Програмно-апаратна реалізація відеокамери, сумісної зі стандартом GigE Vision

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМарченко, Валерій Іванович
dc.contributor.authorХоднєв, Тимофій Андрійович
dc.contributor.authorВарфоломєєв, Антон Юрійович
dc.date.accessioned2020-05-02T21:16:37Z
dc.date.available2020-05-02T21:16:37Z
dc.date.issued2018
dc.description.abstractenDifferent variants of video streaming technologies are considered. From the standpoint of locally distributed computer vision systems implementation, the GigE Vision technology is selected for further investigation, since it is capable of providing relatively long channel distances, high robustness and image quality, low latency of video data transmission, and uses standard connection interfaces available in most of computers. Thereby the implementation of own GigE Vision compatible camera is chosen as the particular objective of the paper. Two ways of achieving of this objective are considered. The fists one is based on software implementation solely, and uses Aravis open source library, which is coupled with the Video4Linux API. It is shown that this software solution is capable of video streaming, but has high transmission delays, making it inexpedient for use in real-time computer vision systems. On the basis of experiments and the analysis of channel load, it was found that in the test system, the delays were caused mainly by the Video4Linux library. To overcome this problem, the second variant of camera, which uses the hardware implementation of primary video capturing part, was proposed. It is based on system-on-chip (SoC) solution, which incorporates FPGA and ARM-processor. In this system, the video sensor is connected to the FPGA. In the FPGA, the control of video sensor and the special direct memory access controller are implemented. As in the first camera variant, the Aravis library is responsible for the data transmission over Ethernet (it “resides” in the ARM-processor part of SoC). The direct memory access controller, which is implemented in the FPGA part, fills a dedicated buffer in ARM-processor’s RAM, taking into account the peculiarities of data transmission over the network. Particularly, data are sent using UDP protocol by portions, thus the controller includes the respective module, which generates interrupt requests immediately, when some fraction of pixels are loaded from the video sensor to the buffer. This fraction can be optimally estimated from the properties of network connection and is controlled by the Aravis library. Such a structure of direct memory access controller does not require waiting of a full frame transferring from the video sensor (which appears in Video4Linux API) and consequently allow to perform pipelined processing, which leads to minimization of data transmission delays.uk
dc.description.abstractruВ работе рассмотрены интерфейсы передачи потокового видео, описаны их преимущества и недостатки, а также обоснована целесообразность проведения исследований в сфере использования стандарта GigE Vision. На основе открытых библиотек Aravis и Video4Linux создан программный эмулятор GigE Vision совместимой камеры. Показано, что в связи с создаваемыми задержками, непосредственное использование прикладного программного интерфейса Video4Linux для первичного захвата видео не целесообразно. Для минимизации указанных задержек предложена программно-аппаратная реализация подсистемы захвата видео, построенная на базе ARM+FPGA системы-на-кристалле. Данная программно-аппаратная подсистема является специализированным контроллером доступа к памяти, размещаемым в FPGA части и учитывающим особенности передачи видеоданных по сети, за счет чего и позволяет минимизировать соответствующие задержки.uk
dc.description.abstractukУ роботі розглянуто інтерфейси передачі потокового відео, описані їх переваги і недоліки та обґрунтовано доцільність проведення досліджень в сфері використанням стандарту GigE Vision. На основі відкритих бібліотек Aravis та Video4Linux створено програмний емулятор GigE Vision сумісної камери. Показано, що з огляду на створювані затримки, безпосереднє використання прикладного програмного інтерфейсу Video4Linux для первинного захоплення відео не є доцільним. Для уникнення вказаних затримок запропоновано власну програмно-апаратну реалізацію підсистеми захоплення відео, яка побудована на базі ARM+FPGA системи-на-кристалі. Дана програмно-апаратна підсистема є спеціалізованим контролером доступу до пам’яті, що розміщується в FPGA частині та враховує особливості передачі відеоданих через мережу, за рахунок чого і дозволяє мінімізувати відповідні затримки.uk
dc.format.pagerangeС. 32-37uk
dc.identifier.citationМарченко, В. І. Програмно-апаратна реалізація відеокамери, сумісної зі стандартом GigE Vision / Марченко В. І., Ходнєв Т. А., Варфоломєєв А. Ю. // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2018. – Т. 23, № 5(106). – С. 32–37. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.5.147686
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33191
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2018, Т. 23, № 5(106)uk
dc.subjectпотокова передача відеоuk
dc.subjectвідеокамераuk
dc.subjectEthernetuk
dc.subjectGigE Visionuk
dc.subjectFPGAuk
dc.subjectARMuk
dc.subjectSoCuk
dc.subjectvideo streaminguk
dc.subjectvideo camerauk
dc.subjectпотоковая передача видеоuk
dc.subjectвидеокамераuk
dc.subject.udc004.773uk
dc.titleПрограмно-апаратна реалізація відеокамери, сумісної зі стандартом GigE Visionuk
dc.title.alternativeSoftware and Hardware Implementation of Video Camera, Compatible with GigE Vision Standarduk
dc.title.alternativeПрограммно-аппаратная реализация видеокамеры, совместимой со стандартом GigE Visionuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA2018_23-5_p32-37.pdf
Розмір:
372.63 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 23, № 5(106)