基于Xilinx FPGA的SUB2r 4K/1080p开源视频摄像机

作者:Kenshin

今天这篇文章要向大家介绍一款摄像机——SUB2r,这款摄像机设计之初就本着模块化、开源化、低成本的理念。我们可以向这款摄像机上移植各种图像传感器(包括4K传感器)和不同焦距的镜头。SUB2r摄像机核心处理器件采用Xilinx Artix-7系列FPGA,实现其灵活性、可配置视频处理工具链和通用的传感器借口等特性。

图1 基于Xilinx Artix-7 FPGA的SUB2r模块化开源摄像机

图1 基于Xilinx Artix-7 FPGA的SUB2r模块化开源摄像机

SUB2r摄像机的设计理念就与传统设计模式不同,传统的摄像机设计采用ASIC(专用芯片),并且功能固定,不可访问等缺点,SUB2r的设计模式没有遵循这种标准化的硬件模式,相反SUB2r是一个可以不断升级的图像采集处理平台,随着用户的增多以及社区的繁荣,这款开源摄像机会不断发展和成长。如果用户想升级摄像机,根本不需要再从新购买新的,只需要换一块摄像机核心PCB电路板即可。

图2 SUB2r开源视频摄像机拆解

图2 SUB2r开源视频摄像机拆解

从上图中我们看到摄像机主电路板中心采用的正是Xilinx Artix-7系列FPGA,SUB2r阿尔法版本摄像机采用的是Artix-7 A100T器件,设计者Neumann说道,用户可以根据系统设计和性能需要选择A15T至A200T系列器件,而且硬件电路板不需要任何修改。SUB2r视频摄像机可以应用于各种各样的视频应用程序:

  • 安全
  • 游戏
  • 运动分析
  • 虚拟现实
  • 增强现实
  • 智能电视
  • 生物识别技术
  • 机顶盒
  • 机器人/无人机
  • 汽车控制/导航
  • 结构光三维深度映射
  • 下面给大家举几个具体应用的例子:

    运动分析:
    当我们想分析一个跑步者的动作、骑自行车人的节奏、高尔夫球手的挥杆以及游泳者的摆臂等动作时,摄像机必须有提供60至120FPS帧率的能力。SUB2r摄像机具有高帧率,定制化光学结构,并且能够同步摄像机与运动员和机器,连接多个摄像机可以让用户在不同角度查看同一个精准的动作瞬间。

    图3 高尔夫球手挥杆动作

    图3 高尔夫球手挥杆动作

    动作捕捉——MoCap:
    对于游戏开发,电影以及AR/VR技术的兴起,MoCap是一个快速发展的技术。SUB2r提供了高度灵活的图像平台,高帧率采集,完美的边缘检测以及对NIR(近红外光)的高度敏感。可定制的光学系统提供了更高的可扩展性。

    图4 动作捕捉实现软件模拟

    图4 动作捕捉实现软件模拟

    基于Xilinx Artix-7 FPGA的开源SUB2r视频摄像机凭借其高度的灵活性,可扩展性以及不俗的性能表现,可以在更多的方面的到应用,这种应用实例会越来越多。

    SUB2r开源视频摄像机拆解

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