一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)畫(huà)制作分為二維動(dòng)畫(huà)與三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，像網(wǎng)頁(yè)上流行的flash動(dòng)畫(huà)就屬于二維動(dòng)畫(huà)；最有魅力并運(yùn)用最廣的當(dāng)屬三維動(dòng)畫(huà)，包括我們見(jiàn)到的動(dòng)畫(huà)制作大片，電視廣告片頭，建筑動(dòng)畫(huà)等都要運(yùn)用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)。
[0003]動(dòng)畫(huà)制作是一個(gè)需要密切配合的團(tuán)體活動(dòng)，包括前端的動(dòng)畫(huà)表演，后端的動(dòng)畫(huà)采集、制作和處理，是藝術(shù)和技術(shù)的融合，尤其是后端的動(dòng)畫(huà)采集、制作和處理更關(guān)乎到動(dòng)畫(huà)制作質(zhì)量的優(yōu)劣。在動(dòng)畫(huà)采集環(huán)節(jié)，目前主要應(yīng)用各類(lèi)圖像數(shù)據(jù)采集卡。尤其是三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，因?yàn)榘男畔⒘枯^為豐富，數(shù)據(jù)容量大，對(duì)圖像信息采集處理和信息傳輸?shù)囊筝^高，隨著三維動(dòng)畫(huà)的逐漸發(fā)展以及人們?nèi)找嫣嵘挠^看需求，現(xiàn)有技術(shù)中基于ISA，PCI,USB1.1等總線的圖形采集卡速度已經(jīng)不能滿足用戶的需求，因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種新型動(dòng)畫(huà)采集制作的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，解決現(xiàn)有動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)中圖像采集、處理和傳輸效果不佳的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:包括動(dòng)畫(huà)表演模塊、與動(dòng)畫(huà)表演模塊輸出端連接的圖像采集模塊、與圖像采集模塊輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出端與第一微處理器相連，所述第一微處理器輸出端與第一存儲(chǔ)器相連，所述第一存儲(chǔ)器輸出端與第二微處理器相連，所述第二微處理器與第二存儲(chǔ)器相連，所述第二微處理器輸出端還與第一微處理器相連，所述第一存儲(chǔ)器輸出端與USB控制芯片相連，所述USB控制芯片輸出端與PC機(jī)相連，所述USB控制芯片輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。
[0006]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集模塊為CCD攝像頭。
[0007]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述A/D轉(zhuǎn)換模塊為型號(hào)SAA7111A的A/D轉(zhuǎn)換芯片。
[0008]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微處理器為CPLD芯片。
[0009]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一存儲(chǔ)器為SRAM。
[0010]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第二微處理器為型號(hào)TMS320VC5409的DSP芯片。
[0011]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第二存儲(chǔ)器為FLASH存儲(chǔ)器。
[0012]上述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述USB控制芯片選用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型采用DSP+CPLD的硬件設(shè)計(jì)方案，采用現(xiàn)場(chǎng)可編程芯片CPLD及兩片SRAM構(gòu)成的圖像采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)，圖像信號(hào)不經(jīng)過(guò)壓縮處理對(duì)后續(xù)處理沒(méi)有任何影響，因此這種圖像處理和識(shí)別的效果比一般的圖像采集要好，很好滿足了動(dòng)畫(huà)制作時(shí)前端圖像采集與處理的需要。具有使用方便、圖像采集效果好、通用性強(qiáng)、成本低廉、易于系統(tǒng)調(diào)試升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。
