一种数字对讲机图像传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数字对讲机的图像传输技术领域，尤其涉及一种数字对讲机图像传输系统。
【背景技术】
[0002]市场上通常的无线图像压缩和传输系统是在无线发射端进行压缩，在无线接收端进行解压缩，如图1所示，这种方式主要存在两个缺陷:1.发射机基本上是移动终端，计算能力很有限，实现通用的压缩算法(比如jpeg2000)有较大困难；2.无线信道具有不稳定性。
[0003]—般地，如图2所示，数字对讲机主要分为手持台和基站台，通常的应用需求是手持台向基站台汇报现场情况，传输现场图片，供基站台的指挥人员决策和指挥，也就是说，图像传输主要是单向的传输。手持台可以是移动或者非移动的，比如，用于电梯的数字对讲机系统，在电梯轿厢里面有固定的手持台终端，一旦电梯出现紧急情况，电梯轿厢内的手持台终端应该将电梯轿厢内的图像通过无线方式传输给小区值班室，供小区值班室的工作人员制定营救方案。数字对讲机的手持台，不论是固定的还是移动的，出于成本、省电、便携等多方面考虑，往往处理图像的运算能力比较弱，而基站台却可以配备高性能的计算机，实际使用中，往往是多个手持台才会配备一个基站台，所以，基站台通常没有成本、省电、便携等限制，运算性能远远超过手持台。正因为上述使用情景，传统的图像压缩和解压缩模式，不适用于数字对讲机的图像传输系统，也就是说，数字对讲机手持台不应该承担高计算量的图像压缩任务。另外一方面，由于数字对讲机的带宽很窄，无线信道本身又具有较高的误码率和不稳定性，所以，无线传输过程中的随机丢包现象无法避免。而在传统的图像压缩和解压缩的方法中，不同数据包的重要性是不一样的，比如，某一关键的数据包丢失以后，整幅图像完全无法恢复。因此，基于传统方法的图像无线传输，稳定性和可靠性很难得到保障，亟待改善。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种数字对讲机图像传输系统，它包括数字对讲机基带芯片、及由数字对讲机基带芯片来控制并与数字对讲机基带芯片之间实现双向的数据和指令交换的摄像头、FPGA芯片、DSP芯片和射频电路，其中:摄像头连接FPGA芯片，FPGA芯片连接DSP芯片；DSP芯片连接射频电路；数字对讲机基带芯片分别与摄像头、FPGA芯片、DSP芯片及射频电路连接。
[0005]优选地，所述数字对讲机基带芯片采用ARM9或ARMll系列或是基于ARM内核的SOC芯片。
[0006]优选地，所述摄像头采用OmniVis1n公司的0V7670型号。
[0007]优选地，所述FPGA芯片采用Altera公司或Xilinx公司生产的高性能FPGA芯片。
[0008]综上所述，采用压缩感知的数字对讲机图像传输系统，具有以下突出优点:1、大大降低了对手持台计算能力的要求，从而降低了手持台的成本和功耗；2、具有较强的抗干扰能力和抗丢包能力，适合在恶劣的无线信道环境下进行图像传输。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的传统无线图像压缩和传输系统示意图。
[0010]图2为本实用新型的数字对讲机的手持台和基站台示意图。
[0011]图3为本实用新型的基于压缩感知的无线图像压缩和传输系统示意图。
[0012]图4为本实用新型的基于压缩感知的数字对讲机图像传输系统示意图。
[0013]图5为本实用新型的用于图像压缩感知的数字对讲机发射机示意图。
[0014]图6为本实用新型的实现图像压缩感知的数字对讲机发射机硬件结构示意图。
[0015]图7为本实用新型的实现图像压缩感知的数字对讲机接收机硬件结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017]压缩感知理论是由E.J.Candes、J.Romberg、T.Tao和D.L.Donoho等科学家于2004年提出来的，压缩感知的核心内容是在编码端，突破了奈奎斯特准则的限制，可以用很低的采样率对原始信息进行采样，并且将信号的采样和压缩过程结合起来，直接获取原始信号压缩后的观测值，大大减少了图像编码端的计算量。同时，由于压缩感知的每一个测量值都含有原始信号的一定信息量，无线传输中每一个数据包的重要性是完全平等的，所以，当某些观测值受到噪声干扰或者信道衰落的影响，接收端依然可以利用其它的测量值重构出原始信号，大大提高了无线通信的可靠性。
