[发明专利]一种基于FPGA的全景高清视频采集处理设备

权利要求书

1.一种基于FPGA的全景视频采集处理设备，其特征在于，该设备包括高清全景视频采集模块、FPGA处理器模块、DDR4存储模块、视频编码模块、视频显示驱动模块、万兆以太网视频传输模块、5G物联网通信模块及电源模块，所述高清全景视频采集模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于获取多路4K分辨率视频；

所述FPGA处理器模块分别与高清全景视频采集模块、DDR4存储模块、视频编码模块、视频显示驱动模块、万兆以太网视频传输模块、5G物联网通信模块及电源模块连接，接收来自高清全景视频采集模块的视频流，对视频流进行格式转换、全景拼接和视频处理操作，并将处理后的视频流发送至视频显示驱动模块、5G物联网通信模块和万兆以太网模块；

所述DDR4存储模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于视频处理过程中的数据缓存和本地回放功能的视频存储；

所述视频编码模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于原始视频流的压缩编码；

所述视频显示驱动模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于本地显示；

所述万兆以太网视频传输模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于视频流的有线传输；

所述5G物联网通信模块分别与FPGA处理器模块及电源模块连接，用于视频流的无线传输；

所述电源模块分别与高清全景视频采集模块、FPGA处理器模块、DDR4存储模块、视频编码模块、视频显示驱动模块、万兆以太网视频传输模块及5G物联网通信模块连接，用于为各模块供电。

2.根据权利要求1所述的全景视频采集处理设备，其特征在于，所述高清全景视频采集模块包括数个图像视频传感器，用于采集数路4K分辨率全景高清视频。

3.根据权利要求1所述的全景视频采集处理设备，其特征在于，所述FPGA处理器模块包括视频格式转换模块、同步队列、图像缓存DDR4读写控制模块、图像处理模块、视频拼接模块、视频截取模块、编码控制模块、编码缓存DDR4读写控制模块和组包模块；

所述视频格式转换模块与视频采集模块和同步队列相连，将原始视频流由RAW格式转换为RGB格式；

所述同步队列与视频格式转换模块及图像缓存DDR4读写控制模块相连，用于多路视频流的同步；

所述图像缓存DDR4读写控制模块与同步队列、图像处理模块及DDR4存储模块相连，存储由多路视频源构成的全景视频原始数据；

所述图像处理模块与图像缓存DDR4读写控制模块相连，读取来自图像缓存DDR4读写控制模块的多路原始视频帧，对各路视频帧进行图像边缘畸变矫正、白平衡优化和色域优化，并将图像处理后的全景视频帧按照行输出给视频拼接模块；

所述视频拼接模块以行为单位获取全景视频帧后，对多路视频帧进行拼接，并将拼接后的全景视频帧传入视频截取模块和编码缓存DDR4读写控制模块；

所述视频截取模块与视频显示驱动模块相连，用于横向截取全景视频中的符合4K画幅大小的部分像素，并将其输出给视频显示驱动模块，视频的截取位置能够在全幅视频的水平方向自由移动；

所述编码缓存DDR4读写控制模块与编码控制模块、组包模块及DDR4存储模块相连，缓存编码过程中的视频帧和编码后的全幅全景视频；

所述编码控制模块与编码缓存DDR4读写控制模块及视频编码模块相连，用于控制视频编码模块和编码缓存DDR4读写控制模块的时序；

所述组包模块与编码缓存DDR4读写控制模块、万兆以太网视频传输模块及5G物联网通信模块相连，用于将压缩编码后的全幅全景视频分割为多个UDP格式数据包，并发送至万兆以太网视频传输模块及5G物联网通信模块。

4.根据权利要求1所述的全景视频采集处理设备，其特征在于，所述万兆以太网视频传输模块包括万兆网光口和万兆以太网物理核，用于通过光纤与上位机连接，发送来自FPGA处理器模块的压缩后的视频流。