基于FPGA的多路SDI视频实时采集与处理系统设计  

作　　者：李耀成 常可铮 杨得武 LI Yaocheng;CHANG Kezheng;YANG Dewu

机构地区：[1]西北机电工程研究所,陕西咸阳712000

出　　处：《信息技术与信息化》2024年第11期127-131,共5页Information Technology and Informatization

摘　　要：文章设计了一种基于FPGA的多路SDI视频实时采集与处理系统,旨在满足高清视频信号实时采集和处理的需求。SDI(serial digital interface)作为一种被广泛应用于专业视频设备中的标准接口,具有稳定、高质量传输等特点,逐渐成为广播、电视、影视制作等领域的主流选择。SDI视频通常需要专用的SDI视频采集卡才能观测到图像,主要表现为采集设备昂贵、灵活性较差。所设计的系统主要解决了多路SDI视频信号同时采集、时序控制、图像处理和输出的技术问题。首先,使用Xilinx FPGA作为核心处理器,通过高速串行收发器(GTX)实现多路SDI信号的接收和解码,接收到的视频数据经过时序和同步控制后,通过内部存储器进行缓存;其次,设计了高效的数据流管理和控制模块,实现了多路视频信号的并行处理,并通过设计的图像处理模块实现多种实时图像处理算法,如帧缓存、灰度值提取和图像拼接等,通过FPGA内部的并行计算和优化的缓存架构,系统能够实现低延迟的实时处理;最后,设计了使用PCIe总线与上位机进行数据交互的架构,实现了对整个系统数据的传输与控制。实验结果表明,所设计的系统在多路SDI视频信号的高清实时采集、处理和输出方面具有显著的性能优势和应用潜力。未来的研究方向包括进一步优化算法性能、增加对更高分辨率视频的支持,以及应用于更广泛的专业视频领域。

关 键 词：FPGA SDI采集 GTX收发器 实时图像处理 PCIE 

分 类 号：TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术]