基于USB接口的高清電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、基于USB接口的便攜式電子內(nèi)窺鏡因其成本低廉、操作方便、即插即用等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。目前市場(chǎng)上USB接口的便攜式電子內(nèi)窺鏡很多，但是它們的傳輸距離不夠長(zhǎng)，并且圖像分辨率不高，性能無(wú)法滿足實(shí)際需求。
　　本文提出的電子內(nèi)窺鏡圖像采集方案采用了1/6英寸的超小型CMOS圖像傳感器作為感光元件，借助LVDS傳輸技術(shù)，使用USB2.0接口控制芯片作為主控板數(shù)據(jù)采集和傳輸芯片，將高清圖像數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)中，并在上位機(jī)

2、應(yīng)用程序中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行還原處理，實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)采集和顯示。
　　為實(shí)現(xiàn)上述圖像采集和傳輸方案，論文分別從底層硬件架構(gòu)和上層軟件設(shè)計(jì)方面予以介紹。首先從四個(gè)方面對(duì)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)給予詳細(xì)論述，主要有前端微型攝像模組設(shè)計(jì)、CMOS圖像傳感器的開發(fā)及應(yīng)用、LVDS編解碼技術(shù)以及USB接口控制芯片的設(shè)計(jì)，主控板采用Slave FIFO模式快速讀取LVDS解碼后的圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)BULK傳輸方式將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)，同時(shí)采用硬件同步和軟件同步雙重

3、同步方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)處理速度與CMOS數(shù)據(jù)輸出速度的匹配。論文同時(shí)也闡述了高清電子內(nèi)窺鏡的圖像采集及處理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案。圖像采集軟件主要包括Windows操作系統(tǒng)下的USB主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序以及USB設(shè)備端固件程序，重點(diǎn)對(duì)USB2.0接口控制芯片CY7C68013的固件框架、端點(diǎn)配置、Slave FIFO傳輸模式進(jìn)行了深入討論。圖像處理軟件實(shí)現(xiàn)的功能有自動(dòng)曝光、圖像放大、圖像壓縮存儲(chǔ)、顏色調(diào)整等，重點(diǎn)討論了圖像去馬賽克處理方法。整個(gè)軟

4、件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了3種接口模式給用戶:1、獨(dú)立使用的應(yīng)用軟件;2、Directshow插件，方便使用第三方軟件，如Amcap等;3、可供調(diào)用的庫(kù)函數(shù)，用戶可二次開發(fā)。
　　本課題所設(shè)計(jì)的基于USB2.0接口的高清電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到了實(shí)際的應(yīng)用需求，該系統(tǒng)的微型攝像模組具有140度的視場(chǎng)角，圖像分辨率達(dá)到了1280×800，LVDS傳輸技術(shù)的應(yīng)用使前端攝像模組的傳輸距離達(dá)到了3米以上;上層應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了圖像分辨率切換、增益和曝光