[0018]压缩感知理论表明:如果信号是稀疏的或者在某个变换域是稀疏的，就可以通过一个测量矩阵将其投影到一个低维的空间上，得到的低维信号即为测量信号，然后将这个测量信号进行传输，在接收端通过接收到的信号和已知的测量矩阵来重构出原始的信号。理论上指出任何信号经过一定处理后都可以转化为稀疏信号，这也为压缩感知理论在各个领域的广泛使用提供了保障。
[0019]上述软件处理包括稀疏变换以及压缩感知处理等，主要基于以FPGA+DSP为核心的硬件来实现。
[0020]具体实施方案如下:
[0021]—种数字对讲机图像传输系统，如图6，它包括数字对讲机基带芯片；及由数字对讲机基带芯片来控制并与数字对讲机基带芯片之间实现双向的数据和指令交换的摄像头、FPGA芯片、DSP芯片和射频电路；其中，摄像头连接FPGA芯片，FPGA芯片连接DSP芯片；DSP芯片连接射频电路；数字对讲机基带芯片分别与摄像头、FPGA芯片、DSP芯片及射频电路连接。其中具体地，数字对讲机基带芯片、摄像头、FPGA芯片、DSP芯片和射频电路之间的相互连接方式，在硬件实现方式上是通过PCB电路板上的芯片引脚进行连接。
[0022]数字对讲机基带芯片采用ARM9或ARMll系列或是基于ARM内核的SOC芯片，其中ARM9或ARMll系列为三星公司的S3C2440芯片。
[0023]摄像头采用OmniVis1n公司的0V7670型号，具有高灵敏度和低电压的特点，适合嵌入式应用；FPGA采用Altera公司或XiIinx公司生产的高性能FPGA芯片，具有并行工作、运算速度快的特点，非常适合用于图像接口处理；DSP芯片进行浮点运算，非常适合用作图像的实时性处理。
[0024]工作原理如下:
[0025]摄像头完成图像信息的采集，采集后输入到FPGA中，FPGA内部完成图像数据的缓冲和预处理，缓冲一帧之后，DSP读取FPGA内部缓存的整幅图像，然后利用内部的浮点运算单元(FPU)进行稀疏变换和压缩感知测量等工作，得到压缩感知的测量值，然后，送给射频电路，最后通过天线发射出去。
[0026]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种数字对讲机图像传输系统，其特征在于，它包括数字对讲机基带芯片、及由数字对讲机基带芯片来控制并与数字对讲机基带芯片之间实现双向的数据和指令交换的摄像头、FPGA芯片、DSP芯片和射频电路，其中:摄像头连接FPGA芯片，FPGA芯片连接DSP芯片；DSP芯片连接射频电路；数字对讲机基带芯片分别与摄像头、FPGA芯片、DSP芯片及射频电路连接。2.如权利要求1所述的数字对讲机图像传输系统，其特征在于，所述数字对讲机基带芯片采用ARM9或ARM11系列或是基于ARM内核的SOC芯片。3.如权利要求1所述的数字对讲机图像传输系统，其特征在于，所述摄像头采用OmniVis1n 公司的 0V7670 型号。4.如权利要求1所述的数字对讲机图像传输系统，其特征在于，所述FPGA芯片采用Altera公司或Xilinx公司生产的高性能FPGA芯片。
【专利摘要】本实用新型涉及一种数字对讲机图像传输系统，包括数字对讲机基带芯片、及由数字对讲机基带芯片来控制并与数字对讲机基带芯片之间实现双向的数据和指令交换的摄像头、FPGA芯片、DSP芯片和射频电路，其中：摄像头连接FPGA芯片，FPGA芯片连接DSP芯片；DSP芯片连接射频电路；数字对讲机基带芯片分别与摄像头、FPGA芯片、DSP芯片及射频电路连接。本实用新型具有以下突出优点：1、大大降低了对手持台计算能力的要求，从而降低了手持台的成本和功耗；2、具有较强的抗干扰能力和抗丢包能力，适合在恶劣的无线信道环境下进行图像传输。
【IPC分类】H04N7/14
【公开号】CN205071182
【申请号】CN201520444729
【发明人】李华
【申请人】北京晶科华盛科技有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年6月26日