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随着半导体技术和制造工艺的发展以及人们对高清晰度视频的追求,传统的图像传感器接口逐渐由并行接口转换为诸如CSI、LVDS等高速差分串行接口,进而导致传感器与处理器之间视频接口类型不匹配问题逐渐变得突出,原始视频的数据量与处理器ISP处理能力不匹配问题也亟待解决。针对上述问题,本文提出一种基于可编程逻辑器件的视频桥接方案。除了实现串行接口到并行接口的转换之外,更侧重于实现以下两方面:一方面实现单个ISP支持两个图像传感器,最大化发挥处理器ISP的处理能力;另一方面实现单路超高分辨率视频向多路较低分辨率视频的转换,解决单个ISP无法处理超高分辨率视频的问题。上述桥接系统旨在为具有低带宽并行视频接口的处理器提供更多解决方案。本文的主要工作和成果如下:(1)调研CMOS图像传感器接口的发展现状,对本课题涉及到的视频接口桥接方案的研究现状进行分析,并对选用的桥接芯片做了可行性分析及逻辑资源评估。(2)以双目深度相机为具体应用案例,验证双传感器视频桥接设计的正确性,主要包括CSI-2串并转换、双目同步及合并模块。设计降频模块,解决了传感器与处理器传输速率不匹配问题。实验结果表明,本方案实现双路视频的同步传输,使具有单个ISP和并行接口的处理器同时支持两路串行视频信号,充分发挥处理器ISP处理两路视频的能力。(3)以Python1300为具体应用案例,设计了双通道高速串行LVDS信号解串器,恢复原始视频数据的并行化传输;采用图像裁剪的方法,分块抽取像素,实现单路高分辨率视频转到双路小帧视频同步传输,解决了在高速视频采集过程中,处理器ISP处理能力与视频数据量不匹配的问题。仿真实验结果表明,该方案可扩展至超高分辨率视频采集。(4)选用Lattice MachX02平台,实现上述视频桥接系统的硬件整体方案设计。分析并完成了系统电源、图像采集、图像输出等硬件模块设计,绘制高速数字电路板并完成电路板的调试。对系统各模块的测试表明,系统可以稳定可靠的运行。