fpga为图形传感器提供接口让摄像头变聪明

引言

摄像头在工业和生活应用中扮演者重要的角色。无人工厂，无人驾驶，无人超市，这些领域都少不了摄像头，然而对于摄像头的性能不能仅仅是停留在能看得见的层面之上，我们不仅要让它看得见，还要让它在更复杂的光线环境下看得见，看得清，看的“快”！制作高质量的工业界的眼睛需要好的图形传感器和图像数据处理器件，谁能够胜任这些任务呢？

Photonfocus推出了一款摄像头，如图1所示，它是MV3-D640I-M01-144型号摄像头，它主要是针对SWIR（short wave IR，930nm to 1700nm）光谱范围的应用，也就是红外线的范围，这个光线范围人眼是看不到的，所以就需要一个对应这个波段敏感的材料来感光生成图像，此产品采用Sofradir SNAKE 低噪声InGaAs的图形传感器，它不仅有着640*512像素的分辨率和12bit的数据位宽的灰度图像输出，还支持CameraLink或者GigE接口，有着1200：1的SNR，支持300帧每秒的采样率。全局快门不仅能使摄像头在最高的帧采样率情况下其曝光时间仍可以达到微妙的级别，而且这么短的曝光时间对帧采样率的稳定性没有影响。

图.1 Photonfocus公司的MV3-D640I-M01-144-CL摄像头

有了一个高性能的传感器，还需要一个好的数据处理器，这个处理器需要有很强的图形处理能力和较好的可编程能力。Photonfocus公司的MV3-D640I-M01-144-CL摄像头使用了Xilinx的可编程器件Artix-7 FPGA，这款FPGA能够为图形传感器提供接口，保证了较好的帧采样数据处理能力和摄像头的可编程能力。Artix-7器件有着很高的性能功耗比，这使摄像头在高速获取图像的同时不会发热太严重。Xilinx的FPGA不仅在这款摄像头上能够发挥很好的性能，而且不同型号的FPGA在其他摄像头中也扮演着举足轻重的角色。例如3D应用的摄像头MV1-D2048x1088-3D06，里面搭载了Xilinx Spartan-6 FPGA器件；能够产生高清的视频的摄像头MV1-D2048x1088-HS01-96-G2-10，里面搭载了Xilinx Spartan-6 LX75 FPGA器件等等。可见，Xilinx的FPGA在当下高清摄像头的应用中是相当广泛的。

总结

现在摄像头可谓是随处可见，在保证性能的基础上，摄像头也要与时俱进慢慢的变聪明起来。这就需要摄像头有一个聪明的“大脑”，在完成所要求高清和其他性能的指标的同时还能够从安全性和智能探测方面进行拓展。这个“大脑”用FPGA是一个不错的选择，这能够保证摄像头在信息时代能够与时俱进，不断提升自己的“技能”！