[0015]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:包括動(dòng)畫(huà)表演模塊1、與動(dòng)畫(huà)表演模塊I輸出端連接的圖像采集模塊2、與圖像采集模塊2輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊3，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊3輸出端與第一微處理器4相連，所述第一微處理器4輸出端與第一存儲(chǔ)器5相連，所述第一存儲(chǔ)器5輸出端與第二微處理器6相連，所述第二微處理器6與第二存儲(chǔ)器7相連，所述第二微處理器6輸出端還與第一微處理器4相連，所述第一存儲(chǔ)器5輸出端與USB控制芯片8相連，所述USB控制芯片8輸出端與PC機(jī)9相連，所述USB控制芯片8輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊3相連。
[0018]本實(shí)施例中，所述圖像采集模塊2為CCD攝像頭。
[0019]本實(shí)施例中，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊3為型號(hào)SAA711IA的A/D轉(zhuǎn)換芯片。
[0020]本實(shí)施例中，所述第一微處理器4為CPLD芯片。
[0021 ] 本實(shí)施例中，所述第一存儲(chǔ)器5為SRAM。
[0022]本實(shí)施例中，所述第二微處理器6為型號(hào)TMS320VC5409的DSP芯片。
[0023]本實(shí)施例中，所述第二存儲(chǔ)器7為FLASH存儲(chǔ)器。
[0024]本實(shí)施例中，所述USB控制芯片8選用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型包括以下四個(gè)部分:
[0026](I)圖像采集模塊，由線陣(XD、(XD驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)電路、CPLD和A/D組成，用于采集圖像信號(hào)，并將模擬信號(hào)數(shù)字化，以便DSP處理。本系統(tǒng)采用黑白高速線陣TH7814A，該CXD為雙路輸出，像敏單元尺寸7 Pm，最高驅(qū)動(dòng)頻率50 MHz ;CXD驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)電路是為滿足該CCD所需的9 V高速驅(qū)動(dòng)而設(shè)計(jì)的；A/D芯片采用SAA7111A，它由雙通道模擬預(yù)處理電路、自動(dòng)鉗位和增益控制、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、數(shù)字多標(biāo)準(zhǔn)譯碼器色度/飽和度/對(duì)比度控制電路、彩色空間矩陣和27MHz數(shù)據(jù)處理通道七部分組成，并由DSP模擬I2C總線進(jìn)行時(shí)序配置，以上器件同步驅(qū)動(dòng)脈沖均由CPLD產(chǎn)生。
[0027](2)圖像信號(hào)的處理和控制模塊，該模塊由DSP和SRAM組成，完成了整個(gè)系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)的處理和對(duì)各模塊的集中控制與處理，DSP選用了 TI公司的通用16位定點(diǎn)DSP芯片TMS320VC5409，其指令的處理速度達(dá)到100MIPS，通過(guò)片內(nèi)的鎖相環(huán)倍頻使DSP內(nèi)部工作在100M的頻率上，而外部的工作頻率可以相對(duì)較低，這就降低了電路設(shè)計(jì)的要求，提高了工作的穩(wěn)定性。
[0028](3) USB傳輸和控制模塊，設(shè)計(jì)中選用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片，該芯片是針對(duì)USB2.0的，而且和USB1.0兼容，由于USB2.0的速度可以達(dá)到480Mb/S，并且FX2自身具有EP2，EP4，EP6和EP8的4個(gè)大流量端點(diǎn)，CY7C68013可以實(shí)現(xiàn)從外部存儲(chǔ)器高速的讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。CY7C68013擁有4個(gè)大容量端點(diǎn)，恰好滿足了整個(gè)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。
[0029](4)系統(tǒng)接口以及終端圖像還原和存儲(chǔ)模塊，系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間都需要通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊間通信，因此接口的選擇是系統(tǒng)是保證系統(tǒng)通信速度的關(guān)鍵。其中CPLD和DSP都具有很高的數(shù)據(jù)處理速度，本實(shí)施例中DSP與SDRAM用EMIF的方式接口。同時(shí)，CPLD內(nèi)部的存儲(chǔ)器主要是Block RAM，可用作雙口 RAM，正好可將CPLD模塊中的結(jié)果緩沖器設(shè)為雙口 RAM，一端是輸入，另一端則模擬為SDRAM的接口。這樣就將CPLD與DSP有機(jī)地連接在一起。系統(tǒng)與終端的接口采用的是480Mb/s的USB2.0通用串行接口，用于發(fā)送和接受各種數(shù)據(jù)及控制信號(hào)。PC機(jī)端通過(guò)USB接口接受數(shù)據(jù)，然后存儲(chǔ)到終端硬盤(pán)上，進(jìn)行圖像的還原和處理。
