基于CMOS傳感器的高速圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、高速圖像采集系統(tǒng)可以采集到人眼無(wú)法分辨的高速運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以捕捉到高速運(yùn)動(dòng)物體的瞬間姿態(tài)，并將圖像信息存儲(chǔ)起來(lái)，這些圖像數(shù)據(jù)或視頻信息是后續(xù)分析研究高速運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重要資源。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家高速圖像采集系統(tǒng)的研究已趨于成熟，并且高速圖像采集的幀頻已經(jīng)達(dá)到很高的速率，但國(guó)內(nèi)的這方面的研究相對(duì)滯后，因此，研究一款高速圖像采集系統(tǒng)具有重要意義。
　　本文根據(jù)課題技術(shù)指標(biāo)，研究了高速圖像采集系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?；驹硎歉咚賵D像傳感

2、器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，主控器件用來(lái)初始化高速圖像傳感器，對(duì)圖像傳感器采集圖像進(jìn)行預(yù)處理，主要是濾除圖像噪聲，并控制將采集的圖像數(shù)據(jù)緩存到SDRAM里，并實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)VGA顯示，最終將采集的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡。系統(tǒng)主要包括前端圖像采集部分、圖像預(yù)處理部分、圖像存儲(chǔ)部分和圖像顯示部分。
　　采用安森美半導(dǎo)體公司的高速圖像傳感器LUPA300作為圖像采集器件，核心控制器件選擇Altera CycloneⅣ系列FPGA EP4CE1

3、5F17C8N。整個(gè)系統(tǒng)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)包括前端成像板設(shè)計(jì)、FPGA控制模塊設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)和顯示模塊設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)采用Verilog硬件描述語(yǔ)言在QuartusⅡ環(huán)境下分模塊設(shè)計(jì)，主要包括LUPA300型傳感器初始化模塊、圖像預(yù)處理模塊、圖像存儲(chǔ)模塊和VGA顯示模塊。
　　最后，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)的高速圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，前端傳感器的工作頻率為80MHZ，采集深度為10位，在全分辨率640*480的分辨率下，