(3)左侧通过线束连接有红外探测器(10)和adc转换器(9)，所述缓存控制模块(4)下方通过线束连接有ddr(5)，所述缓存控制模块(4)右侧通过线束连接有录像模块(6)，所述录像模块(6)右侧通过线束连接有存储介质(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，其特征在于：所述缓存控制模块(4)设有读出和写入通道，所述缓存控制模块(4)按300hz帧频将图像数据写入ddr(5)，所述缓存控制模块(4)按240hz帧频从ddr(5)读出图像数据。3.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，其特征在于：所述fgpa芯片(1)处理红外探测器(10)信号并成像输出300hz视频图像。4.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，其特征在于：所述红外探测器(10)帧频为300hz，所述录像模块(6)的处理上限为240hz，直接连接时会出现丢帧现象；经所述缓存控制模块(4)和所述ddr(5)对300hz图像进行缓冲后降为240hz,录像模块(6)可直接处理并存储,不会出现丢帧现象。5.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的高帧频红外视频缓存技术，其特征在于：所述录像模块(6)内部设有录像开始指令和录像停止指令，所述录像模块(6)收到缓存控制模块(4)发送的开始指令信号使录像模块(6)开始录像，同时缓存控制模块(4)操作ddr(5)对300hz图像进行缓存后再按240hz读出，所述录像模块(6)收到缓存控制模块(4)发送的录像停止指令使录像模块(6)停止录像，并使缓存控制模块(4)内部读出和写入通道停止工作。
技术总结本发明公开了一种基于FPGA实现的高帧频红外视频缓存技术，包括FGPA芯片；FGPA芯片内部设有300Hz成像、驱动信号和缓存控制模块；300Hz成像左侧通过线束连接有ADC转换器，ADC转换器左侧通过线束连接有红外探测器，300Hz成像右侧通过线束连接有视频显示，驱动信号左侧通过线束连接有红外探测器和ADC，缓存控制模块下方通过线束连接有DDR，缓存控制模块右侧通过线束连接有录像模块，录像模块右侧通过线束连接有存储介质；缓存控制模块设有读出和写入通道，缓存控制模块写入DDR的帧频为300Hz，缓存控制模块从DDR读出数据的帧频为240Hz,FGPA芯片处理红外探测器信号并成像输出；本一种基于FPGA实现的高帧频红外视频缓存技术具有解决300Hz高帧频图像录像漏帧问题、成本低、节约项目开发时间的优点。节约项目开发时间的优点。
技术研发人员：肖建柏 陈俊标 邱明生 陈皓麟
受保护的技术使用者：广州市星飞达电子科技有限公司
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/11/1
