一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及动画制作技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统。
【背景技术】
[0002]动画制作分为二维动画与三维动画技术，像网页上流行的flash动画就属于二维动画；最有魅力并运用最广的当属三维动画，包括我们见到的动画制作大片，电视广告片头，建筑动画等都要运用三维动画技术。
[0003]动画制作是一个需要密切配合的团体活动，包括前端的动画表演，后端的动画采集、制作和处理，是艺术和技术的融合，尤其是后端的动画采集、制作和处理更关乎到动画制作质量的优劣。在动画采集环节，目前主要应用各类图像数据采集卡。尤其是三维动画技术，因为包含的信息量较为丰富，数据容量大，对图像信息采集处理和信息传输的要求较高，随着三维动画的逐渐发展以及人们日益提升的观看需求，现有技术中基于ISA，PCI,USB1.1等总线的图形采集卡速度已经不能满足用户的需求，因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型动画采集制作的装置。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，解决现有动画制作技术中图像采集、处理和传输效果不佳的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:包括动画表演模块、与动画表演模块输出端连接的图像采集模块、与图像采集模块输出端连接的A/D转换模块，所述A/D转换模块输出端与第一微处理器相连，所述第一微处理器输出端与第一存储器相连，所述第一存储器输出端与第二微处理器相连，所述第二微处理器与第二存储器相连，所述第二微处理器输出端还与第一微处理器相连，所述第一存储器输出端与USB控制芯片相连，所述USB控制芯片输出端与PC机相连，所述USB控制芯片输出端与A/D转换模块相连。
[0006]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述图像采集模块为CCD摄像头。
[0007]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述A/D转换模块为型号SAA7111A的A/D转换芯片。
[0008]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第一微处理器为CPLD芯片。
[0009]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第一存储器为SRAM。
[0010]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第二微处理器为型号TMS320VC5409的DSP芯片。
[0011]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第二存储器为FLASH存储器。
[0012]上述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述USB控制芯片选用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型采用DSP+CPLD的硬件设计方案，采用现场可编程芯片CPLD及两片SRAM构成的图像采集和存储系统，图像信号不经过压缩处理对后续处理没有任何影响，因此这种图像处理和识别的效果比一般的图像采集要好，很好满足了动画制作时前端图像采集与处理的需要。具有使用方便、图像采集效果好、通用性强、成本低廉、易于系统调试升级等优点。
[0015]以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的整体结构框图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:包括动画表演模块1、与动画表演模块I输出端连接的图像采集模块2、与图像采集模块2输出端连接的A/D转换模块3，所述A/D转换模块3输出端与第一微处理器4相连，所述第一微处理器4输出端与第一存储器5相连，所述第一存储器5输出端与第二微处理器6相连，所述第二微处理器6与第二存储器7相连，所述第二微处理器6输出端还与第一微处理器4相连，所述第一存储器5输出端与USB控制芯片8相连，所述USB控制芯片8输出端与PC机9相连，所述USB控制芯片8输出端与A/D转换模块3相连。
[0018]本实施例中，所述图像采集模块2为CCD摄像头。
[0019]本实施例中，所述A/D转换模块3为型号SAA711IA的A/D转换芯片。
[0020]本实施例中，所述第一微处理器4为CPLD芯片。
[0021 ] 本实施例中，所述第一存储器5为SRAM。
[0022]本实施例中，所述第二微处理器6为型号TMS320VC5409的DSP芯片。
[0023]本实施例中，所述第二存储器7为FLASH存储器。
[0024]本实施例中，所述USB控制芯片8选用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
[0025]综上所述，本实用新型包括以下四个部分:
[0026](I)图像采集模块，由线阵(XD、(XD驱动信号增强电路、CPLD和A/D组成，用于采集图像信号，并将模拟信号数字化，以便DSP处理。本系统采用黑白高速线阵TH7814A，该CXD为双路输出，像敏单元尺寸7 Pm，最高驱动频率50 MHz ;CXD驱动信号增强电路是为满足该CCD所需的9 V高速驱动而设计的；A/D芯片采用SAA7111A，它由双通道模拟预处理电路、自动钳位和增益控制、时钟产生电路、数字多标准译码器色度/饱和度/对比度控制电路、彩色空间矩阵和27MHz数据处理通道七部分组成，并由DSP模拟I2C总线进行时序配置，以上器件同步驱动脉冲均由CPLD产生。
