一種數字對講機圖像傳輸系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種數字對講機圖像傳輸系統，包括數字對講機基帶芯片、及由數字對講機基帶芯片來控制并與數字對講機基帶芯片之間實現雙向的數據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，FPGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數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。本實用新型專利技術具有以下突出優點：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境下進行圖像傳輸。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及數字對講機的圖像傳輸
，尤其涉及一種數字對講機圖像傳輸系統。
技術介紹
市場上通常的無線圖像壓縮和傳輸系統是在無線發射端進行壓縮，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.發射機基本上是移動終端，計算能力很有限，實現通用的壓縮算法(比如jpeg2000)有較大困難；2.無線信道具有不穩定性。一般地，如圖2所示，數字對講機主要分為手持臺和基站臺，通常的應用需求是手持臺向基站臺匯報現場情況，傳輸現場圖片，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，用于電梯的數字對講機系統，在電梯轎廂里面有固定的手持臺終端，一旦電梯出現緊急情況，電梯轎廂內的手持臺終端應該將電梯轎廂內的圖像通過無線方式傳輸給小區值班室，供小區值班室的工作人員制定營救方案。數字對講機的手持臺，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，傳統的圖像壓縮和解壓縮模式，不適用于數字對講機的圖像傳輸系統，也就是說，數字對講機手持臺不應該承擔高計算量的圖像壓縮任務。另外一方面，由于數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定性，所以，無線傳輸過程中的隨機丟包現象無法避免。而在傳統的圖像壓縮和解壓縮的方法中，不同數據包的重要性是不一樣的，比如，某一關鍵的數據包丟失以后，整幅圖像完全無法恢復。因此，基于傳統方法的圖像無線傳輸，穩定性和可靠性很難得到保障，亟待改善。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服現有技術的不足，提供了一種數字對講機圖像傳輸系統，它包括數字對講機基帶芯片、及由數字對講機基帶芯片來控制并與數字對講機基帶芯片之間實現雙向的數據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，FPGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數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。優選地，所述數字對講機基帶芯片采用ARM9或ARM11系列或是基于ARM內核的SOC芯片。優選地，所述攝像頭采用OmniVision公司的OV7670型號。優選地，所述FPGA芯片采用Altera公司或Xilinx公司生產的高性能FPGA芯片。綜上所述，采用壓縮感知的數字對講機圖像傳輸系統，具有以下突出優點：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境下進行圖像傳輸。附圖說明圖1為本技術的傳統無線圖像壓縮和傳輸系統示意圖。圖2為本技術的數字對講機的手持臺和基站臺示意圖。圖3為本技術的基于壓縮感知的無線圖像壓縮和傳輸系統示意圖。圖4為本技術的基于壓縮感知的數字對講機圖像傳輸系統示意圖。圖5為本技術的用于圖像壓縮感知的數字對講機發射機示意圖。圖6為本技術的實現圖像壓縮感知的數字對講機發射機硬件結構示意圖。圖7為本技術的實現圖像壓縮感知的數字對講機接收機硬件結構示意圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。壓縮感知理論是由E.J.Candes、J.Romberg、T.Tao和D.L.Donoho等科學家于2004年提出來的，壓縮感知的核心內容是在編碼端，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據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出原始信號，大大提高了無線通信的可靠性。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出原始的信號。理論上指出任何信號經過一定處理后都可以轉化為稀疏信號，這也為壓縮感知理論在各個領域的廣泛使用提供了保障。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。具體實施方案如下：一種數字對講機圖像傳輸系統，如圖6，它包括數字對講機基帶芯片；及由數字對講機基帶芯片來控制并與數字對講機基帶芯片之間實現雙向的數據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，FPGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數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，在硬件實現方式上是通過PCB電路板上的芯片引腳進行連接。數字對講機基帶芯片采用ARM9或ARM11系列或是基于ARM內核的SOC芯片，其中ARM9或ARM11系列為三星公司的S3C2440芯片。攝像頭采用OmniVision公司的OV7670型號，具有高靈敏度和低電壓的特點，適合嵌入式應用；FPGA采用Altera公司或Xilinx公司生產的高性能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。工作原理如下：攝像頭完成圖像信息的采集，采集后輸入到FPGA中，FPGA內部完成圖像數據的緩沖和預處理，緩沖一幀之后，DSP讀取FPGA內部緩存的整幅圖像，然后利用內部的浮點運算單元(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，最后通過天線發射出去。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字對講機圖像傳輸系統，其特征在于，它包括數字對講機基帶芯片、及由數字對講機基帶芯片來控制并與數字對講機基帶芯片之間實現雙向的數據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，FPGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數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。

【技術特征摘要】
1.一種數字對講機圖像傳輸系統，其特征在于，它包括數字對講機基帶芯片、及由數字對講機基帶芯片來控制并與數字對講機基帶芯片之間實現雙向的數據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，FPGA芯片連接DSP芯片；DSP芯片連接射頻電路；數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.如權利要求1所述的數字對講機圖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李華，
申請(專利權)人：北京晶科華盛科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11