[发明专利]一种三通道图像传输接口转换方法

说明书

本发明涉及一种三通道图像传输接口转换装置及图像传输接口转换方法，装置包括：依次连接的3G‑SDI接口和3G‑SDI主控芯片；依次连接的USB3.0接口和USB3.0主控芯片；依次连接的Camera link接口和Camera link接口转换芯片。图像传输接口转换方法包括两个步骤。本发明的优点是：可实现三种主流数字图像传输接口的相互转换，充分利用FPGA灵活性强、可编程的优点，在FPGA内实现多种编、解码算法，解决了三种图像接口之间任意转换的问题，充分利用硬件资源，提高图像传输接口转换装置的集成度。

技术领域

本发明涉及图像传输领域，特别涉及一种基于FPGA的三通道图像传输接口转换装置及图像传输接口转换方法。

背景技术

目前在各型相机中应用的图像传输接口种类多样，可分为模拟图像传输接口和数字图像传输接口，随着高帧频、高分辨率图像传输需求日益增长，数字图像接口应用范围广泛，Camera link接口，USB3.0接口和3G-SDI接口是当前主流的数字图像接口，三种接口根据各自特点应用在各个领域。

Camera link接口是基于 Channel Link 技术发展而来的一种通信接口，有Base、Medium 和 Full 三种配置方式，在时钟为 85 MHz 时最高传输速度为 2.38Gb/s，最大传输距离为 15 米。具有抗干扰、传输带宽较高、传输距离短的特点。

USB接口是一种使用最为频繁的计算机总线接口技术，目前无论是在民用消费电子产品还是在高端智能测控等领域，USB 接口已经发展成为通用接口。USB 接口使得计算机与基于USB 接口的外部设备之间的连接通信变得十分便捷。有主要有USB2.0和USB3.0两种规范，支持热插拔，最多可同时连接 127 个外围设备， USB总线协议由主机控制，最高理论速度为 5.0Gb/s，最远传输距离为 5 米。具有易使用、成本低、传输距离短的特点。

SDI 的第一代 SD-SDI被定义为标清视频串行数字接口，主要用于物理分辨率在720P 以下的视频信号的传输。HD-SDI 是第二代 SDI，能够支持国际高清准则要求的视频宽纵比为 16：9、分辨率为 720P 或1080i的信号传输，因此成为“高清”。目前最新的是第三代 3G-SDI，最高支持 1080P 格式的视频传输，被成为“全高清”。SDI接口具有传输距离远，内容丰富、分辨率受限的特点。

目前，各种数字图像传输接口的相机都要与之对应的图像采集装置连接起来使用，如Camera link接口相机需要配合Camera link图像采集卡使用，USB接口相机需要配合USB数据采集卡使用，SDI接口相机需要配合SDI视频采集卡使用。这无疑增加了各种接口的相机之间测试、对比和应用的复杂性。常用的做法是通过专用的图像传输接口转换装置如Camera link转USB3.0接口盒、SDI转Camera link接口盒和USB3.0转SDI接口盒等，可以实现两种接口之间的单向转换，但采用这种方式来实现上述三种接口之间的任意切换就需要六种专用接口盒，系统复杂程度急剧增加，硬件成本也大为增加。

随着FPGA电子技术的不断发展，应用FPGA器件可编程、接口资源丰富的特点，将主流的三种数字图像传输接口之间相互转换的功能集中于一个装置，并加入接口电平监测、外部输入控制、内部时钟管理等功能，实现任意形式接口的图像输入，同时输出两种其他接口形式的图像。

发明内容

本发明的目的是为了降低图像传输接口转换装置的复杂度，提供一种三通道图像传输接口转换装置及图像传输接口转换方法，采用该方案能够实现Camera link、USB3.0和3G-SDI三种接口图像的输入输出变换，在FPGA的控制下实现对多种接口协议的解码和编码工作，充分利用硬件资源，提高图像传输接口转换装置的集成度。