一種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及數(shù)字對講機的圖像傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]市場上通常的無線圖像壓縮和傳輸系統(tǒng)是在無線發(fā)射端進行壓縮，在無線接收端進行解壓縮，如圖1所示，這種方式主要存在兩個缺陷:1.發(fā)射機基本上是移動終端，計算能力很有限，實現(xiàn)通用的壓縮算法(比如jpeg2000)有較大困難；2.無線信道具有不穩(wěn)定性。
[0003]—般地，如圖2所示，數(shù)字對講機主要分為手持臺和基站臺，通常的應(yīng)用需求是手持臺向基站臺匯報現(xiàn)場情況，傳輸現(xiàn)場圖片，供基站臺的指揮人員決策和指揮，也就是說，圖像傳輸主要是單向的傳輸。手持臺可以是移動或者非移動的，比如，用于電梯的數(shù)字對講機系統(tǒng)，在電梯轎廂里面有固定的手持臺終端，一旦電梯出現(xiàn)緊急情況，電梯轎廂內(nèi)的手持臺終端應(yīng)該將電梯轎廂內(nèi)的圖像通過無線方式傳輸給小區(qū)值班室，供小區(qū)值班室的工作人員制定營救方案。數(shù)字對講機的手持臺，不論是固定的還是移動的，出于成本、省電、便攜等多方面考慮，往往處理圖像的運算能力比較弱，而基站臺卻可以配備高性能的計算機，實際使用中，往往是多個手持臺才會配備一個基站臺，所以，基站臺通常沒有成本、省電、便攜等限制，運算性能遠遠超過手持臺。正因為上述使用情景，傳統(tǒng)的圖像壓縮和解壓縮模式，不適用于數(shù)字對講機的圖像傳輸系統(tǒng)，也就是說，數(shù)字對講機手持臺不應(yīng)該承擔高計算量的圖像壓縮任務(wù)。另外一方面，由于數(shù)字對講機的帶寬很窄，無線信道本身又具有較高的誤碼率和不穩(wěn)定性，所以，無線傳輸過程中的隨機丟包現(xiàn)象無法避免。而在傳統(tǒng)的圖像壓縮和解壓縮的方法中，不同數(shù)據(jù)包的重要性是不一樣的，比如，某一關(guān)鍵的數(shù)據(jù)包丟失以后，整幅圖像完全無法恢復(fù)。因此，基于傳統(tǒng)方法的圖像無線傳輸，穩(wěn)定性和可靠性很難得到保障，亟待改善。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，它包括數(shù)字對講機基帶芯片、及由數(shù)字對講機基帶芯片來控制并與數(shù)字對講機基帶芯片之間實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)和指令交換的攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片和射頻電路，其中:攝像頭連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數(shù)字對講機基帶芯片分別與攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片及射頻電路連接。
[0005]優(yōu)選地，所述數(shù)字對講機基帶芯片采用ARM9或ARMll系列或是基于ARM內(nèi)核的SOC芯片。
[0006]優(yōu)選地，所述攝像頭采用OmniVis1n公司的0V7670型號。
[0007]優(yōu)選地，所述FPGA芯片采用Altera公司或Xilinx公司生產(chǎn)的高性能FPGA芯片。
[0008]綜上所述，采用壓縮感知的數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，具有以下突出優(yōu)點:1、大大降低了對手持臺計算能力的要求，從而降低了手持臺的成本和功耗；2、具有較強的抗干擾能力和抗丟包能力，適合在惡劣的無線信道環(huán)境下進行圖像傳輸。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的傳統(tǒng)無線圖像壓縮和傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖2為本實用新型的數(shù)字對講機的手持臺和基站臺示意圖。
[0011]圖3為本實用新型的基于壓縮感知的無線圖像壓縮和傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖4為本實用新型的基于壓縮感知的數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0013]圖5為本實用新型的用于圖像壓縮感知的數(shù)字對講機發(fā)射機示意圖。
[0014]圖6為本實用新型的實現(xiàn)圖像壓縮感知的數(shù)字對講機發(fā)射機硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖7為本實用新型的實現(xiàn)圖像壓縮感知的數(shù)字對講機接收機硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]壓縮感知理論是由E.J.Candes、J.Romberg、T.Tao和D.L.Donoho等科學(xué)家于2004年提出來的，壓縮感知的核心內(nèi)容是在編碼端，突破了奈奎斯特準則的限制，可以用很低的采樣率對原始信息進行采樣，并且將信號的采樣和壓縮過程結(jié)合起來，直接獲取原始信號壓縮后的觀測值，大大減少了圖像編碼端的計算量。同時，由于壓縮感知的每一個測量值都含有原始信號的一定信息量，無線傳輸中每一個數(shù)據(jù)包的重要性是完全平等的，所以，當某些觀測值受到噪聲干擾或者信道衰落的影響，接收端依然可以利用其它的測量值重構(gòu)出原始信號，大大提高了無線通信的可靠性。