[0030]系統(tǒng)工作流程:系統(tǒng)上電以后，系統(tǒng)初始化，DSP通過(guò)控制CPLD可以采集圖像與否。從CXD捕捉到的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)SAA7111A的模數(shù)轉(zhuǎn)換，由CPLD控制寫(xiě)入片外高速大容量數(shù)據(jù)由SRAM儲(chǔ)存，直到一幀圖像存儲(chǔ)完畢。然后USB控制器FX2從SRAM中讀取圖像數(shù)據(jù)。一幀圖像采集結(jié)束后，CPLD停止采集，并通知DSP進(jìn)行圖像傳輸。本實(shí)用新型采用DSP+CPLD的硬件設(shè)計(jì)方案，采用現(xiàn)場(chǎng)可編程芯片CPLD及兩片SRAM構(gòu)成的圖像采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)，圖像信號(hào)不經(jīng)過(guò)壓縮處理對(duì)后續(xù)處理沒(méi)有任何影響，因此這種圖像處理和識(shí)別的效果比一般的圖像采集要好，很好滿足了動(dòng)畫(huà)制作時(shí)前端圖像采集與處理的需要。
[0031]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:包括動(dòng)畫(huà)表演模塊(I)、與動(dòng)畫(huà)表演模塊(I)輸出端連接的圖像采集模塊(2)、與圖像采集模塊(2)輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊(3)，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(3)輸出端與第一微處理器(4)相連，所述第一微處理器(4)輸出端與第一存儲(chǔ)器(5)相連，所述第一存儲(chǔ)器(5)輸出端與第二微處理器(6)相連，所述第二微處理器(6)與第二存儲(chǔ)器(7)相連，所述第二微處理器(6)輸出端還與第一微處理器(4)相連，所述第一存儲(chǔ)器(5)輸出端與USB控制芯片(8)相連，所述USB控制芯片(8 )輸出端與PC機(jī)(9 )相連，所述USB控制芯片(8 )輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊(3 )相連。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集模塊(2)為CCD攝像頭。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述A/D轉(zhuǎn)換模塊(3)為型號(hào)SAA7111A的A/D轉(zhuǎn)換芯片。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微處理器(4)為CPLD芯片。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一存儲(chǔ)器(5)為SRAM。6.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第二微處理器(6)為型號(hào)TMS320VC5409的DSP芯片。7.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第二存儲(chǔ)器(7)為FLASH存儲(chǔ)器。8.如權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，其特征在于:所述USB控制芯片(8)選用的芯片是EZ-USB FX2系列的CY7C68013芯片。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的嵌入式高速動(dòng)畫(huà)圖像通信系統(tǒng)，包括動(dòng)畫(huà)表演模塊、與動(dòng)畫(huà)表演模塊輸出端連接的圖像采集模塊、與圖像采集模塊輸出端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊與第一微處理器相連，第一微處理器與第一存儲(chǔ)器相連，第一存儲(chǔ)器與第二微處理器相連，第二微處理器與第二存儲(chǔ)器相連，第二微處理器還與第一微處理器相連，第一存儲(chǔ)器與USB控制芯片相連，USB控制芯片與PC機(jī)相連，USB控制芯片與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。本實(shí)用新型采用DSP+CPLD的設(shè)計(jì)方案，圖像信號(hào)不經(jīng)過(guò)壓縮處理對(duì)后續(xù)處理沒(méi)有任何影響，圖像處理和識(shí)別的效果比一般的圖像采集要好，很好滿足了動(dòng)畫(huà)制作時(shí)圖像采集與處理的需要。
【IPC分類(lèi)】H04N5/232
【公開(kāi)號(hào)】CN205123875
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520855048
【發(fā)明人】任立超, 張建云
【申請(qǐng)人】寧夏盛天彩數(shù)字科技股份有限公司, 任立超, 張建云
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月29日