视频图像处理基于FPGA 的PCI-E总线双路VGA 采集卡

tswvideo | 2012-01-09 14:45:29 阅读：1627

VGA采集卡原理解析：

　　采集卡插在PC机的PCI槽上，接一路VGA视频源输入(如笔记本,pc机的VGA输出信号)，它可把数据源实时捕捉到系统里，用软件实时观看或录播，如用微软WMEncoder(Windows Media编码器)或者Real编码器等软件，可以把一路VGA信号编码成WM9，Real，MPEG4等格式文件，应用到网络直播，录播系统，VOD点播，远程教育培训，视讯会议等系统中。

　　视频图像处理基于FPGA 的PCI-E总线双路VGA 采集卡
VGA高清采集卡工作原理是由RGB模拟信号经过A/D采样后转换为数字信号，通过FPGA写入SDRAM作为缓存，再经FPGA从SDRAM中将采集压缩的数据读出通过PCI总线传输到上位机，由上位机对数据进行传输等处理。

经过高速PCI-E总线能够直接采集图象到VGA显存或主机系统内存，此外不仅可以使图象直接采集到VGA，实现单屏工作方式，而且可以利用PC机内存的可扩展性，实现所需数量的序列图象逐帧连续采集，进行序列图象处理分析。如果将一台PC机VGA数据在另一台PC上显示以及采集VGA信号，传统的方法是将VGA信号通过视频转换器VGA—VIDEO变成视频信号，再通过视频采集卡在另一台PC机上显示采集。　　

视频采集就是将视频源的模拟信号通过处理转变成数字信号(即0和1)，并将这些数字信息存储在电脑硬盘上的过程。这种模拟/数字转变是通过视频采集卡上的采集芯片进行的。首先PC机发一个开始采集命令并等中断，然后VGA采集卡会探测场同步开始，然后启动采集一张图片(根据行场消隐及大小)，采集结束后通过PCI中断通知pc机，而PC机收到些中断后，马上启动DMA读取VGA采集卡的数据(只需要准备好内存地址和所读大小即可)，读取完毕即完成一次采集。由视频采集芯片将模拟信号转换成数字信号，然后传至板卡自带的临时存储器中，再由卡上自带视频压缩芯片执行压缩算法，将庞大的视频信号压缩变小，最后这些压缩后的直接或通过PCI桥芯片进入PCI，存储到硬盘。

VGA高清采集卡能直接采集VGA信号，可以把输入的VGA视频信号实时采集压缩，并能立即在一台显示器上同时显示另外一台甚至多台设备的VGA数据，不用增加额外的设备。不同于PCI采集卡，不用担心CPU消耗过度问题，不用担心音视频信号不同步，不必担心信号采集效果、速度、质量，也不用担心起信号采集卡的兼容性、扩展性。

视频采集系统在工业领域应用广泛，随着多媒体技术的快速发展，对视频采集、处理和传输性能的要求也不断提高，如高采集速度、低功耗、抗干扰性、实时性及扩展性等。

　　双路VGA采集卡灵活FPGA实时计算机屏幕高清视频采集卡

　　随着计算机应用越来越广泛，越来越多的重要信息需要由计算机屏幕显示，因此对计算机屏幕记录的需求越来越迫切。同时，伴随着显示器的高速发展，计算机屏幕分辨率日益增大，需要记录的图像分辨率也逐渐增大，因此，对能够记录计算机屏幕信息的设备需要日益增长。目前的图像压缩存储方案大都无法支持高分辨率图像，如ADI公司推出的图像压缩芯片ADV212 该芯片支持的最大分辨率为1 024×1 024，无法满足SXGA(1 280×1 024)或更高的图像分辨率。另外，在一些DSP解决方案中，因为DSP接口不灵活以及DSP本身处理能力的限制，很难支持高分辨图像压缩。同三维 T306E 六路音视频采用专业音视频解码器+FPGA+DDR2方式实现，将图像算法集成到FPGA中对图像进行专业的处理，成功解决了ASIC方案存在的种种问题高清D1流媒体采集卡

　　PCI-E接口双路实时VGA采集卡 T620E 高清两路DVI/VGA/HDMI音视频采集卡

　　同三维针对专业用户需求，推出了一款T620E 高清两路DVI/VGA/HDMI音视频采集卡，此款采集卡支持多种信号源：支持DVI视频、VGA视频、Y/Pb/Pr视频、HDMI音视频、CVBS视频。并且能同时高清进行采集，最大分辨率能达到1920 x 1080。