[0018]壓縮感知理論表明:如果信號是稀疏的或者在某個變換域是稀疏的，就可以通過一個測量矩陣將其投影到一個低維的空間上，得到的低維信號即為測量信號，然后將這個測量信號進行傳輸，在接收端通過接收到的信號和已知的測量矩陣來重構(gòu)出原始的信號。理論上指出任何信號經(jīng)過一定處理后都可以轉(zhuǎn)化為稀疏信號，這也為壓縮感知理論在各個領(lǐng)域的廣泛使用提供了保障。
[0019]上述軟件處理包括稀疏變換以及壓縮感知處理等，主要基于以FPGA+DSP為核心的硬件來實現(xiàn)。
[0020]具體實施方案如下:
[0021]—種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，如圖6，它包括數(shù)字對講機基帶芯片；及由數(shù)字對講機基帶芯片來控制并與數(shù)字對講機基帶芯片之間實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)和指令交換的攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片和射頻電路；其中，攝像頭連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數(shù)字對講機基帶芯片分別與攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片及射頻電路連接。其中具體地，數(shù)字對講機基帶芯片、攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片和射頻電路之間的相互連接方式，在硬件實現(xiàn)方式上是通過PCB電路板上的芯片引腳進行連接。
[0022]數(shù)字對講機基帶芯片采用ARM9或ARMll系列或是基于ARM內(nèi)核的SOC芯片，其中ARM9或ARMll系列為三星公司的S3C2440芯片。
[0023]攝像頭采用OmniVis1n公司的0V7670型號，具有高靈敏度和低電壓的特點，適合嵌入式應(yīng)用；FPGA采用Altera公司或XiIinx公司生產(chǎn)的高性能FPGA芯片，具有并行工作、運算速度快的特點，非常適合用于圖像接口處理；DSP芯片進行浮點運算，非常適合用作圖像的實時性處理。
[0024]工作原理如下:
[0025]攝像頭完成圖像信息的采集，采集后輸入到FPGA中，F(xiàn)PGA內(nèi)部完成圖像數(shù)據(jù)的緩沖和預(yù)處理，緩沖一幀之后，DSP讀取FPGA內(nèi)部緩存的整幅圖像，然后利用內(nèi)部的浮點運算單元(FPU)進行稀疏變換和壓縮感知測量等工作，得到壓縮感知的測量值，然后，送給射頻電路，最后通過天線發(fā)射出去。
[0026]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于，它包括數(shù)字對講機基帶芯片、及由數(shù)字對講機基帶芯片來控制并與數(shù)字對講機基帶芯片之間實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)和指令交換的攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片和射頻電路，其中:攝像頭連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數(shù)字對講機基帶芯片分別與攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片及射頻電路連接。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字對講機基帶芯片采用ARM9或ARM11系列或是基于ARM內(nèi)核的SOC芯片。3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭采用OmniVis1n 公司的 0V7670 型號。4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述FPGA芯片采用Altera公司或Xilinx公司生產(chǎn)的高性能FPGA芯片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種數(shù)字對講機圖像傳輸系統(tǒng)，包括數(shù)字對講機基帶芯片、及由數(shù)字對講機基帶芯片來控制并與數(shù)字對講機基帶芯片之間實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)和指令交換的攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片和射頻電路，其中：攝像頭連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數(shù)字對講機基帶芯片分別與攝像頭、FPGA芯片、DSP芯片及射頻電路連接。本實用新型具有以下突出優(yōu)點：1、大大降低了對手持臺計算能力的要求，從而降低了手持臺的成本和功耗；2、具有較強的抗干擾能力和抗丟包能力，適合在惡劣的無線信道環(huán)境下進行圖像傳輸。
【IPC分類】H04N7/14
【公開號】CN205071182
【申請?zhí)枴緾N201520444729
【發(fā)明人】李華
【申請人】北京晶科華盛科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年6月26日