面向高清晰成像的CCD圖像傳感系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、人類獲得80％以上的信息源于視覺(jué)，而基于人類視覺(jué)原理形成的現(xiàn)代成像技術(shù)，在眾多領(lǐng)域已獲得了飛速的應(yīng)用與發(fā)展。高清成像作為現(xiàn)代成像技術(shù)的重要應(yīng)用之一，無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)、智能交通領(lǐng)域，還是在科學(xué)研究以及軍事偵察等領(lǐng)域，都可以看到其的身影，其對(duì)人類的生產(chǎn)和生活起著重要的作用。尤其是，隨著集成電路的快速發(fā)展、半導(dǎo)體工藝的顯著提高，以及新型處理器和新型傳感器的不斷涌現(xiàn)，使得高清成像技術(shù)正朝著高動(dòng)態(tài)范圍、高分辨率和高集成化的方向發(fā)展。
　　

2、 在高清成像技術(shù)中，高清成像控制技術(shù)是一個(gè)以高清固體圖像傳感器為目標(biāo)攝取單元的成像系統(tǒng)，可以對(duì)目標(biāo)的圖像信號(hào)進(jìn)行采樣、緩存、處理以及顯示等處理。目前，國(guó)內(nèi)外正在陸續(xù)對(duì)高清成像控制技術(shù)展開研究，既有采用基于通用計(jì)算機(jī)PC的通用視頻圖像系統(tǒng)控制方案，也有采用基于嵌入式系統(tǒng)的專用視頻圖像系統(tǒng)控制方案。后者和前者相比，不僅體積小、開發(fā)周期短、開發(fā)成本低，而且程序更新也方便，這些特點(diǎn)符合未來(lái)電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，能夠很好地滿足客戶的需求。
　

3、　 本學(xué)位論文以某高清成像系統(tǒng)項(xiàng)目為背景，選擇了基于嵌入式系統(tǒng)的專用視頻圖像系統(tǒng)控制方案，搭建了一個(gè)以Altera公司的FPGA CycloneⅡ系列芯片EP2C35F484C7為核心處理器，以索尼公司生產(chǎn)的固體圖像傳感器ICX274為目標(biāo)獲取源的高清成像控制系統(tǒng)，其為后續(xù)的高清圖像實(shí)時(shí)顯示研究提供圖像源。在該系統(tǒng)中，運(yùn)用了ICX274的新型專用驅(qū)動(dòng)器CXD3609R，可以方便快捷的產(chǎn)生其工作所需的驅(qū)動(dòng)波形，并利用了高速CCD模擬信號(hào)

4、處理器AD9945對(duì)ICX274圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行相雙關(guān)采樣、可調(diào)增益放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換。此外，還采用了乒乓緩存結(jié)構(gòu)，其由兩片鎂光的同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器MT48LC16M16A2組成，可以對(duì)AD9945高速傳輸而來(lái)的圖像信息進(jìn)行無(wú)縫緩存和處理。
　　 本文除搭建硬件平臺(tái)之外，還詳細(xì)分析了系統(tǒng)各功能模塊的功能、工作原理和數(shù)據(jù)通信格式，并在此基礎(chǔ)上，利用硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL，采用自上而下、分層的模塊化設(shè)計(jì)思想，分別設(shè)計(jì)

5、了ICX274驅(qū)動(dòng)模塊、AD9945采樣模塊、幀奇偶數(shù)判斷模塊、乒乓緩存控制模塊、色彩還原模塊以及色彩空間轉(zhuǎn)化模塊等，然后在開發(fā)平臺(tái)QuartusⅡ9.1上，對(duì)設(shè)計(jì)模塊逐一進(jìn)行綜合、優(yōu)化、布局布線和時(shí)序仿真驗(yàn)證，最后在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了板級(jí)調(diào)試。
　　 仿真試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，本論文所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)模塊、采樣模塊、乒乓緩存模塊以及其他信號(hào)處理模塊都是可以正常工作的，能夠滿足高清成像系統(tǒng)工作的需要，這為后續(xù)圖像的處理和實(shí)時(shí)顯示的研究