面向高清晰成像的CCD圖像傳感系統(tǒng)控制技術研究.pdf

1、人類獲得80％以上的信息源于視覺，而基于人類視覺原理形成的現(xiàn)代成像技術，在眾多領域已獲得了飛速的應用與發(fā)展。高清成像作為現(xiàn)代成像技術的重要應用之一，無論是在工業(yè)生產(chǎn)、智能交通領域，還是在科學研究以及軍事偵察等領域，都可以看到其的身影，其對人類的生產(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)，使得高清成像技術正朝著高動態(tài)范圍、高分辨率和高集成化的方向發(fā)展。
　　

2、 在高清成像技術中，高清成像控制技術是一個以高清固體圖像傳感器為目標攝取單元的成像系統(tǒng)，可以對目標的圖像信號進行采樣、緩存、處理以及顯示等處理。目前，國內外正在陸續(xù)對高清成像控制技術展開研究，既有采用基于通用計算機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，這些特點符合未來電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，能夠很好地滿足客戶的需求。
　

3、　 本學位論文以某高清成像系統(tǒng)項目為背景，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為目標獲取源的高清成像控制系統(tǒng)，其為后續(xù)的高清圖像實時顯示研究提供圖像源。在該系統(tǒng)中，運用了ICX274的新型專用驅動器CXD3609R，可以方便快捷的產(chǎn)生其工作所需的驅動波形，并利用了高速CCD模擬信號

4、處理器AD9945對ICX274圖像傳感器輸出的模擬信號進行相雙關采樣、可調增益放大和模數(shù)轉換。此外，還采用了乒乓緩存結構，其由兩片鎂光的同步動態(tài)存儲器MT48LC16M16A2組成，可以對AD9945高速傳輸而來的圖像信息進行無縫緩存和處理。
　　 本文除搭建硬件平臺之外，還詳細分析了系統(tǒng)各功能模塊的功能、工作原理和數(shù)據(jù)通信格式，并在此基礎上，利用硬件描述語言Verilog HDL，采用自上而下、分層的模塊化設計思想，分別設計

5、了ICX274驅動模塊、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化模塊等，然后在開發(fā)平臺QuartusⅡ9.1上，對設計模塊逐一進行綜合、優(yōu)化、布局布線和時序仿真驗證，最后在硬件平臺上進行了板級調試。
　　 仿真試驗和實驗測試結果表明，本論文所設計的驅動模塊、采樣模塊、乒乓緩存模塊以及其他信號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)圖像的處理和實時顯示的研究