　　赠送一款同三维多路视频录播软件，最多可以同时录制多达6路视频画面，录制格式包括rms、HTML课件。可以应用于教师评课、课件制作、网络流媒体直播、视频会议等有多场景同时录制要求的场合。了解详情请登录：同三维多路视频录播软件。

　▓视频录播软件主界面

　　单击桌面上的“同三维视频录播软件”快捷图标运行程序，出现如下图所示的主界面。

　　同三维T620E高清万能视频采集卡支持1080P：两路高清(DVI/VGA/HDMI/分量/复合) + 音频　

　　支持超长DVI/HDMI输入电缆：具有自适应均衡器，支持长达30米的HDMI输入电缆。完全满足了特定环境用户的需求。

图示：双路高清视频采集卡

　　【产品特点】

　　· 双路高清信号同时采集。

　　· 输入视频信号可达1080p/60 Hz。

　　· 可采集DVI、VGA、HDMI、分量信号。

　　· 可采集两路模拟音频信号(需通过板上接线引出)。

　　· 可采集HDMI中的LPCM音频信号。

　　· 微软AVStream标准驱动，可支持大部分Windows上的多媒体视频软件或流媒体软件。

　　安全模式 4096x2048 高清分辨率VGA信号采集

　　高清采集卡对VGA信号采集新增了安全模式，对一些特殊的分辨率也提供了支持，此模式只对VGA信号起作用，对DVI/HDMI不起作用。同三维系列采集卡中：T220E高清采集卡，T620E双路高清采集卡，其都是可以采集高清1080P视频信号，包括模拟VGA信号，数字HDMI音视频信号，DVI信号以及色差分量信号，同时还能和音频信号同步进行采集。之前已经根据用户需求发布了SDK二次开发包，现在为了对视频开发应用解决方案提供更好的支持，专业的开发团队针对这两款音视频采集卡新增功能：VGA采集安全模式下支持更多分辨率，包括4096x2048等。

　　注意:只有行采样数超出4095限制的分辨率才需要在高级界面上进行手动设置，3072*768的行采样数不会超出4095，无需在高级界面上进行手动设置。

　　【提供二次开发包SDK】

　　免费提供SDK开发包，方便用户较快地集成到现有的系统中。可广泛应用于网络视频直播、视频会议、录播产品、医疗图像处理、雷达信号数据采集、多屏显示等各个领域。

　　【产品规格】

几何尺寸	147mm x 108mm
主机接口	PCI-Express x4, Half size, 480MB/s 传输带宽
输入接口	两个DVI-I 接口
最大采样率	RGB/分量：170MHz HDMI/DVI：225MHz
板载内存	每通道128MB DDR2，工作频率为 160 Mhz，位宽 32bit
VGA输入格式	640x400-1920x1080，像素率低于170MHz即可
分量输入格式	480i、576i、480p，576p，720p，1080i，1080p
DVI输入格式	符合DVI 1.0标准，单连接
HDMI输入格式	符合HDMI 1.3 标准，支持36bit DeepColor
输出图像格式	大小：40x30-1920x1080，帧率： 1-100 fps，色彩：YUY2, UYVY, RGB24, RGB32, I420
操作系统支持	Windows® XP Professional, Windows® Server 2003, Windows Vista®, Windows® Server 2008 and Windows® 7 (x86)
功耗	<= 15W
工作温度范围	0-50 摄氏度
保存温度范围	-20-70 摄氏度
相对湿度范围	5%-90%

　【产品特点】

　　○画质好：采用10bit采样精度 AD转换器，保障了画面细节丰富，信噪比高，并最大程度的减少了色边的出现。同时FPGA内实现的5-Tap缩放和运动自适应去隔行技术进一步保障了画质。

　　○ 音质好：采用96KHz采样率，24bit采样精度AD转换器，实测信噪比在90db以上。

　　○ 全兼容：兼容Windows下DirectShow/DirectSound API，兼容大量现有音视频处理软件。

　　○性能高：耗用CPU时间的缩放和去隔行等图像处理在FPGA内完成，极大的减少了CPU的负担，同时高效率 DMA传输方式进一步解放了CPU的能力，从而让CPU专注与用户指定的工作。

　　○ 升级易：不同与ASIC，FPGA的灵活性极大程度的保护了用户的资产价值，我们通过Firmware/Driver升级的方式不断给用户提供更多的功能和更好的服务。

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