[发明专利]一种声纳图像处理板

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种信号处理装置，具体地说是一种声纳图像处理板。

(二)背景技术

数字图像处理技术自上世纪50年代兴起以来越来越受到人们的重视，尤其是上世纪80年代后，随着计算机技术的飞速发展，该技术不仅应用于民用领域如机器人视觉、资源探测、气象预报、医学影像分析等，并且在军用领域如水下目标探测、导弹的精确制导、战场态势分析等也得到了非常广泛的应用。关于这方面的公开报道也较多，例如中国专利申请号为200710144563.8的专利文件中公开的“超宽覆盖多波束测深侧扫声纳装置”、美国专利申请号为5142502的专利文件中公开的“Microcomputer-based side scanning sonar system”、CNKI数据库中公开的高鹏和桑恩方的文章《数字图像声纳的数据采集与处理系统》等。

但是现有的图像声纳系统大多应用于自航式潜器等小平台之上，主要的图像数据处理工作都必须在水下完成，由于空间和功耗等的限制，水下处理的数据吞吐量和处理效率都无法达到很高。就是说，在小平台水下系统进行的图像处理所能处理的图像数据量有限。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种使用方便、传输速度高，处理速度快的声纳图像处理板。

本发明的目的是这样实现的：

整套接收处理系统放置在岸上或者船上。包括计算机主机部分[1]和PCI总线扩展图像处理卡5，主机中设计有设备接口驱动程序3、提供人机交互平台的用户图形显控界面程序2、对上传的处理结果进行存储的数据存储程序4；PCI总线扩展图像处理卡5的构成包括FPGA主处理芯片8，与FPGA主处理芯片8电信号连接的第一大容量缓冲器件7、第二大容量缓冲器件9、声纳数字图像原始数据传输接口10、PCI总线接口芯片6；PCI总线扩展图像处理卡5安装在计算机主机板的PCI总线扩展插槽上，其中：声纳数字图像原始数据传输接口10同水下的图像声纳进行通讯，声纳图像数据也通过这两条线实时上传，PCI总线接口芯片6提供PCI设备局部总线与计算机的接口、FPGA主处理芯片8完成图像处理运算，第一大容量缓冲器件7、第二大容量缓冲器件9在FPGA主处理芯片8的控制下将读入的声纳图像数据进行乒乓缓冲存储，经FPGA主处理芯片8处理完成的图像数据通过PCI总线接口芯片6进行突发传输。

本发明还可以包括：

1、所述的声纳数字图像原始数据传输接口10同水下的图像声纳进行通讯是通过同轴电缆11、光纤12或USB电缆13连接。

2、所述的声纳数字图像原始数据传输接口10包括：hotlink接口主控芯片14提供同轴电缆11以及光纤12的传输控制，USB接口芯片15对USB电缆通讯进行控制和传输，数据经hotlink接口主控芯片14、USB接口芯片15转换后采用高速串行通讯传输；其中hotlink接口芯片14同FPGA主处理芯片8、USB接口芯片15同FPGA主处理芯片由电信号连接。

各部分的作用说明如下：

主机部分1以用户图形显控界面程序2作为人机接口，用户通过鼠标和键盘进行工作参数设置，通过PCI总线同PCI总线扩展图像处理卡5进行通信，包括启动设备、工作状态寄存器监测、数据接收、数据存储、设备复位、关闭设备等等，接收上来的图像数据利用用户显控界面程序2进行实时显示，并存入主机的磁盘中。

PCI总线扩展图像处理卡5利用板载的数字图像原始数据传输接口10驱动USB电缆13、光纤12和/或同轴电缆11从水下声纳设备或者A/D设备接收声纳图像的数字信号，将串行数据解码成为并行总线数据，送至FPGA主处理芯片调度，之后利用两片SDRAM即大容量缓冲器件7、9进行乒乓缓冲传输，随后送回经由FPGA主处理芯片8处理之后将数据通过PCI总线接口芯片6上传至主机部分1。

USB电缆13，光纤12，同轴电缆11负责PCI总线扩展图像处理卡5同声纳图像数据A/D变换器之间传输数据。主机部分1通过PCI总线为PCI总线扩展图像处理卡5提供控制命令以及数据传输。

PCI总线接口芯片6内置的双端口共享RAM作为总线数据同本地数据交换的缓冲，将FPGA主处理芯片8发送的数据以突发方式发送至主机部分1，并且其内置的I2O消息单元和操作寄存器可以从主机部分1和FPGA主处理芯片双向访问，可以传递设备中断等信息，避免了数据传递和控制信号的拥堵。

本发明的工作原理是：