[发明专利]一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件及重建方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，公开了一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件及重建方法，包括Capture模块、SNN_IP算法模块和MIPI_OUT模块，所述Capture模块用于存储相机捕捉的脉冲信号并对其进行预处理；所述SNN_IP算法模块用于对预处理的脉冲数据采用TFP算法重构出灰度像素数据；所述MIPI_OUT模块用于将重构像素数据并行输出。本发明分别算法优化和系统级优化两部分来解决。一、算法优化方面：在重构算法上，我们运用TFP算法对视频脉冲流进行处理，实现了脉冲像素的快速重构。二、硬件级优化方面：采用pipeline结构，在限制资源的前提下，大大减少了运行时间。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件及重建方法。

背景技术

现代相机使用CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)来捕获光并记录运动，这导致了大量的数字图片和视频。传统的运动画面被表示为基于帧的图像和视频序列。然而，摄像机不能即时记录每一个时刻，这导致离散模拟作为一种妥协。曝光时间内的场景将被压缩到一帧中，该时间内的运动变化将被模糊。虽然有高速摄像机，其图像曝光时间超过1/1,000秒或帧速率超过250帧/秒，但高速物体在微秒内的运动变化是缺失的。对于高速跟踪或检测的任务，每个时刻都是重要的，必须比较这些连续帧以恢复时间变化，这是计算上昂贵且困难的任务。

发明内容

本发明目的在于提供一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件及重建方法，以解决上述的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件及重建方法的具体技术方案如下：

一种脉冲视频信号可视化FPGA硬件，包括Capture模块、SNN_IP算法模块和MIPI_OUT模块，所述Capture模块用于存储相机捕捉的脉冲信号并对其进行预处理；所述SNN_IP算法模块用于对预处理的脉冲数据采用TFP算法重构出灰度像素数据；所述MIPI_OUT模块用于将重构像素数据并行输出。

进一步的，所述SNN_IP模块由Load_date模块、Trans_date模块和Recon模块构成，他们分别负责脉冲数据的下载、数据存储转换和算法重构。

进一步的，所述Capture模块包括Capture_top模块和存储模块，所述Capture_top模块外部直接连接四路摄像头传感器，通过对四路摄像头数据进行抓取，再根据数据中帧头的位置把数据重新组合成完整无误的数据，存放在乒乓ram中，最后依次以axi_s协议传输给存储模块，所述四路摄像头传感器是相同型号的摄像头，驱动芯片一致。

进一步的，使用spi依次配置摄像头，使其正常启动，摄像头与硬件设备连接协议采用csi协议，Capture模块将数据重组，以LVDS信号形式重构结束再进入一个数据存储模块，存储模块以流水线一级的形式，通过axim协议对DDR4读写，以完成Capture模块的数据采集存储功能。

进一步的，所述Capture_top模块包括Capture_sub模块、power_on模块、spi_core模块，所述Capture_sub模块用于对cmos_sensor过来的数据信号进行处理，并输出到同步FiFo中，最后axi输出；

所述power_on模块为上电信号产生模块，用于产生cmos_sensor需求的上电时序；

所述spi_core模块用于接收从host过来的axi信号，然后将这个信号转发到cmos_sensor的spi信号，实现时序转换功能。