用于智能交通的基于fpga图像压缩传输装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法，它包括摄像头，摄像头与第一FPGA控制模块导线连接，第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接，无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接，第二FPGA控制模块与SDRAM导线连接，第二FPGA控制模块与监控显示器导线连接；发明利用嵌入式图像处理技术来实现对交通状况的图像采集处理，具有开发周期短、成本低、操作简单、体积小等优点，非常适合作为智能交通管理的图像压缩传输系统装置使用，解决了现有技术抓拍超速车辆图像数据量大，采样率要求高，数据传输效率低，占用频谱资源高，硬件设备能耗高以及成本昂贵等问题。
【专利说明】
用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及智能交通管理领域，尤其涉及一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法。
【背景技术】
[0002]根据公安部交管局发布数据显示，截止2015年底，全国机动车保有量达2.97亿辆。交通问题已成为城市管理工作的热点问题，影响着市民出行效率和安全。特别是在高速公路上，随着车流量逐年增加，车辆超速现象日趋严重，大部分交通事故都是由超速行驶引起的，因此，为了有效应对车辆超速违章行驶行为，对车辆进行远程视频图像监控十分重要，但目前图像压缩编码标准是基于奈奎斯特采样定理的，要求采样率必须不小于信号带宽的两倍，且原始图像数据量相当大，这对传输速率和传输介质提出了更高的要求，另外，先采用传统的奈奎斯特定理进行采样然后再压缩的方式，易造成频谱资源和硬件设备的极大浪费，给传输及存储带来不便。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题:提供一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置及方法，以解决现有技术超速车辆图像信息量大，采样率要求高，数据传输效率低，占用频谱资源高，硬件设备能耗高以及成本昂贵等技术问题。
[0004]本发明技术方案:
一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，它包括摄像头，摄像头与第一 FPGA控制模块导线连接，第一FPGA控制模块与无线通信模块导线连接，无线通信模块与第二FPGA控制模块无线连接，第二 FPGA控制模块与SDRAM导线连接，第二 FPGA控制模块与监控显示器导线连接。
[0005]无线通信模块为GPRS无线通讯模块。
[0006]摄像头为CMOS图像传感器。
[0007]第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块，图像采集模块输入端与摄像头连接，图像采集模块与第一图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与压缩感知模块连接，压缩感知模块包括稀疏变换单元，稀疏变换单元与投影观测单元连接。
[0008]第二FPGA控制模块包括图像重构模块，图像重构模块与第二图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与SDRAM控制器连接，SDRAM控制器与VGA控制器连接。
[0009]—种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法，它包括:
步骤1、通过第一 FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息；
步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换；
步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩；
步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二 FPGA控制模块； 步骤5、第二 FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构； 步骤6、将重构后的图像信息通过第二 FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换；
步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器；
步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
[0010]本发明的有益效果:
本发明通过CMOS图像传感器读取超速车辆图像信息，将图像送至第一FPGA控制模块后，第一 FPGA控制模块经过图像格式转换后，进行图像压缩，将压缩后的图像信息通过无线通信模块送至第二 FPGA控制模块，利用第二 FPGA控制模块对压缩后的图像进行恢复，将恢复后图像的经过图像格式转换后存储在SDRAM存储器中，第二FPGA控制模块的VGA控制器通过多端口 SDRAM控制器读取SDRAM存储器内的图像信息，将抓拍的超速车辆图像信息显示在监控显示器;与现有系统相比，本发明的优点在于:该系统利用压缩感知技术，突破奈奎斯特定理的限制，对信号中的信息直接采样，实现对高分辨率信号的低采样，能够节省频谱带宽资源，降低硬件设备成本，提高图像数据传输效率，另外，本发明利用嵌入式图像处理技术来实现对交通状况的图像采集处理，具有开发周期短、成本低、操作简单、体积小等优点，非常适合作为智能交通管理的图像压缩传输系统装置使用，解决了现有技术抓拍超速车辆图像数据量大，采样率要求高，数据传输效率低，占用频谱资源高，硬件设备能耗高以及成本昂贵等冋题。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构不意图；
图2为本发明第一 FPGA控制模块功能示意图；
图3为本发明第二 FPGA控制模块功能示意图。
【具体实施方式】
[0012]一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，它包括摄像头，摄像头与第一FPGA控制模块导线连接，第一 FPGA控制模块与无线通信模块导线连接，无线通信模块与第二 FPGA控制模块无线连接，第二 FPGA控制模块与SDRAM导线连接，第二 FPGA控制模块与监控显示器导线连接。
[0013]无线通信模块为GPRS无线通讯模块。
[0014]摄像头为CMOS图像传感器。
[0015]第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块，图像采集模块输入端与摄像头连接，图像采集模块与第一图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与压缩感知模块连接，压缩感知模块包括稀疏变换单元，稀疏变换单元与投影观测单元连接。
[0016]I2C配置模块主要实现对摄像头的参数进行配置。
[0017]第二FPGA控制模块包括图像重构模块，图像重构模块与第二图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与SDRAM控制器连接，SDRAM控制器与VGA控制器连接。
[0018]—种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法，它包括:
步骤1、通过第一 FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息；
步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换； 步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩；
步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二 FPGA控制模块； 步骤5、第二 FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构；
步骤6、将重构后的图像信息通过第二 FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换；
步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器；
步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
【主权项】
1.一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，它包括摄像头，其特征在于:摄像头与第一 FPGA控制模块导线连接，第一 FPGA控制模块与无线通信模块导线连接，无线通信模块与第二 FPGA控制模块无线连接，第二 FPGA控制模块与SDRAM导线连接，第二 FPGA控制模块与监控显示器导线连接。2.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，其特征在于:无线通信模块为GPRS无线通讯模块。3.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，其特征在于:摄像头为CMOS图像传感器。4.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，其特征在于:第一FPGA控制模块包括I2C配置模块和图像采集模块，图像采集模块输入端与摄像头连接，图像采集模块与第一图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与压缩感知模块连接，压缩感知模块包括稀疏变换单元，稀疏变换单元与投影观测单元连接。5.根据权利要求1所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置，其特征在于:第二FPGA控制模块包括图像重构模块，图像重构模块与第二图像格式转换模块连接，图像格式转换模块与SDRAM控制器连接，SDRAM控制器与VGA控制器连接。6.如权利要求1-5所述的一种用于智能交通的基于FPGA图像压缩传输装置的图像传输方法，它包括: 步骤1、通过第一 FPGA控制模块的图像采集模块采集摄像头的图像信息； 步骤2、将图像采集模块采集的图像信息经过图像格式转换模块进行转换； 步骤3、将格式转换后的图像信息通过压缩感知模块进行压缩； 步骤4、将压缩后的图像信息通过无线通信模块发送至接收端的第二 FPGA控制模块； 步骤5、第二 FPGA控制模块的图像重构模块对图像信息进行重构； 步骤6、将重构后的图像信息通过第二 FPGA控制模块的第二图像格式转换模块进行格式转换； 步骤7、将格式转换后的图像信息存储到SDRAM存储器； 步骤8、SDRAM控制器将SDRAM存储器内存储的信息送至监控显示器进行显示。
【文档编号】H04N7/18GK105872485SQ201610389420
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】刘紫燕, 吴俊熊, 毛攀
【申请人】贵州大学