[发明专利]基于FPGA图像压缩技术的3G远程传输网络摄像头

摘要

本发明公开了一种基于FPGA图像压缩技术的3G远程传输网络摄像头，包括：PCB板、摄像头模块、3G模块、无线传输模块和硬件压缩模块。所述摄像头模块、3G模块、无线传输模块、硬件压缩模块被布局在所述PCB板上。本发明硬件驱动实现过程中，根据自行设计的PCB板，完成了所有模块的驱动；此外，利用硬件描述和FPGA技术，将摄像头采集的原始图像在传输之前进行了硬件压缩；在应用系统实现过程中，不仅完成了摄像头客户端的图像采集、3G传输、无线传输等部分，还在服务器端架设了Web服务器+TCP服务器，作为接收图像数据的服务器端。该服务器端还接受用户的Web访问，并且可以通过该服务器端来控制摄像头。

主权项

1.一种基于FPGA图像压缩技术的3G远程传输网络摄像头，其特征在于，包括：PCB板、摄像头模块、3G模块、无线传输模块和硬件压缩模块；所述摄像头模块、3G模块、无线传输模块、硬件压缩模块被布局在所述PCB板上；所述PCB板的尺寸小于等于10CM*20CM；所述硬件压缩模块，利用硬件描述和FPGA技术，将摄像头模块采集的原始图像在传输之前进行了硬件压缩；所述3G远程传输网络摄像头，进一步包括：Web服务器和TCP服务器；所述Web服务器和TCP服务器作为接收图像数据的服务器端；所述接收图像数据的服务器端进一步具备接收用户Web访问的功能，并且用户能够通过所述接收图像数据的服务器端来控制摄像头；所述3G远程传输网络摄像头通过3G网络接入互联网，采用TCP/IP协议进行数据传输；所述3G远程传输网络摄像头进一步支持无线局部网络通信的2.4G和/或433协议；所述3G远程传输网络摄像头为一个或多个；所述多个3G远程传输网络摄像头之间能够通过无线传输进行组网，并相互传递信息；所述硬件压缩模块，以FPGA为硬件平台，设计并实现符合JPEG标准基本模式的图像压缩功能；采用Xilinx的XC3S500E芯片作为压缩芯片；JPEG基本模式编码器采用高级硬件描述语言Verilog描述，按照Top‑Down和模块化设计的方法设计，开发环境选用ISE 10.1.03，仿真工具采用ISE自带的ISE simulator，综合工具采用XST；摄像头能够输出YCrCb色彩空间的图像信息，不需要进行从RGB到YCrCb的色彩空间变换；并增加一个读取控制和划分模块；在每幅图像的压缩数据前加一个固定的文件头；Zigzag扫描放在量化器之前进行；量化模块有两个量化表，分别对应Y和Cr、Cb量化，根据要量化的数据，选择量化表，量化；Huffman编码模块，分成三个小模块，分别是预编解码模块、编码模块、组装模块；预编解码模块用来区分色度和亮度的直流和交流分量，并对交流部分进行RLE编码，为编码模块做准备；编码模块包含两部分，对直流系数差分编码和对交流系数进行huffman编码；组装模块来把编码模块输出的数据组装为标准的32位数据，为后面数据输出做准备。