[0027](2)图像信号的处理和控制模块，该模块由DSP和SRAM组成，完成了整个系统图像数据的处理和对各模块的集中控制与处理，DSP选用了 TI公司的通用16位定点DSP芯片TMS320VC5409，其指令的处理速度达到100MIPS，通过片内的锁相环倍频使DSP内部工作在100M的频率上，而外部的工作频率可以相对较低，这就降低了电路设计的要求，提高了工作的稳定性。
[0028](3) USB传输和控制模块，设计中选用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片，该芯片是针对USB2.0的，而且和USB1.0兼容，由于USB2.0的速度可以达到480Mb/S，并且FX2自身具有EP2，EP4，EP6和EP8的4个大流量端点，CY7C68013可以实现从外部存储器高速的读取和写入数据。CY7C68013拥有4个大容量端点，恰好满足了整个系统对实时性的要求。
[0029](4)系统接口以及终端图像还原和存储模块，系统中各个模块之间都需要通过接口来实现模块间通信，因此接口的选择是系统是保证系统通信速度的关键。其中CPLD和DSP都具有很高的数据处理速度，本实施例中DSP与SDRAM用EMIF的方式接口。同时，CPLD内部的存储器主要是Block RAM，可用作双口 RAM，正好可将CPLD模块中的结果缓冲器设为双口 RAM，一端是输入，另一端则模拟为SDRAM的接口。这样就将CPLD与DSP有机地连接在一起。系统与终端的接口采用的是480Mb/s的USB2.0通用串行接口，用于发送和接受各种数据及控制信号。PC机端通过USB接口接受数据，然后存储到终端硬盘上，进行图像的还原和处理。
[0030]系统工作流程:系统上电以后，系统初始化，DSP通过控制CPLD可以采集图像与否。从CXD捕捉到的模拟视频信号经过SAA7111A的模数转换，由CPLD控制写入片外高速大容量数据由SRAM储存，直到一帧图像存储完毕。然后USB控制器FX2从SRAM中读取图像数据。一帧图像采集结束后，CPLD停止采集，并通知DSP进行图像传输。本实用新型采用DSP+CPLD的硬件设计方案，采用现场可编程芯片CPLD及两片SRAM构成的图像采集和存储系统，图像信号不经过压缩处理对后续处理没有任何影响，因此这种图像处理和识别的效果比一般的图像采集要好，很好满足了动画制作时前端图像采集与处理的需要。
[0031]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:包括动画表演模块(I)、与动画表演模块(I)输出端连接的图像采集模块(2)、与图像采集模块(2)输出端连接的A/D转换模块(3)，所述A/D转换模块(3)输出端与第一微处理器(4)相连，所述第一微处理器(4)输出端与第一存储器(5)相连，所述第一存储器(5)输出端与第二微处理器(6)相连，所述第二微处理器(6)与第二存储器(7)相连，所述第二微处理器(6)输出端还与第一微处理器(4)相连，所述第一存储器(5)输出端与USB控制芯片(8)相连，所述USB控制芯片(8 )输出端与PC机(9 )相连，所述USB控制芯片(8 )输出端与A/D转换模块(3 )相连。2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述图像采集模块(2)为CCD摄像头。3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述A/D转换模块(3)为型号SAA7111A的A/D转换芯片。4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第一微处理器(4)为CPLD芯片。5.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第一存储器(5)为SRAM。6.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第二微处理器(6)为型号TMS320VC5409的DSP芯片。7.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述第二存储器(7)为FLASH存储器。8.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，其特征在于:所述USB控制芯片(8)选用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于机器视觉的嵌入式高速动画图像通信系统，包括动画表演模块、与动画表演模块输出端连接的图像采集模块、与图像采集模块输出端连接的A/D转换模块，A/D转换模块与第一微处理器相连，第一微处理器与第一存储器相连，第一存储器与第二微处理器相连，第二微处理器与第二存储器相连，第二微处理器还与第一微处理器相连，第一存储器与USB控制芯片相连，USB控制芯片与PC机相连，USB控制芯片与A/D转换模块相连。本实用新型采用DSP+CPLD的设计方案，图像信号不经过压缩处理对后续处理没有任何影响，图像处理和识别的效果比一般的图像采集要好，很好满足了动画制作时图像采集与处理的需要。
【IPC分类】H04N5/232
【公开号】CN205123875
【申请号】CN201520855048
【发明人】任立超, 张建云
【申请人】宁夏盛天彩数字科技股份有限公司, 任立超, 张建云
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月29日